Das Universum in Rätseln

Das Universum in Rätseln
Автор книги: id книги: 2192954     Оценка: 0.0     Голосов: 0     Отзывы, комментарии: 0 2572,41 руб.     (27,88$) Читать книгу Купить и скачать книгу Электронная книга Жанр: Физика Правообладатель и/или издательство: John Wiley & Sons Limited Дата добавления в каталог КнигаЛит: ISBN: 9783527835959 Скачать фрагмент в формате   fb2   fb2.zip Возрастное ограничение: 0+ Оглавление Отрывок из книги

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Описание книги

Rätsel zum Enträtseln des Universums: gestellt – und gelöst – von einem der besten Physiker unserer Zeit! Die moderne Physik hat den Ruf, wegen der komplexen Mathematik, mit der sie hantiert, für Uneingeweihte nahezu undurchdringlich zu sein. Und es stimmt ja: Die tiefen, weitreichenden Erkenntnisse sind hinter einschüchternden Formeln verborgen. Aber überraschenderweise reichen oft einfache Rätsel und Denksportaufgaben, um den Kern dieser Erkenntnisse herauszuschälen und deren Bedeutung zu verstehen, selbst ohne umfangreiches Wissen über Physik und Mathematik. Cumrun Vafa zeigt in seinem Buch, dass es möglich ist, mit Rätseln und Denksportaufgaben eine Menge über das Universum, die physikalische Realität und deren mathematische Beschreibung zu lernen. Er behandelt die Themen, die zentral sind für die moderne Physik: Symmetrien und Erhaltungssätze, Vereinheitlichung der vier Grundkräfte, (scheinbare) Paradoxien der Unendlichkeit, kontraintuitive Vorhersagen der Quantenmechanik. All dies verpackt in Rätsel wie: Wie hängt man ein Bild an zwei Nägeln auf, so dass es runterfällt, sobald man einen entfernt? Wie kann man Neutrinos wiegen? „Das Buch ist ein wunderbarer Überblick über die zentralen Themen der modernen Physik und Mathematik, vermittelt mit Hilfe von Rätseln. Dies ist eine der ungewöhnlichsten und fesselndsten Herangehensweisen, die mir je begegnet ist. Sie ermöglicht den Leserinnen und Lesern, durch die Freude am Lösen von Rätseln zu lernen. Eine unterhaltsame und effektive Art und Weise, die wesentlichen Ideen des heutigen Weltbilds kennenzulernen, geschrieben von einem der herausragendsten Physiker der Welt.“ (Brian Greene) „Dieses Buch bietet einen faszinierenden und ungewöhnlichen Einblick in die modernen Entwicklungen der Physik und Mathematik, illustriert mit einfachen und unterhaltsamen Rätseln. Die Leserinnen und Leser werden gut unterhalten und lernen gleichzeitig viel dabei.“ (Edward Witten)

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Cumrun Vafa. Das Universum in Rätseln

Inhaltsverzeichnis

Orientierungspunkte

Abbildungsverzeichnis

Seitenliste

Das Universum in Rätseln

Vorwort

1. Eine kurze Einführung in die moderne Physik

1.1 Die Anfänge der Naturwissenschaft in der Antike

1.2 Newtonsche Mechanik

1.3 Lagrangesche und hamiltonsche Mechanik

1.4 Maxwells Theorie des Elektromagnetismus

1.5 Aufbruch in die vierte Dimension: Relativitätstheorie

1.6 Die Entdeckung des Zufalls: Quantenmechanik

1.7 Die seltsame Theorie: Quantenfeldtheorie

1.8 Der Weg in die Zukunft: Quantengravitation

2. Symmetrie und Erhaltungssätze

2.1 Rätsel zur Motivation

2.2 Symmetrie: Schönheit als Naturprinzip

2.3 Das Noether-Theorem

2.4 Die Erweiterung des Symmetriebegriffs: Supersymmetrie

2.5 Quasikristalle und Quasisymmetrie

2.6 Strings und die Erhaltung der elektrischen Ladung

2.7 Spontane Symmetriebrechung

3. Symmetriebrechung

3.1 Und sie bewegt sich doch: Symmetriebrechung und die Bewegung der Erde

3.2 Spontane Symmetriebrechung

3.3 Spontane Symmetriebrechung und Magnetismus

3.4 Verkehrsplanung mit Symmetrie: vier Städte

3.5 Symmetriebrechung und das Higgs-Boson

3.6 Die große Vereinheitlichung der Kräfte

3.7 Supraleitung und Symmetriebrechung

3.8 Ein ungewöhnliches Beispiel: starre Körper

3.9 Rechts und links in der Natur: Händigkeit

4. Die Kraft der einfachen und abstrakten Mathematik. 4.1 Gesetze und Randbedingungen

4.2 Eine kurze Einführung in komplexe Zahlen

4.2.1 Der Fundamentalsatz der Algebra

4.3 Gravitationslinsen – eine Konsequenz der allgemeinen Relativitätstheorie

5. Kontraintuitive Mathematik. 5.1 Vorbemerkungen

5.2 Paradoxa der Unendlichkeit

5.2.1 Alle Zimmer belegt: Hilberts Hotel und andere Unendlichkeiten

5.3 Verrückte Mathematik: Analytische Reihen

5.4 Das Ziegenparadoxon

6. Physikalische Intuition. 6.1 Intuitive Physik

6.2 Galileo Galilei

6.3 Isaac Newton

6.4 Physikalische Intuition in der Mathematik

6.5 Das Heureka des Archimedes

6.6 Der Satz des Pythagoras

6.7 Spezielle Relativitätstheorie

6.8 Statistische Mechanik

7. Kontraintuitive Physik

7.1 Auftrieb einmal anders betrachtet

7.2 Warum können Flugzeuge fliegen?

7.3 Warum ist der Nachthimmel dunkel?

7.4 Die Maxwell-Gleichungen

7.5 Einsteins spezielle Relativitätstheorie

7.5.1 Impuls- und Energieerhaltung in Aktion

7.6 Paradoxa in der Quantenmechanik

7.6.1 Das Doppelspaltexperiment

7.7 Ununterscheidbarkeit in der Quantenmechanik

7.8 Das EPR-Paradoxon

7.9 Schwarze Löcher

7.10 Holographie: Weniger ist mehr

8. Natürlichkeit in der Physik: Dimensionsanalyse. 8.1 Ein Aha-Erlebnis

8.2 Von großen und kleinen Zahlen: Größenordnungen

8.3 Dimensionsanalyse

8.4 Die Strahlung beschleunigter Ladungen

8.5 Skalierung und konforme Feldtheorien

8.6 Der Natur in die Karten geschaut: natürliche Einheiten

8.7 Schwarze Löcher

8.8 Symmetrie und Natürlichkeit

9. Unnatürlichkeit und große Zahlen

9.1 Wie groß ist zu groß: unnatürliche Zahlen

9.1.1 Das Rinderproblem des Archimedes

9.2 Das Aufkommen des heliozentrischen Modells und Unnatürlichkeit

9.3 Etwas Zahlentheorie

9.3.1 Ein mysteriöser Kartentrick

9.4 Licht und Dunkel: Der Aufbau des Universums

9.5 Die Geometrie der Raumzeit

9.6 Fragen über Fragen

9.7 Längenskalen

9.8 Zeitskalen

10. Partner oder Gegner: Religion und Naturwissenschaft

10.1 Grundlegende Fragen

10.1.1 Methodik

10.2 Naturwissenschaft gegen Religion

10.2.1 Wie alt ist das Universum?

10.3 Naturwissenschaft und Religion

10.4 Der Ursprung des Universums

10.5 Einstein und die Religion

10.6 Feynman und die Religion

10.7 Hawking und die Religion

10.8 Pascal und die Religion

10.9 Kausalität und Gott

11. Verschiedene Standpunkte: Dualität

11.1 Zwei mathematische Beispiele

11.2 Dualität in der Quantenmechanik

11.3 Maxwells Theorie

11.4 Dualität in der Stringtheorie

11.5 T-Dualität

11.6 Calabi-Yau-Mannigfaltigkeiten und Spiegelsymmetrien3)

11.7 Sonstige Dualitäten: Geometrie und Kraft

11.8 Dualität in schwarzen Löchern

11.9 Holographie

11.10 Das wignersche Gesetz

12. Zusammenfassung

12.1 Symmetrie und Symmetriebrechung

12.2 Eichsymmetrie

12.3 Intuitive Mathematik

12.4 Kontraintuitive Mathematik

12.5 Intuitive und unintuitive Physik

12.6 Natürlichkeit

12.7 Physik und Religion

12.8 Dualität

Stichwortverzeichnis

WILEY END USER LICENSE AGREEMENT

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Cumrun Vafa

.....

Abb. 1.4 Nichteuklidische Geometrie: Wenn man Euklids Parallelenaxiom nicht voraussetzt, müssen sich die Innenwinkel von Dreiecken nicht unbedingt zu 180° addieren.

.....

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