本書是哈佛大學理論物理學家、美女教授麗莎蘭道爾的代表著作，在書中，作者以輕松愉快、淺顯易懂的文風，深入淺出地談論了宇宙的奧秘。同時，該書還給讀者奉獻了一個令人振奮的文獻綜述，它回顧了二十世紀早期物理直到當今粒子物理和弦理論最前沿的發現，化解了當今有關相對論、量子力學和引力的爭議和糾紛。作者極大地調動了讀者的好奇心，舉重若輕、饒有興趣地引領讀者由簡單的直覺經驗出發，穿越當代物理學的主要概念，一直到達令人興奮的科學最前沿。 當今世界最權威的額外維度物理學家，杰出的理論物理學家，粒子物理、弦理論和宇宙學專家，《時代》雜志“100名最有影響力人物”之一。 普林斯頓大學物理系第一位女性終身教授，也是哈佛大學、麻省理工學院第一位女性理論物理終身教授。 經過9年精心研究和無數次實驗，她提出︰我們的世界中存在一個人類看不到的第五維空間。她證實了靈魂確實存在，並稱有望在2012年向全人類莊嚴宣告靈魂存在的最權威科學證據。

引言 第一部分 空間的維度 第1章 維度之謎 第2章 額外維度究竟有多大 第3章 我們生存在“膜宇宙”上嗎 第4章 踏上理論物理的探索歷程 第二部分 20世紀革命性的宇宙觀念 第5章 相對論︰彎曲的時空 第6章 量子力學︰充滿不確定性的微觀世界 第三部分 基本粒子物理 第7章 粒子物理的標準模型︰物質的已知最基本結構 第8章 實驗插曲︰高能粒子加速器的新發現 第9章 對稱︰基本的組織原則 第10章 基本粒子的質量來源︰自發對稱破缺和希格斯機制 第11章 標度和大統一︰不同尺度和能量的相互作用 第12章 等級問題︰唯一有效的涓滴理論 第13章 超對稱︰超越標準模型的大飛躍 第四部分 弦理論和膜 第14章 弦的律動︰超弦革命 第15章 輔助通道︰膜的發展 第16章 熙熙攘攘的通道︰膜宇宙 第五部分 額外維度宇宙假說 第17章 人跡罕至的通道︰多重宇宙與隔離 第18章 泄露秘密的通道︰四維世界的高維來客 第19章 寬闊的通道︰大額外維度 第20章 彎曲的通道︰粒子質量差異的來源 第21章 彎曲空間里的“愛麗絲” 第22章 深遠的通道︰無窮大的額外維度 第23章 曲折延展的通道︰四維引力的孤島 第六部分 彎曲的旅行 第24章 額外維度︰你是在里面，還是在外面 第25章 即將被證實的宇宙真相 譯者後記

人類對自然現象的好奇心驅動著我們探索時間和空間(時空)的奧秘。時空是物質存在的形式。可是時空本身到底以什麼形式展現、如何確切地描述，卻是古今中外物理學家、數學家以及哲學家們煞費苦心研討的問題。自從有了科學以來，研究時空性質幾乎成了永久的課題。 本書作者麗莎。蘭道爾現任教于美國哈佛大學。她曾是普林斯頓大學物理系的第一位終身女性教授，也是哈佛大學、麻省理工學院的第一位理論物理終身女性教授。她從事高能理論物理研究工作20多年來，獲得了多項開創性的重要成果，是當前最有影響的理論物理學家之一。她和拉曼．桑卓姆10年前提出的額外維度模型，同另一個大額外維度理論一起，產生了劃時代的意義。現在，她仍然活躍在科學前沿，研究基本粒子理論和宇宙論。 作為對額外維度理論的最新進展做出開創性貢獻的物理學家之一，本書作者相信額外維度的存在。可這些扭曲的額外維度不論有多大，都是我們肉眼看不見的!那麼我們如何從實驗上確認它們的存在呢?幸運的是，這種理論很可能在我們目前及未來的實驗中留下蛛絲馬跡。現在國際上最大的科學實驗裝置、設在日內瓦歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)已經投入運行。 LHC使高能質子對撞，發生高能反應。能量轉變成質量，產生新的粒子。一種稱做卡魯扎一克萊因的粒子就是額外維度理論的預言，也是LHC實驗中希望發現的。如果LHC中的高能反應有幸 達到強引力的範疇，那麼還可能產生出高維黑洞! 同許多高能物理學家一起，麗莎‧蘭道爾也積極投身于LHC物理的研究，她近來關于卡魯扎一克萊因粒子及高維黑洞現象的理論預言都對LHC實驗具有指導意義。高能物理領域熱切期待著革命性的新發現!這種額外維度理論甚至對早期宇宙論、暴漲，以及暗物質的來源都會提供新意。 從目前的觀測看來，我們生活在一個均勻的、各向同性的三維空間加上一維時間，即四維時空，還沒有實驗證據揭示三維空間外的“額外維度”的存在。然而，自上個世紀初以來就有理論物理學家提出額外維度存在的可能性。這些額外維度不像我們周圍的三維空間那樣延伸，而是緊縮到小得看不見。無獨有偶，有希望統一引力與量子力學的弦理論恰恰要求額外維度的存在。這個觀點引起物理學家及數學家的極大興趣，甚至被認為是物理學中的一次革命!傳統的弦理論認為，我們生活的三維空間只不過是一個更高維空間的一部分，但額外維度微小到永遠無法觀測的程度，接近所謂的“普朗克長度”，約*厘米。如果是這樣，額外維度的存在與否似乎對我們的可觀測世界沒有什麼效應，因此其存在很難由實驗來證實或證偽。 但是，理論物理學研究的最新結果改變了物理學家對額外維度的認識。其實，額外維度可以很大。有的甚至可以延伸到無窮大!它們可以不是平直的，是變形的、扭曲的。這種觀點源于愛因斯坦廣義相對論中的一個概念。物質能量對時間和空間的制約關系導致了這些不平常性質的出現。更引起物理學家重視的是，這些新的理論有其他方面的意義和應用。比如，與我們周圍的核力和電磁力相比，引力如此之微弱。這種扭曲空間的新理論可以解釋這個長期以來的困惑︰在嚴重扭曲的空間里，引力可以在某些區域里很強，而在其它區域里很弱。進而，這種扭曲的額外維度理論還可以幫助理解弱核力可以穩定存在的事實。 作者在本書最後一部分提出了一個讓讀者感到驚訝的問題︰究竟什麼是維度?“確定一個點所需要的獨立坐標數就是維度”，不是嗎?其實答案要比想象的復雜得多!物理現象都是由物質問的相互作用所決定的。如果存在很強的相互作用，那麼情況會變得模糊。近10年來理論物理學的最新進展表明，一個四維的強相互作用理論可以等效于一個高維的引力理論，既所謂的對偶性。在這種情況下，維度的概念不再明確。其實，弦理論家早就發現了另外一個對偶性，稱做T對偶。在弦理論里。卷曲空間的極小體積和極大體積產生的物理結果是一樣的。這使維度的含義再次模糊起來。這些屬性實在太玄妙了!本書作者以及許多頂尖物理學家都認為，時間和空間一定還有更為基本的描述。 本書以艾克和阿西娜兄妹倆的對話開始引入維度。每一章都會插入他們的夢幻、經歷和故事來引入主題，別有風趣。本書語言幽默，圖文並貌。書中多處以有趣的例子、圖畫和故事來描述和比喻深刻的理論︰從在嬰兒床里爬行時感受到的維度，到不粘鍋中準晶體的高維結構，又以噴壺澆花時水的流量比喻力的強度，用漏斗的型狀來比喻扭曲的額外維度，等等，即生動又貼切，極具可讀性。該書的中譯本翻譯嚴謹，語言通俗，適合于對現代前沿科學有興趣的廣大國內讀者。 時空的性質的確是高能物理及宇宙論中最重要的研究論題，那麼額外維度真的存在嗎?這樣引人如勝的想法到底會不會得到實驗觀測的肯定呢?讀者還是從這本妙趣橫生的書中尋味吧！