Предисловие .................................................... 11

Часть I
Арена реальности ............................................... 15

Глава 1. Пути к реальности ..................................... 17
Пространство, время и почему все таково, каково оно есть

  Классическая реальность ...................................... 21
  Релятивистская реальность .................................... 22
  Квантовая реальность ......................................... 24
  Космологическая реальность ................................... 26
  Объединенная реальность ...................................... 29
  Реальность прошлого и будущего ............................... 33
  Возмужание в пространстве и времени .......................... 33

Глава 2. Вселенная и ведро ..................................... 36
Пространство — это человеческая абстракция или физическая сущность?

  Относительность до Эйнштейна ................................. 36
  Ведро ........................................................ 38
  Трудности с пространством .................................... 42
  Мах и смысл пространства ..................................... 44
  Мах, движение и звезды ....................................... 49
  Мах против Ньютона ........................................... 50

Глава 3. Относительность и абсолют ............................. 52
Пространство-время — это абстракция Эйнштейна или физическая
сущность?
 
  Пусто ли пустое пространство? ................................ 52
  Относительное пространство, относительное время .............. 56
  Изощрен, но не злонамерен .................................... 59
  А как насчет ведра? .......................................... 63
  Нарезая пространство и время ................................. 64
  Срезы под разными углами ..................................... 68
  Ведро с точки зрения специальной теории относительности ...... 71
  Гравитация и старинный вопрос ................................ 74
  Эквивалентность гравитации и ускорения ....................... 77
  Искривления, рябь и гравитация ............................... 80
  Общая теория относительности и ведро ......................... 84
  Пространство-время в третьем тысячелетии ..................... 87

Глава 4. Запутывание пространства .............................. 89
Что значит быть разделенным в квантовой Вселенной?

  Мир согласно квантовым представлениям ........................ 90
  Красное и синее .............................................. 93
  Посылая волны ................................................ 96
  Вероятность и законы физики ................................. 100
  Эйнштейн и квантовая механика ............................... 103
  Гейзенберг и принцип неопределенности ....................... 107
  Эйнштейн, неопределенность и вопрос реальности .............. 110
  Квантовый отклик ............................................ 114
  Белл и спин ................................................. 115
  Тестирование реальности ..................................... 118
  Подсчет ангелов на игле ..................................... 121
  Нет дыма без огня ........................................... 123
  Запутанность и специальная теория относительности: стандартный
  подход ...................................................... 126
  Запутанность и специальная теория относительности:
  альтернативный подход ....................................... 128
  Что нам со всем этим делать? ................................ 132

Часть II
Время и опыт .................................................. 135

Глава 5. Замерзшая река ....................................... 137
Течет ли время?

  Течет ли время? ............................................. 139
  Устойчивая иллюзия прошлого, настоящего и будущего .......... 142
  Опыт и течение времени ...................................... 149

Глава 6. Случайность и стрела времени ......................... 152
Имеет ли время направление?

  Загадка ..................................................... 152
  Прошлое, будущее и фундаментальные законы физики ............ 154
  Симметрия по отношению к обращению времени .................. 155
  Теннисные мячи и разбивающиеся яйца ......................... 158
  Принцип и практика .......................................... 159
  Энтропия .................................................... 160
  Энтропия, второй закон и стрела времени ..................... 165
  Энтропия: прошлое и будущее ................................. 168
  Следуя за математикой ....................................... 171
  Затруднительное положение ................................... 173
  Делая шаг назад ............................................. 177
  Яйцо, курица и Большой взрыв ................................ 179
  Энтропия и гравитация ....................................... 181
  Важное утверждение .......................................... 184
  Последняя загадка ........................................... 185

Глава 7. Время и кванты ....................................... 187
Как царство квантов помогает понять суть времени

  Прошлое согласно квантовой теории ........................... 187
  В страну Оз ................................................. 190
  Свобода выбора .............................................. 191
  Усечение истории ............................................ 194
  Случайность истории ......................................... 195
  Стирая прошлое .............................................. 201
  Формируя прошлое ............................................ 204
  Квантовая механика и опыт ................................... 209
  Загадка квантового измерения ................................ 211
  Реальность и проблема квантового измерения .................. 213
  Декогеренция и квантовая реальность ......................... 218
  Квантовая механика и стрела времени ......................... 223

Часть III
Пространство-Время и космология ............................... 227

Глава 8. О снежинках и пространстве-времени ................... 229
Симметрия и эволюция космоса

  Симметрия и законы физики ................................... 230
  Симметрия и время ........................................... 235
  Растяжение ткани ............................................ 239
  Время в расширяющейся Вселенной ............................. 243
  Тонкие особенности расширяющейся Вселенной .................. 245
  Космология, симметрия и форма пространства .................. 248
  Космология и пространство-время ............................. 252
  Альтернативные формы ........................................ 257
  Космология и симметрия ...................................... 259

Глава 9. Испарение вакуума .................................... 260
Теплота, ничто и объединение

  Теплота и симметрия ......................................... 261
  Сила, материя и поля Хиггса ................................. 263
  Поля в охлаждающейся Вселенной .............................. 265
  Океан Хиггса и происхождение массы .......................... 269
  Объединение в охлаждающейся Вселенной ....................... 271
  Великое объединение ......................................... 274
  Возвращение эфира ........................................... 276
  Энтропия и время ............................................ 279

Глава 10. Препарирование взрыва ............................... 280
Что взорвалось?

  Эйнштейн и отталкивающая гравитация ......................... 281
  О прыгающих лягушках и переохлаждении ....................... 288
  Инфляция .................................................... 290
  Рамки инфляции .............................................. 293
  Инфляция и проблема горизонта ............................... 295
  Инфляция и проблема плоскостности ........................... 298
  Прогресс и предсказания ..................................... 301
  Предсказание темноты ........................................ 302
  Убегающая Вселенная ......................................... 304
  Пропавшие 70 % .............................................. 307
  Загадки и прогресс .......................................... 310

Глава 11. Кванты на небе в алмазах ............................ 311
Инфляция, квантовая дрожь и стрела времени
  
  Квантовый скайрайтинг ....................................... 311
  Золотой век космологии ...................................... 315
  Создание Вселенной .......................................... 317
  Инфляция, гладкость и стрела времени ........................ 320
  Энтропия и инфляция ......................................... 323
  Больцман возвращается ....................................... 325
  Инфляция и яйцо ............................................. 329
  Ложка дегтя в бочке меда? ................................... 330

Часть IV
Истоки и объединение .......................................... 331

Глава 12. Мир на струне ....................................... 333
Ткань Вселенной в теории струн

  Квантовая дрожь и пустое пространство ....................... 335
  Проблемы с квантовыми флуктуациями .......................... 338
  Нужно ли это? ............................................... 341
  Невероятный путь к решению .................................. 344
  Первая революция ............................................ 349
  Теория струн и объединение .................................. 351
  Почему работает теория струн? ............................... 354
  Ткань космоса в области малого .............................. 356
  Более тонкие вопросы ........................................ 357
  Свойства частиц в теории струн .............................. 359
  Слишком много колебаний ..................................... 361
  Объединение в высших измерениях ............................. 365
  Скрытые измерения ........................................... 367
  Теория струн и скрытые измерения ............................ 371
  Форма скрытых измерений ..................................... 374
  Физика струн и дополнительные измерения ..................... 375
  Ткань космоса согласно теории струн ......................... 379

Глава 13. Вселенная на бране .................................. 381
Пространство и время с точки зрения М-теории

  Вторая суперструнная революция .............................. 382
  Мощь перевода ............................................... 384
  Одиннадцать измерений ....................................... 387
  Браны ....................................................... 388
  Миры на бранах .............................................. 391
  Липкие браны и колеблющиеся струны .......................... 392
  Наша Вселенная как брана .................................... 395
  Гравитация и большие дополнительные измерения ............... 398
  Большие дополнительные измерения и большие струны ........... 404
  Теория струн сопротивляется экспериментальной проверке? ..... 406
  Космология мира на бране .................................... 407
  Циклическая космология ...................................... 409
  Беглая оценка ............................................... 414
  Новый взгляд на пространство и время ........................ 416

Часть V
Реальность и воображение ...................................... 417

Глава 14. Вверх в небеса и вниз на землю ...................... 419
Эксперименты с пространством и временем

  Эйнштейновское увлечение .................................... 419
  Ловля волны ................................................. 422
  Поиск дополнительных измерений .............................. 427
  Океан Хиггса, суперсимметрия и теория струн ................. 431
  Космические истоки .......................................... 433
  Темная материя, темная энергия и будущее Вселенной .......... 436
  Пространство, время и предположения теории .................. 439

Глава 15. Телепортация и машины времени ....................... 441
Путешествие сквозь пространство и время

  Телепортация в квантовом мире ............................... 442
  Квантовое запутывание и квантовая телепортация .............. 445
  Практическая телепортация ................................... 449
  Загадки путешествия во времени .............................. 451
  Пересмотр загадок ........................................... 455
  Свободная воля, множество миров и путешествие во времени .... 458
  Возможно ли путешествие в прошлое? .......................... 461
  Проект машины времени на основе кротовой норы ............... 464
  Построение машины времени на кротовой норе .................. 469
  Толпы зевак из будущего ..................................... 471

Глава 16. Будущее одной иллюзии ............................... 473
Перспективы пространства и времени

  Фундаментальны ли понятия пространства и времени? ........... 474
  Квантовое усреднение ........................................ 475
  Преобразование геометрии .................................... 477
  На что указывает энтропия черной дыры? ...................... 480
  Является ли Вселенная голограммой? .......................... 484
  Составляющие пространства-времени ........................... 488
  Внутреннее и внешнее пространство ........................... 494

Примечания .................................................... 497

Словарь научных терминов ...................................... 552

Литература для дальнейшего чтения ............................. 559

Предметный и именной указатель ................................ 563