Физика, изучение того, что мы наблюдаем, и математика, изучение отношений, тесно переплетены. Часто, куда один идет, другой быстро следует. Один может заложить рамку, а другой оттеняет тон и текстуру. Роджер Пенроуз, заслуженный профессор математики Оксфордского университета им. Рауса Болла, читает лекции по крайней мере с начала 1960-х годов. Его страсть - теория твисторов, альтернатива современному непрерывному пространству-времени, связанному с теорией Эйнштейна и стандартной квантовой механикой. Твисторная теория и другие пытаются определить великую объединяющую теорию (математику) для объединения пространства-времени, гравитации и вероятностных свойств квантов (наблюдаемых).
Пенроуз в своей книге, однако, не толкает читателя в глубокий конец теорий без какого-либо плавания. Твисторная теория, теория струн и другие находятся в самом конце. Начало охватывает элементарную математику. Используя качественный язык и выражения, такие как «красивый» и «элегантный», он обращается к грекам и теории чисел, а затем к геометрии (схожие треугольники) и комплексным числам (i), чтобы в итоге получить функции. Конечно, функции сами по себе не являются пунктом назначения, они просто отправная точка для исчисления, поверхностей, многообразий и пространств. Используя все трюки профессора, Пенроуз делает замечательную работу по доставке знаний исключительно со страниц. Диаграммы и графики дают представление об абстрактных представлениях о бесконечных пространствах, расслоениях, n-поверхностях и многообразиях. Схемы для мысленных экспериментов (например, путешествие фотонов на Титан) дают простой взгляд на многие аргументы. Проблемы, разбросанные по всей книге, так же как и домашние задания, заставляют читателя глубже вникать в определенные точки зрения. И, конечно же, обильные ссылки, будь то оригинальные статьи Ньютона или недавние отчеты современных исследователей, засоряют абзацы, и каждый из них приводит к обширным заметкам в конце главы. С учетом этой помощи, безусловно, нет смысла тонуть, когда мы разбираемся со сложностью идей внутри.
Да, идеи внутри сложны. Хотя предварительные знания не предполагаются, некоторые формальные занятия по математике или физике, безусловно, помогут читателю. Относительная значимость и ценность римановых поверхностей, конформных отображений и голоморфных функций не очевидны для математического новичка, хотя каждая из них имеет значение. Но не расстраивайтесь, поскольку математика - это основа, она представлена не ради самого себя, а с точки зрения ее вклада в наше знание физики. Например, соответствующая математика и физика привели к связи энергии с веществом, что привело к области ядерной науки. Квантовые вычисления развиваются в том же духе. Обсуждаются также черные дыры, двойная волна и природа частиц фотонов, эзотерическая природа гравитации и энтропийный поток нашей вселенной. Ведь именно качества этих элементов, такие как их отражающие или инвариантные атрибуты, должны отражаться в математических отношениях, которые их моделируют. Несмотря на сложность, для тех, кто любит эту тему, презентация бодрящая, хорошо продуманная и тщательная.
Тем не менее, допускается легкое предвзятость в том, что Пенроуз является более противоречивым, чем поддерживающим, когда речь идет о направлении, принятом некоторыми современными исследователями. Он, конечно, не поддерживает теорию струн. Он рассказывает о многих недостатках этого и своей любимой теории твисторов. Другие теории получают свое возрождение. В философском разделе он заходит так далеко, что рассматривает пересмотр существующих основ для моделирования физики или пересмотр значения реальности. Это, возможно, где название книги происходит, но все же название кажется немного неуместным. Тема дороги никогда не появляется в книге, и при этом тема реальности не слишком включена. Эта книга, тем не менее, предоставляет отличную математическую основу для изучения физики. Он не уклоняется от возникновения трудностей, тупиков или полных неизвестностей. С цитатами и все более актуальными темами читатель может легко погрузиться, чтобы узнать больше или, возможно, выбрать область, чтобы внести свой вклад.
Грандиозная объединяющая теория - это немного святого Грааля для некоторых математиков и физиков. Непрерывный прогресс озвучивается в журналах, и, возможно, теория не за горами. Чтобы быть готовым к этому или, возможно, подумать о том, чтобы внести свой вклад, прочитайте Дорога к реальности Роджер Пенроуз, книга, написанная в спокойной и тонкой форме, показывающая вклад математики в этот и другие исследования физики природы.
Обзор Марка Мортимера.
