《宇宙的琴弦》（英文名: 《The Elegant Universe》）是由布賴恩·格林所著的圖書。該書于1999年由W W Norton & Co Inc.出版社出版。2004年8月，湖南科學(xué)技術(shù)出版社引進出版了中文版，并于2016年和2018年進行了再版。
《宇宙的琴弦》以通俗筆觸串聯(lián)起物理學(xué)從經(jīng)典力學(xué)到弦理論的演進，揭示了弦理論作為統(tǒng)一廣義相對論與量子力學(xué)的候選理論的核心觀點：將基本粒子視為振動的“弦”，并構(gòu)建出11維時空（10維空間+1維時間，其中7維蜷縮）的宇宙圖景。書中闡釋了弦理論如何通過馬克斯·普朗克尺度的空間限制調(diào)和理論矛盾，將引力納入體系，并重新解讀宇宙起源（大爆炸起點為普朗克尺度的多維火球）與黑洞本質(zhì)（與基本粒子屬性關(guān)聯(lián)，大質(zhì)量黑洞可轉(zhuǎn)化為振動弦）。
2000年，《宇宙的琴弦》獲得安萬特科學(xué)圖書獎。
出版歷史
參考資料：
內(nèi)容簡介
物理學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)與核心難題
經(jīng)典力學(xué)
從最初的經(jīng)典力學(xué)入手，講述了其在宏觀世界的巨大成功，如牛頓運動定律能夠很好地解釋物體的運動和相互作用，讓人們對宏觀世界的物理現(xiàn)象有了深刻的理解。
相對論與量子力學(xué)
介紹了阿爾伯特·愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論，顛覆了人們的絕對時空觀，指出時間和空間是相互關(guān)聯(lián)且會因物質(zhì)和能量而彎曲的；同時闡述了量子力學(xué)在微觀世界的奇妙現(xiàn)象，如不確定性原理、量子糾纏等，它揭示了微觀粒子的行為方式與宏觀世界截然不同。
核心難題
指出廣義相對論和量子力學(xué)這兩大現(xiàn)代物理學(xué)支柱，在馬克斯·普朗克尺度下，也就是在黑洞中心、大爆炸初始等物質(zhì)質(zhì)量極大而尺度極小的特殊場景中，產(chǎn)生了不可調(diào)和的矛盾，這成為了現(xiàn)代物理學(xué)亟待解決的核心問題。
弦理論的基本概念與原理
弦的概念
提出弦理論認為，如果將電子、夸克等基本粒子放大，會發(fā)現(xiàn)它們并非是傳統(tǒng)認為的點粒子，而是由一個個小環(huán)構(gòu)成，這些小環(huán)如同無限細的一維橡皮筋，被稱為 “弦”。弦的不同振動模式?jīng)Q定了不同的基本粒子，比如電子、光子、夸克等粒子的特性都是由弦的不同振動狀態(tài)所賦予的。
多維時空
通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，弦理論中的宇宙被認為有 10 個空間維度和 1 個時間維度，總共 11 維。其中 3 個空間維度是展開的，構(gòu)成了我們所感知到的三維空間，而其余 7 個維度則蜷縮在極小的尺度下，目前人類用最精密的儀器也無法觀測到它們的存在，但它們卻對微觀粒子的物理性質(zhì)起著關(guān)鍵作用。
空間的撕裂與縫合
書中描述了在弦理論的宇宙圖景中，空間的纖維可以撕裂并自行縫合起來，這種奇特的現(xiàn)象是弦理論中空間結(jié)構(gòu)的一種特殊表現(xiàn)形式，與弦的運動和相互作用密切相關(guān)。
弦理論的重要意義與影響
解決理論沖突
弦理論的出現(xiàn)為解決廣義相對論和量子力學(xué)之間的矛盾提供了可能。由于基本粒子存在空間大小限制，小到弦的平均長度即馬克斯·普朗克長度就不能再小了，這使得在普朗克長度以下的空間漲落不再是無意義的無窮小，從而調(diào)和了兩大理論在這一尺度下的矛盾，并且將引力成功納入了弦理論的框架，在建立統(tǒng)一場論的道路上邁出了重要一步。
對宇宙起源與演化的新認識
弦理論對宇宙大爆炸理論也有新的詮釋，認為在大爆炸的起點，宇宙不是無限小，而是在各個維度都有普朗克尺度，就像一個非常小的火球。隨著大爆炸的發(fā)生，三個空間維度開始生長，其余維度保持普朗克尺度，之后展開的維度不斷演化、膨脹，逐漸形成了如今我們看到的宇宙。
對黑洞的新見解
弦理論在黑洞和基本粒子之間建立了緊密聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)任何兩個具有相同質(zhì)量、力荷和自轉(zhuǎn)的黑洞是完全相同的，這與基本粒子的性質(zhì)相似。并且在弦理論中，大質(zhì)量的黑洞在某種情況下能夠轉(zhuǎn)化為一個沒有質(zhì)量的粒子，即一根以特殊方式振動的弦。
弦理論的發(fā)展態(tài)勢與挑戰(zhàn)
超弦理論
書中介紹了超弦理論，即在 “超對稱” 框架下的弦理論，它認為玻色子和費米子的振動模式是成對產(chǎn)生的，由此引出了關(guān)于多個卷縮空間方向的高維想象，形成了一套包含引力、多維和超對稱性的 “高維超引力” 理論。
M 理論
講述了第二次超弦革命的成果 ——M 理論，它表明原先被認為各自獨立的 5 個弦理論，實際上都是 M 理論統(tǒng)一框架中的一部分。M 理論在原先 10 維時空的基礎(chǔ)上，提出了還有另一個空間維，使宇宙的維度增加到 11 維，為統(tǒng)一 5 個弦理論提供了基礎(chǔ)。
實驗驗證難題
由于弦的尺度極小，目前人類的技術(shù)水平還無法直接探測到馬克斯·普朗克尺度，也就難以通過實驗直接檢驗弦理論的正確性，這是弦理論面臨的最大挑戰(zhàn)之一，使得弦理論在現(xiàn)階段更多地停留在數(shù)學(xué)層面的研究和推理上。
以上參考資料：
作者簡介
布萊恩·葛林（Brian R. Greene）畢業(yè)于哈佛大學(xué)，在牛津大學(xué)獲博士學(xué)位，是羅德學(xué)者（Rhodes Scholars）。1990年，他來到康奈爾大學(xué)物理系，1995年被聘為教授，1996年到哥倫比亞大學(xué)任物理學(xué)和數(shù)學(xué)教授。他曾在20多個國家開過普及和專業(yè)講座，公認在弦律中有過許多開拓性的發(fā)現(xiàn)。他還曾出演過《生活大爆炸》。
作品榮譽
參考資料：
作品評價
參考資料：
參考資料 >
宇宙的琴弦.豆瓣讀書.2025-06-05
宇宙的琴弦.宇宙的琴弦.2025-06-05
宇宙的琴弦.豆瓣讀書.2025-06-05
第一推動叢書·物理系列:宇宙的琴弦(新版).起點中文網(wǎng).2025-06-05
【宇宙的琴弦】.【宇宙的琴弦】.2025-06-05
The Elegant Universe.豆瓣讀書.2025-06-05
The Elegant Universe.豆瓣讀書.2025-06-05
The Elegant Universe.豆瓣讀書.2025-06-05
優(yōu)雅的宇宙.豆瓣讀書.2025-06-05
宇宙的琴弦.豆瓣讀書.2025-06-05
The Elegant Universe.豆瓣讀書.2025-06-05
宇宙的琴弦.豆瓣讀書.2025-06-05