量子引力基础

丁亦兵

强、弱、电三种相互作用的标准模型的建立与精确检验是20世纪物理学最伟大的成就之一，它把基本粒子的强、弱、电三种相互作用的描述成功地统一起来，成为人类揭示最深层次物质结构的强有力的工具。但是，迄今一直未能把引力统一进来始终是极大憾事。究其原因在于引力的量子化带来一系列长期困扰物理学界，至今仍难以解决的严重问题。积极探寻这些问题的解决办法，近年来成为理论物理学家极为关注的热点。本书正是作者为解决问题而孜孜不倦、努力奋斗的结果。在本书中作者认真地考查了这些研究活动所涉及的物理概念与哲学基础，特别是评论了人们提出的各种建议与模型的前提和自洽性。

作者曾与L.Susskind合作写过一本关于黑洞的书，介绍静态几何的量子物理与相对论以及视界物理的一些信息。然而作者最近研究表明对于一旦纳入动力学描写时，这些结果必须做一些定性的修改。本书是作为以前出版的那部书的进一步详细的阐释和扩充，但是也包含了一些新的材料，其中包括详细考查在相对论框架内纳入量子力学的基本自洽性，包括了动力学空间相关几何学，并扩展了前一本书写作中涉及物理学基础的一些讨论，尝试探讨微观物理学中可以与引力的微观理论自洽的内容。本书特别强调：在寻找最优雅的物理现象的模型时人们必须记住：物理学是一门实验科学。他希望以此激励读者对于新知识，特别是通过实验探索物质性质的兴趣。

全书内容分成两大部分，共包括9章。第一部分 伽利略相对论与狭义相对论，含第1-4章：1.经典狭义相对论；2.量子力学、经典力学和狭义相对论；3.粒子相互作用的微观形式；4.量子力学中的群论。 第二部分 广义相对论，含第5-9章：5.广义相对论基础； 6.弯曲时空背景中的量子力学；7.视界与陷俘区的物理学； 8.宇宙学； 9.相互作用系统的引力。

本书以物理系和自然哲学领域的大学生和研究生以及数学和粒子物理领域的研究人员为主要的读者对象。对于物理模型以及与主流物理学自洽的实验感兴趣的理论物理与自然哲学家也是一部重要的参考书。但阅读本书的读者应当具有量子力学、广义相对论、统计物理学和物理学基础知识。endprint