通向實在之路
| 通向實在之路：宇宙法則的完全指南 | |
|---|---|
| 作者 | 羅傑·彭羅斯 |
| 類型 | 書面作品[*] |
| 語言 | English |
| 主題 | 近代物理學 |
| 出版資訊 | |
| 出版機構 | Jonathan Cape |
| 出版日期 | 2004 Later revised editions: 2005, 2006, 2007 |
| 出版地 | UK |
| 媒介 | Print, e-book |
| 頁數 | 1094 pp. |
| 系列作品 | |
| 前作 | Shadows of the Mind |
| 續作 | Cycles of Time |
| 權威控制 | |
| ISBN | 0-224-04447-8 |
| OCLC | 320326504 |
《通向實在之路：宇宙法則完整指南》是英國數學物理學家羅傑·彭羅斯於2004年出版的一本現代物理學科普書。 [1] [2]它涵蓋了粒子物理學標準模型的基礎知識，討論了廣義相對論和量子力學，並討論了這兩種理論可能的統一。
概述
[編輯]這本書討論的是物質世界。19世紀的科學家認為許多領域是獨立的，例如電和磁，但它們實際上是更基本屬性的方面。一些教材，無論是通俗的還是大學水平的，都將這些主題作為獨立的概念介紹，然後在很久以後才揭示它們的組合。 《通向實在之路》逆轉了這個過程，首先闡述了時空的底層數學，然後展示了電磁學和其他現象是如何完全形成的。
這本書剛好超過1100頁，其中前383頁是有關數學的——彭羅斯的目標是讓好奇的讀者了解深入了解本書其餘部分所需的數學工具。物理學在第383頁以時空為主題進入討論。從那裡它轉到時空中的場，從第一原理推導出經典的電力和磁力；也就是說，如果一個人生活在某種特定的時空中，這些場就會自然地發展。在進行量子物理、粒子理論和量子場論的全面討論之前，能量和守恆定律出現在拉格朗日量和哈密頓量的討論中。對量子力學中測量問題的討論用了整整一章來描述；超弦問題在書的末尾用了一章來描述，圈引力和扭轉理論也是如此。本書最後探討了其他理論和可能的前進方向。
最後幾章反映了彭羅斯的個人觀點，在某些方面與他認為的理論物理學家中的當前流行觀點有所不同。他對弦理論持懷疑態度，相比之下他更喜歡圈量子引力理論。他對自己的方法，扭子理論非常樂觀。他還對意識在物理學中的作用持有一些有爭議的觀點，正如他早期著作中所闡述的（參見《心靈的陰影》）。
與科普書不同的是，本書為讀者設置了數學和理論物理練習。這些是根據難度進行排名的，從「非常簡單」到「不容小覷」。早期版本的序言表明解決方案將在 www.roadsolutions.ox.ac.uk 上發布（序言，第 xx 頁）。然而，該網站最終下線之前，只提供了第二章和第三章問題的解決方案，這些解決方案歸功於當時的博士生尼古拉斯·艾爾斯 (Nicholas Iles)。 [1]
學術反響與評價
[編輯]根據Brian Blank的說法：
對於普遍關注物理學的數學家而言，彭羅斯的著作堪稱不證自明的選擇。而其他數學家即便僅作瀏覽，亦能通過《通向實在之路》窺見數學構造滲透理論物理學的深刻程度。當今闡釋基礎物理學前沿的著作汗牛充棟，但只需將彭羅斯的作品與近年同類著作稍加對比……便會理解書評人為何執意以最高標準審視本書——它確屬「獨一無二」的存在。這也使我的終極推薦不言自明：對於所有希望在通俗讀物與研究生教材之間的知識層級上理解現代物理的讀者，《通向實在之路》都是當下唯一的選擇。
根據Nicholas Lezard 的說法：
若衡量偉大作家的標準在於不將讀者視作愚人，那麼彭羅斯當之無愧——這也解釋了本書何以能長期占據暢銷榜單。
——Lezard, Nicholas. 《通向实在之路》书评. 衛報. 2006年2月11日.
據李·斯莫林所述：
彭羅斯的獨特之處在於，他毫不避諱地指出自己推崇理論中的缺陷與空白。他讓我們回想起物理學界尚未學會大肆炒作觀點的那個時代——那時的主流學術倫理要求研究者誠實地闡釋理論優劣，讓觀點與結果自己發聲。
彭羅斯思想的核心是一系列論證，這些論證使他相信：若要實現量子力學與引力的統一，就必須對量子理論進行修正。這一立場導致他既反對弦理論，也排斥諸如圈量子引力等競爭性理論。更重要的是，他挑戰了後標準模型理論研究中一個近乎共識的預設——在探索統一理論時，可以暫時忽略測量難題和量子引力等基礎問題。
儘管彭羅斯提出的量子理論修正方案未必成功，但它具備弦理論至今缺乏的一個特徵：可通過實驗進行驗證。
——Smolin, Lee. Review of The Road to Reality. Physics Today. 1 February 2006, 59 (2): 55. doi:10.1063/1.2186285.
根據Frank Wilczek 的說法：
若將《通向實在之路》視為科學論著，它在諸多方面確實存在問題。作者試圖面向大眾深入探討理論物理與宇宙學的前沿課題，這種定位使其既無需提供技術細節，也不必直面具體實驗問題，更無須接受同行專家的嚴格評判——伽利略當年雖成功完成過類似壯舉，但那個時代的科學複雜度與今日不可同日而語！書中關於高能物理與量子場論的章節尤為欠妥：儘管篇幅精煉，卻存在若干硬傷——卡比博角（Cabibbo angle）並不支配K⁰與反K⁰介子混合形成長/短壽命K介子的過程；電弱對稱性破缺不存在所謂"不同方向"的選擇；該相變過程中也絕不會出現普通超導體相變中不存在的無序現象。 總而言之，這部非凡著作雖有諸多值得推崇與借鑑之處，但以最高學術標準衡量，《通向實在之路》仍存在深刻缺陷。
——Wilczek, Frank. Treks of Imagination (review of The Road to Reality). Science. 11 February 2005, 307 (5711): 852–853. S2CID 170304831. doi:10.1126/science.1106081. (quote from p. 853)
版本
[編輯]- Jonathan Cape（第一版），2004年，精裝本，ISBN 0-224-04447-8
- Alfred A. Knopf（出版商），2005年2月，精裝本，ISBN 0-679-45443-8
- Vintage Books，2005年，平裝，ISBN 0-09-944068-7
- Vintage Books，2006年，平裝，ISBN 0-09-944068-7
- Vintage Books，2007年，平裝，ISBN 0-679-77631-1
參考
[編輯]- ^ Johnson, George. 'The Road to Reality': A Really Long History of Time. The New York Times. 27 February 2005 [3 April 2017]. 參數
|newspaper=與模板{{cite web}}不匹配（建議改用{{cite news}}或|website=） (幫助) - ^ The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe by Roger Penrose. Goodreads. [18 November 2015]. ISBN 978-0-679-77631-4.
