D膜,狄利克雷P-膜(D-branes, Dirichlet-p-branes):P-膜具有“黏性”开弦的端点可以附着在P-膜上。
M理论(M-theory):将5种不同版本的弦论统一起来的理论,关于所有的力与所有的物质的完整的量子力学理论,目前尚不完备。
P膜(p-brane):空间维度为P的弦论或M理论的要素之一。也见D膜。
W粒子,Z粒子(W and Z particles):传递弱核力的信使粒子。
A
暗能量(dark energy):假想中均一的充满于空间的能量或压力;是一个比宇宙常数更具普遍性意义的概念,因为其能量或压力随时间变化。
暗物质(dark matter):充满空间的物质,有引力效应但是并不发光。
B
暴涨宇宙学(inflationary cosmology):宇宙学理论,认为早期宇宙曾经有过一个空间迅速膨胀的短暂时期。
暴涨子场(inflaton field):能量与负压驱动暴涨发生的场。
背景独立性(background independence):在一个物理理论中,空间和时间来自于更基本的概念,而不是自明地存在于理论中。
闭弦(closed string):弦论中的能量丝,环形。
标准蜡烛(standard candles):内禀亮度已知的物体;可用于测量天文学距离。
标准模型(standard model):由量子色动力学以及电弱理论组成的量子力学理论;描述除引力外的所有物质与力。基于点粒子概念。
波函数(wavefunction):见概率波。
不确定原理(uncertainty principle):量子力学原理;互补的两种物理性质同时测量时其不确定度要受到一个基本的限制。
C
场(field):弥漫于空间的“迷雾”或“物质”;传递力或者描述粒子的存在、运动。数学上,在空间中的每一个点用一组量子数来表示场的值。
超对称(supersymmetry):一种对称性;将整数自旋的粒子(传递力的粒子)与半整数自旋的粒子(物质粒子)交换时,物理定律保持不变的性质即为超对称性。
超弦理论(superstring theory):基本元素为一维的圈(闭弦)或者振动能量片(开弦)的理论,这一理论将广义相对论与量子力学统一起来;并且引入了超对称。
D
大爆炸理论/标准大爆炸理论(big bang theory/standard big bang theory):认为宇宙自其诞生后便处于膨胀的理论。
大收缩(big crunch):一种可能的宇宙终结形式,类似于大爆炸的反面;空间向自身塌缩。
大统一(grand unification):试图将强力、弱力,以及电磁统一在一个理论框架下的理论。
电磁场(electromagnetic field):施加电磁力的场。
电磁力(electromagnetic force):自然界4种基本力之一;作用于具有带电荷的粒子。
电弱理论(electroweak theory):将电磁力与弱核力统一为电弱力的理论。
电弱希格斯场(electroweak Higgs field):在冰冷虚无的空间中获得非零值的场;赋予基本粒子以质量。
电子场(electron field):电子为最小的组分的场。
对称性(symmetry):在某种变换下,物理系统保持不变的性质就是对称性(例如,将一个完美的球绕球心作旋转运动时,球的表面不发生变化);对物理系统的变换不会对描述该物理系统的物理规律起作用,即称该物理规律具有此种变换对称性。
对称性自发破缺(sPontaneous symmetry breaking):专业文献中对希格斯海形成的称法;对称性自发破缺意味着本来明显的对称性隐藏了起来或者被破坏了。
多世界诠释(Many Worlds interpretation):一种量子力学解释,所有概率波允许的可能性都能在不同的宇宙中得以实现。
F
负曲率(negative curvature):小于临界密度的空间的形状,马鞍状。
G
概率波(probability wave):量子力学中描述在给定位置发现粒子的概率的波。
概率波塌缩,波函数塌缩(collapse of probability wave, collapse of wavefunction):概率波的变化,展开的概率波变成窄峰的形状。
干涉(interference):叠加起来的波产生不同图样的现象。在量子力学里,干涉意味着看起来完全不同的可能性组合到一起。
哥本哈根诠释(Copenhagen interpretation):一种对量子力学的诠释。大尺度上的物体遵从经典物理定律,而小尺度上的物体遵从量子力学定律。
惯性(inertia):物体保持运动状态不变的性质。
光以太(luminiferous aether):见以太。
光子(Photon):电磁力的信使粒子,一“束”光。
广义相对论(general relativity):爱因斯坦的引力理论;空间与时间是弯曲的。
H
黑洞(black hole):一种物理实体;只要距离足够近(小于黑洞视界),黑洞巨大的引力场就可以吞噬一切,即使光也不能例外。
J
加速度(acceleration):速度在大小与(或)方向上的改变。
加速器,原子碰撞机(accelerator, atom smasher):粒子物理的研究工具;将粒子以高速对撞。
胶子(gluon):强核力的信使粒子。
经典物理(classical physics):本书中指的是牛顿理论与麦克斯韦理论;一般指的是所有的非量子力学理论,包括狭义相对论与广义相对论。
纠缠,量子纠缠(entanglement, quantum entanglement):一种量子现象,空间上相隔很远的两个粒子之间具有关联性。
绝对空间(absolute space):牛顿的空间观;将空间视作永不改变的客体,并且与其内部的一切事物相独立。
绝对论者(absolutist):持绝对空间观点的人。
绝对时空(absolute spacetime):狭义相对论的空间观;将空间与时间视作不可分割的统一整体,这个统一整体不会发生改变且独立于其内部的一切事物。
K
卡鲁札克莱因理论(Kaluza-Klein theory):物理理论,这一理论中的宇宙可以具有高于3的空间维度。
卡西米尔力(Casimir force):真空场涨落的不平衡产生的量子力学力。
开尔文(Kelvin):利用绝对零度(最低温度,在摄氏温度制中为-273℃)来标度的温度单位。
开弦(open string):弦论中的能量丝,像一个小片。
可观测宇宙(observable universe):在我们的宇宙视界之内的那部分宇宙;这部分宇宙由于距离我们足够近,现今的我们可以观测到它所发出的光,也就是说这部分是我们能够看到的宇宙。
夸克(quarks):受强核力支配的基本粒子;有6种类型的夸克(上夸克,下夸克,奇异夸克,粲夸克,顶夸克与底夸克)。
L
量子测量疑难(quantum measurement problem):概率波所具有的无数可能性如何在测量的时候让位于唯一的结果,这一问题就是量子测量疑难。
量子力学(quantum mechanics):20世纪20~30年代建立的理论,描述原子及亚原子尺度的物理。
量子色动力学(quantum chromodynamics):强核力的量子力学理论。
量子涨落(quantum fluctuations, quantum jitters):由于不确定原理的存在,场的值在小尺度上不可避免的急速变化。
临界密度(critical density):使空间保持平坦所需的质量或能量密度;大约每立方米10-23克。
路径选择信息(which-path information):声明粒子从源到探测器所走路径的量子力学信息。
M
马赫原理(Mach's principle):马赫提出的原理,所有的运动都是相对的,静止的标准由宇宙中的平均质量分布提供。
膜世界方案(braneworld scenario):弦论或M理论所引申出来的一种可能性,我们熟悉的三维世界实际上是一张3-膜。
N
能量碗(energy bowl):见势能碗。
P
平坦空间(flat space):一种可能的宇宙空间形态,其中没有弯曲。
平移不变性,平移对称性(translat ionalinvariance, translational symmetry):已知自然定律的一种性质;即在不同空间方位处的自然定律都是一样的。
平直性疑难(flatness problem):宇宙学理论必须回答的疑难,即所观测到的空间是平直的。
普朗克长度(Planck length):在这一长度(10-33厘米)之下,量子力学和广义相对论之间的矛盾变得明显;传统的空间概念不再适用。
普朗克时间(Planck time):指10-43秒长的时间,这一时间内,光可以传播普朗克长度的距离;在这样小的时间间隔内,传统的时间概念不再成立。
普朗克质量(Planck mass):指10-5克大小的质量(这样大的质量只相当于一点灰尘的重量,但却是质子质量的一千亿亿倍);弦的特征质量。
Q
强核力(strong nuclear force):对夸克起作用的自然力;将所有的夸克封闭于质子和中子之内。
R
热力学第二定律(second law of thermodynamics):平均起来,任意时刻物理系统的熵总是趋向于增加的方向。
弱核力(weak nuclear force):自然界中的基本力之一,在亚原子尺度起作用;诸如放射性之类的现象即与其有关。
S
熵(entropy):物理系统混乱度的量度;大小与系统所有基本状态数有关。
时间反演对称性(time-reversal symmetry):已知自然定律的一种性质,即时间指向不同方向时物理定律不发生变化。在任意时刻,过去的物理定律都与未来的物理定律精确一致。
时间片(timeslice):同一时刻的所有空间;整块时空的一片。
时间之箭(arrow of time):时间指向——从过去到未来。
时空(sPacetime):将时间与空间整合到一起的概念,由狭义相对论首先引出的概念。
势能(Potential energy):场或物体中的能量。
势能碗(Potential energy bowl):场所具有的能量在给定值的形状,专业文献中称为场的势能。
视界(eventhorizon):黑洞外的假想球面;进入球面内的任何物质都无法逃离黑洞的引力。
视界疑难(horizon Problem):宇宙学理论面对的一大疑难,即解释在彼此宇宙学视界之外的不同空间区域为何具有类似的性质。
速度(velocity):物体运动的大小和方向。
T
统一理论(unified theory):将所有的力与物质纳入同一框架的理论。
W
微波背景辐射(microwave background radiation):见宇宙微波背景辐射。
X
希格斯场(Higgs field):见电弱希格斯场。
希格斯场真空期望值(Higgs field vacuum expectation value):希格斯场在真空中获得非零期望值;希格斯海。
希格斯海(Higgso cean):在本书中特指希格斯场真空期望值。
希格斯粒子(Higgs particles):希格斯场的量子。
狭义相对论(special relativity):爱因斯坦的理论,时间和空间并不是单独绝对的,而是取决于不同观测者的相对运动。
弦论(string theory):物理理论,基本研究对象为振动着的一维能量丝(见超弦理论);不需要在理论中引入超对称。有时也用作超弦理论的简称。
相变(phase transition):温度在足够大的范围内变化时,物理系统会发生性质上的突变。
相对论者(relationist):持如下观点的人:所有的运动都是相对的,空间不是绝对的。
信使粒子(messenger particle):最小单位的力,力的效应通过其得以传递。
Y
以太,光以太(aether, luminiferou saether):假想中占据空间的物质,光以其为传播介质;并不存在。
引力子(gravitons):假想的传递引力的信使粒子。
宇宙常数(cosmological constant):假想中均匀地充满于空间的能量或压力;起源与组成未知。
宇宙视界,视界(cosmic horizon, horizon):宇宙开始之后,其外的光就无法到达我们的位置。
宇宙微波背景辐射(cosmic microwave background radiation):早期宇宙留下的剩余电磁辐射,弥漫于整个空间。
宇宙学(cosmology):研究宇宙起源及演化的学科。
Z
真空(vacuum):最虚无的空间;最低能量态。
转动不变性,转动对称性(rotational invariance, rotational symmetry):物理系统或物理定律在转动变换下保持不变的性质。
自旋(sPin):基本粒子的量子力学性质。有点类似于陀螺的转动,基本粒子也有转动(具有内禀角动量)。