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책 정보
· 제목 : 실체에 이르는 길 2 (우주의 법칙으로 인도하는 완벽한 안내서)
· 분류 : 국내도서 > 과학 > 물리학 > 물리학 일반
· ISBN : 9788961390378
· 쪽수 : 856쪽
· 출판일 : 2010-12-07
· 분류 : 국내도서 > 과학 > 물리학 > 물리학 일반
· ISBN : 9788961390378
· 쪽수 : 856쪽
· 출판일 : 2010-12-07
책 소개
세계적인 석학 로저 펜로즈의 8년 만의 역작. 스티븐 호킹과 어깨를 나란히 하는 거목이 창조해 낸 ‘현대물리학의 집대성’은 미래에 펼쳐질 물리학의 환상이나 발자취만 따라가기를 원치 않는 이들에게는 반드시 읽어야만 할 책이다. 이 책의 주제를 한마디로 정의하자면 바로 ‘물리계의 양태와 수학 개념 간의 관계’이다.
목차
21장 양자 입자 17
21.1교환법칙을 만족하지 않는 변수들 17/ 21.2 양자 해밀토니안 22/ 21.3 슈뢰딩거 방정식 25/ 21.4 양자이론의 실험적 배경 28/ 21.5 파동-입자의이중성을 어떻게 이해할 것인가?34 / 21.6 양자적 실체란 무엇인가?38 / 21.7 파동함수의 총체적 특성 44/ 21.8 마술 같은 ‘양자 점프’ 50/ 21.9 파동함수의 확률분포 52/ 21.10 위치상태 56 /21.11 운동량-공간표현 58
22장 양자대수학, 양자기하학,스핀 66
22.1양자적 과정: U와R 66 / 22.2 U의 선형성과R에 관한 문제들 70/ 22.3 유니터리 구조,힐베르트 공간, 디랙표기법 75 / 22.4 유니터리한시간변화: 슈뢰딩거와하이젠베르크 78 / 22.5 양자적‘관측가능량’ 83 / 22.6YES/NO 관측: 프로젝터88 / 22.7 빈 관측:나선성 92 / 22.8 스핀과스피너 99 / 22.9 2-상태계의 리만 구면 105 / 22.10큰 스핀: 마요라나묘사법 113 / 22.11 구면조화함수117 / 22.12 상대론적양자 각운동량 124 / 22.13고립된 양자적 객체 129
23장 서로 얽혀 있는 양자세계 142
23.1다입자계의 양자역학적 서술 142/ 23.2 거대한 다입자 상태공간 145/ 23.3 양자얽힘: 벨부등식 149 / 23.4 봄타입의 EPR 실험 153/ 23.5 확률이 ‘거의 배제된’ 하디의 EPR타입 실험 159 / 23.6양자얽힘에 숨어 있는 두 가지 미스터리 162/ 23.7 보존과 페르미온 166/ 23.8 보존과 페르미온의 양자상태 169/ 23.9 양자 원격이동 173/ 23.10 퀀글먼트 179
24장 디랙의 전자와 반입자 188
24.1양자역학과 상대성이론 사이의 팽팽한 긴장관계188 / 24.2 반입자의존재가 양자장으로 귀결되는 이유 190/ 24.3 양자역학적 에너지가 양의 값을 갖는 이유193 / 24.4 상대론적에너지공식의 난점 195 /24.5 ∂/∂t의 비불변성198 / 24.6 파동연산자□의 클리포드-디랙제곱근 201 / 24.7 디랙방정식 204 / 24.8 디랙의양전자 207
25장 입자물리학의 표준모형 215
25.1현대 입자물리학의 기원 215/ 25.2 전자의 지그재그 도식 217/ 25.3 약전자기 상호작용:반전 비대칭 223 /25.4 전하켤레(C),반전성(P), 시간되짚기(T)230 / 25.5 약전자기 대칭군 234/ 25.6 강한 상호작용을 주고받는 입자들 239/ 25.7 쿼크의 색 244 /25.8 표준모형을 넘어서 249
26장 양자장이론 256
26.1양자장이론의 현주소 256/ 26.2 생성연산자와 소멸연산자 259/ 26.3 무한차원 대수 263/ 26.4 양자장이론에서의 반입자 266/ 26.5 또 하나의 진공상태 269/ 26.6 상호작용:라그랑지안과 경로적분 271/ 26.7 발산하는 경로적분:파인만의 해결책 277/ 26.8 파인만 그래프:S-행렬 280 / 26.9 재규격화285 / 26.10 라그랑지안과파인만 그래프 291 / 26.11파인만 그래프와 진공의 선택 293
27장 빅뱅이 남긴 열역학적 유산 301
27.1시간대칭과 역학적 진행과정 301/ 27.2 극미세 요소들 304/ 27.3 엔트로피 307 /27.4 굳건한 엔트로피 개념 311/ 27.5 제2법칙의유도 - 또는 실패?316 / 27.6 우주는 그 자체로 '독립된계'인가?321 / 27.7 빅뱅의 역할 324/ 27.8 블랙홀 331 /27.9 사건지평선과 시공간 특이점 339/ 27.10 블랙홀의 엔트로피 341/ 27.11 우주론 345 /27.12 등각 다이어그램 354/ 27.13 매우 특별한 빅뱅 359
28장 초기우주에 대한 사변적 이론 372
28.1초기우주의 자발적 대칭붕괴 372/ 28.2 우주적 위상적 결함 377/ 28.3 초기우주의 대칭붕괴 382/ 28.4 인플레이션 우주론 387/ 28.5 인플레이션은 과연 타당한 동기에서 도입된이론인가? 396 / 28.6 인류원리402 / 28.7 빅뱅의 특별한성질: 인류 열쇠?409 / 28.8 바일 곡률 가설 413/ 28.9 하틀-호킹의‘무경계’ 이론 418 /28.10 우주변수: 관측현황?422
29장 측정역설 438
29.1양자이론에 내포된 통상적 실체론 438/ 29.2 새로운 실체론적 시각에서 바라본 양자역학443 / 29.3 밀도행렬452 / 29.4 스핀 1/2인입자의 밀도행렬: 블로흐구 455 / 29.5 EPR 상황에서의밀도행렬 461 / 29.6 주변환경의결어긋남 해석법의 FAPP철학468 / 29.7 코펜하겐해석에 입각한 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 역설 471/ 29.8 다른 해석은 슈뢰딩거의 고양이 역설을해결할 수 있는가? 475 /29.9 어떤 관점을 택할 것인가?480
30장 양자상태축소에서 중력의 역할 489
30.1현재 양자이론은 안정적으로 자리를 잡았는가?489 / 30.2 우주적 시간의 비대칭성에서 얻을 수있는 실마리 491 / 30.3 양자적상태축소에 나타나는 시간 비대칭 494/ 30.4 호킹의 블랙홀 온도 500/ 30.5 복소수 주기성에서 유추한 블랙홀의 온도506 / 30.6 킬링벡터,에너지의 흐름, 그리고시간여행! 513 / 30.7 음에너지궤도에서 에너지의 흐름 517/ 30.8 호킹 폭발 521 /30.9 더욱 급진적인 관점 526/ 30.10 슈뢰딩거의 덩어리 531/ 30.11 아인슈타인의 원리와 충돌하다 536/ 30.12 슈뢰딩거-뉴턴상태? 541 / 30.13 FELIX 및이와 관련된 제안들 544 /30.14 초기우주 요동의 원인 551
31장 초대칭과 초고차원, 그리고 끈이론 565
31.1설명되지 않은 변수들 565/ 31.2 초대칭 571 /31.3 초대칭의 대수와 기하학 576/ 31.4 고차원 시공간 581/ 31.5 강입자 끈이론 586/ 31.6 끈이론이 말하는 세상 591/ 31.7 끈이론의 여분차원 596/ 31.8 끈이론은 과연 양자중력이론인가?598 / 31.9 끈이론의 역학 602/ 31.10 우리는 왜 여분차원을 볼 수 없는가?606 / 31.11 양자적-안정성논리를 수용해야 하는가?613 / 31.12 여분차원의 고전적 불안정성 617/ 31.13 끈-양자장이론은유한한가? 621 / 31.14 마술같은 칼라비-야우공간과 M-이론 624/ 31.15 끈과 블랙홀 엔트로피 632/ 31.16 홀로그래픽 원리 638/ 31.17 D-브레인 642 /31.18 끈이론의 현주소 646
32장 아인슈타인의 좁은 길 -고리변수 661
32.1정준적 양자중력이론 661/ 32.2 아쉬테카르 변수에 대한 카이랄 입력 663/ 32.3 아쉬테카르 변수의 형태 668/ 32.4 고리변수 672 /32.5 매듭과 연결을 서술하는 수학 676/ 32.6 스핀네트워크 680/ 32.7 고리양자중력이론의 현주소 688
33장 더욱 급진적인 관점: 트위스터이론 696
33.1기하학에 불연속적 요소가 존재하는 이론들 696/ 33.2 트위스터와 빛의 경로 702/ 33.3 등각군: 컴팩트화된민코프스키 공간 710 / 33.4트위스터와 고차원 스피너 715/ 33.5 트위스터 기초기하학과 좌표 719/ 33.6 질량 없이 자전하는 입자의 트위스터 기하학724 / 33.7 트위스터양자이론 731 / 33.8 질량이없는 장의 트위스터 표현 735/ 33.9 트위스터 층공간 코호몰로지 738/ 33.10 트위스터와 양/음진동수 분리 746 / 33.11 비선형중력자 749 / 33.12 트위스터와일반상대성이론 756 / 33.13트위스터 입자물리학 758/ 33.14 트위스터 이론의 미래 759
34장 실체에 이르는 길을 찾아서 771
34.120세기 물리학의 위대한 이론들 771/ 34.2 수학으로 이루어진 기초물리학 776/ 34.3 물리학이론에서 ‘유행’의 역할 780/ 34.4 틀린 이론은 실험으로 반증될 수 있는가?785 / 34.5 물리학의 다음 혁명은 어디에서 시작될것인가? 791 / 34.6 실체란무엇인가? 795 / 34.7 물리학이론에서정신의 역할 798 / 34.8 수학을통해 실체로 접근하는 긴 여정 803/ 34.9 아름다움과 기적 809/ 34.10 심오한 질문에 답이 제시되면서 더 심오한질문이 제기되다 815
맺음말 823
찾아보기 826
21.1교환법칙을 만족하지 않는 변수들 17/ 21.2 양자 해밀토니안 22/ 21.3 슈뢰딩거 방정식 25/ 21.4 양자이론의 실험적 배경 28/ 21.5 파동-입자의이중성을 어떻게 이해할 것인가?34 / 21.6 양자적 실체란 무엇인가?38 / 21.7 파동함수의 총체적 특성 44/ 21.8 마술 같은 ‘양자 점프’ 50/ 21.9 파동함수의 확률분포 52/ 21.10 위치상태 56 /21.11 운동량-공간표현 58
22장 양자대수학, 양자기하학,스핀 66
22.1양자적 과정: U와R 66 / 22.2 U의 선형성과R에 관한 문제들 70/ 22.3 유니터리 구조,힐베르트 공간, 디랙표기법 75 / 22.4 유니터리한시간변화: 슈뢰딩거와하이젠베르크 78 / 22.5 양자적‘관측가능량’ 83 / 22.6YES/NO 관측: 프로젝터88 / 22.7 빈 관측:나선성 92 / 22.8 스핀과스피너 99 / 22.9 2-상태계의 리만 구면 105 / 22.10큰 스핀: 마요라나묘사법 113 / 22.11 구면조화함수117 / 22.12 상대론적양자 각운동량 124 / 22.13고립된 양자적 객체 129
23장 서로 얽혀 있는 양자세계 142
23.1다입자계의 양자역학적 서술 142/ 23.2 거대한 다입자 상태공간 145/ 23.3 양자얽힘: 벨부등식 149 / 23.4 봄타입의 EPR 실험 153/ 23.5 확률이 ‘거의 배제된’ 하디의 EPR타입 실험 159 / 23.6양자얽힘에 숨어 있는 두 가지 미스터리 162/ 23.7 보존과 페르미온 166/ 23.8 보존과 페르미온의 양자상태 169/ 23.9 양자 원격이동 173/ 23.10 퀀글먼트 179
24장 디랙의 전자와 반입자 188
24.1양자역학과 상대성이론 사이의 팽팽한 긴장관계188 / 24.2 반입자의존재가 양자장으로 귀결되는 이유 190/ 24.3 양자역학적 에너지가 양의 값을 갖는 이유193 / 24.4 상대론적에너지공식의 난점 195 /24.5 ∂/∂t의 비불변성198 / 24.6 파동연산자□의 클리포드-디랙제곱근 201 / 24.7 디랙방정식 204 / 24.8 디랙의양전자 207
25장 입자물리학의 표준모형 215
25.1현대 입자물리학의 기원 215/ 25.2 전자의 지그재그 도식 217/ 25.3 약전자기 상호작용:반전 비대칭 223 /25.4 전하켤레(C),반전성(P), 시간되짚기(T)230 / 25.5 약전자기 대칭군 234/ 25.6 강한 상호작용을 주고받는 입자들 239/ 25.7 쿼크의 색 244 /25.8 표준모형을 넘어서 249
26장 양자장이론 256
26.1양자장이론의 현주소 256/ 26.2 생성연산자와 소멸연산자 259/ 26.3 무한차원 대수 263/ 26.4 양자장이론에서의 반입자 266/ 26.5 또 하나의 진공상태 269/ 26.6 상호작용:라그랑지안과 경로적분 271/ 26.7 발산하는 경로적분:파인만의 해결책 277/ 26.8 파인만 그래프:S-행렬 280 / 26.9 재규격화285 / 26.10 라그랑지안과파인만 그래프 291 / 26.11파인만 그래프와 진공의 선택 293
27장 빅뱅이 남긴 열역학적 유산 301
27.1시간대칭과 역학적 진행과정 301/ 27.2 극미세 요소들 304/ 27.3 엔트로피 307 /27.4 굳건한 엔트로피 개념 311/ 27.5 제2법칙의유도 - 또는 실패?316 / 27.6 우주는 그 자체로 '독립된계'인가?321 / 27.7 빅뱅의 역할 324/ 27.8 블랙홀 331 /27.9 사건지평선과 시공간 특이점 339/ 27.10 블랙홀의 엔트로피 341/ 27.11 우주론 345 /27.12 등각 다이어그램 354/ 27.13 매우 특별한 빅뱅 359
28장 초기우주에 대한 사변적 이론 372
28.1초기우주의 자발적 대칭붕괴 372/ 28.2 우주적 위상적 결함 377/ 28.3 초기우주의 대칭붕괴 382/ 28.4 인플레이션 우주론 387/ 28.5 인플레이션은 과연 타당한 동기에서 도입된이론인가? 396 / 28.6 인류원리402 / 28.7 빅뱅의 특별한성질: 인류 열쇠?409 / 28.8 바일 곡률 가설 413/ 28.9 하틀-호킹의‘무경계’ 이론 418 /28.10 우주변수: 관측현황?422
29장 측정역설 438
29.1양자이론에 내포된 통상적 실체론 438/ 29.2 새로운 실체론적 시각에서 바라본 양자역학443 / 29.3 밀도행렬452 / 29.4 스핀 1/2인입자의 밀도행렬: 블로흐구 455 / 29.5 EPR 상황에서의밀도행렬 461 / 29.6 주변환경의결어긋남 해석법의 FAPP철학468 / 29.7 코펜하겐해석에 입각한 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 역설 471/ 29.8 다른 해석은 슈뢰딩거의 고양이 역설을해결할 수 있는가? 475 /29.9 어떤 관점을 택할 것인가?480
30장 양자상태축소에서 중력의 역할 489
30.1현재 양자이론은 안정적으로 자리를 잡았는가?489 / 30.2 우주적 시간의 비대칭성에서 얻을 수있는 실마리 491 / 30.3 양자적상태축소에 나타나는 시간 비대칭 494/ 30.4 호킹의 블랙홀 온도 500/ 30.5 복소수 주기성에서 유추한 블랙홀의 온도506 / 30.6 킬링벡터,에너지의 흐름, 그리고시간여행! 513 / 30.7 음에너지궤도에서 에너지의 흐름 517/ 30.8 호킹 폭발 521 /30.9 더욱 급진적인 관점 526/ 30.10 슈뢰딩거의 덩어리 531/ 30.11 아인슈타인의 원리와 충돌하다 536/ 30.12 슈뢰딩거-뉴턴상태? 541 / 30.13 FELIX 및이와 관련된 제안들 544 /30.14 초기우주 요동의 원인 551
31장 초대칭과 초고차원, 그리고 끈이론 565
31.1설명되지 않은 변수들 565/ 31.2 초대칭 571 /31.3 초대칭의 대수와 기하학 576/ 31.4 고차원 시공간 581/ 31.5 강입자 끈이론 586/ 31.6 끈이론이 말하는 세상 591/ 31.7 끈이론의 여분차원 596/ 31.8 끈이론은 과연 양자중력이론인가?598 / 31.9 끈이론의 역학 602/ 31.10 우리는 왜 여분차원을 볼 수 없는가?606 / 31.11 양자적-안정성논리를 수용해야 하는가?613 / 31.12 여분차원의 고전적 불안정성 617/ 31.13 끈-양자장이론은유한한가? 621 / 31.14 마술같은 칼라비-야우공간과 M-이론 624/ 31.15 끈과 블랙홀 엔트로피 632/ 31.16 홀로그래픽 원리 638/ 31.17 D-브레인 642 /31.18 끈이론의 현주소 646
32장 아인슈타인의 좁은 길 -고리변수 661
32.1정준적 양자중력이론 661/ 32.2 아쉬테카르 변수에 대한 카이랄 입력 663/ 32.3 아쉬테카르 변수의 형태 668/ 32.4 고리변수 672 /32.5 매듭과 연결을 서술하는 수학 676/ 32.6 스핀네트워크 680/ 32.7 고리양자중력이론의 현주소 688
33장 더욱 급진적인 관점: 트위스터이론 696
33.1기하학에 불연속적 요소가 존재하는 이론들 696/ 33.2 트위스터와 빛의 경로 702/ 33.3 등각군: 컴팩트화된민코프스키 공간 710 / 33.4트위스터와 고차원 스피너 715/ 33.5 트위스터 기초기하학과 좌표 719/ 33.6 질량 없이 자전하는 입자의 트위스터 기하학724 / 33.7 트위스터양자이론 731 / 33.8 질량이없는 장의 트위스터 표현 735/ 33.9 트위스터 층공간 코호몰로지 738/ 33.10 트위스터와 양/음진동수 분리 746 / 33.11 비선형중력자 749 / 33.12 트위스터와일반상대성이론 756 / 33.13트위스터 입자물리학 758/ 33.14 트위스터 이론의 미래 759
34장 실체에 이르는 길을 찾아서 771
34.120세기 물리학의 위대한 이론들 771/ 34.2 수학으로 이루어진 기초물리학 776/ 34.3 물리학이론에서 ‘유행’의 역할 780/ 34.4 틀린 이론은 실험으로 반증될 수 있는가?785 / 34.5 물리학의 다음 혁명은 어디에서 시작될것인가? 791 / 34.6 실체란무엇인가? 795 / 34.7 물리학이론에서정신의 역할 798 / 34.8 수학을통해 실체로 접근하는 긴 여정 803/ 34.9 아름다움과 기적 809/ 34.10 심오한 질문에 답이 제시되면서 더 심오한질문이 제기되다 815
맺음말 823
찾아보기 826
리뷰
책속에서
우리가 행하는 물리적 행위도궁극적으로는 수학의 통제를 받는 셈이며,이 ‘통제’가 엄격한 확률적 원리를 따르는몇몇 무작위 사건에도 관여하는 것일지도 모른다……(중략)나와 내 친구들의 모든 행동이 결국 그런수학적 원리의 지배 아래였음이 사실로 밝혀질 때 내가느낄 감정이 궁금한가?난 나름 괜찮겠다고 본다.나의 행동이 쾌락을 추구하는 마음이나탐욕,폭력 등에서 기인한다고 생각하기보다‘플라톤의 이상향’에 있는 무언가에 의해 통제되고있다고 생각하는 편이 더 그럴듯하지 않은가?
(실체에이르는 길 1권1장)
어쨌거나 입자물리학에 관한한,표준모형은 궁극의 답이 될 수 없다.표준모형이 괄목할 만한 성공을 거두었음은분명한 사실이지만,이것만으로는 설명할 수 없는 현상들이도처에 널려 있다.
(실체에이르는 길 2권25장)
나는 지금의 물리학이 ‘최종이론’으로가려면 아직 갈 길이 멀다고 생각한다……(중략)우리 눈에 보이는 시공간의 차원(1+3차원)보다더 높은 차원을 주장하는 이론들이 ‘물리학적 이해’에더 가까이 갔다고 보기는 어렵다.32장과 33장에서소개한 이론들은 나의 개인적인 연구경력과 밀접하게관련되어 있긴 하지만,아직은 부족한 점이 많다.
(실체에이르는 길 2권34장)
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