Ⅰ 진리의 각축장 제1장 진리로 가는 길 : 시간과 공간은 왜 지금과 같은 모습을 하고 있는가? ... 27 고전적 실체 ... 32 상대론적 실체 ... 34 양자적 실체 ... 37 우주론적 실체 ... 40 통일된 실체 ... 44 과거와 미래의 실체 ... 50 차세대의 시간과 공간 ... 51 제2장 회전하는 물통과 우주 : 공간은 물리적 실체인가? 아니면 인간의 상상력이 만들어 낸 추상적 개념인가? ... 54 아인슈타인 이전의 상대성이론 ... 55 회전하는 물통 ... 58 스페이스 잼(space jam) ... 63 마흐(Mach) - 공간의 의미 ... 66 마흐, 운동, 그리고 별 ... 73 마흐와 뉴턴의 대립 ... 75 제3장 상대성과 절대성 : 시공간은 아인슈타인이 만들어 낸 추상적 개념인가? 아니면 실재하는 물리적 실체인가? ... 77 공간은 정말로 비어 있는가? ... 78 상대적 공간과 상대적 시간 ... 84 미묘하지만 해롭지는 않은 존재 ... 88 그렇다면 물통실험은 어떻게 되는가? ... 94 시간과 공간을 조각하다 ... 96 시간단면도 기울이기 ... 103 특수상대성이론은 회전하는 물통을 어떻게 설명하는가? ... 106 오래된 질문, 그리고 중력 ... 110 중력과 가속운동의 등가원리 ... 115 왜곡(warps) 또는 휘어짐, 그리고 중력 ... 121 일반상대성이론과 회전하는 물통 ... 126 2000년대의 시공간 ... 129 제4장 얽혀 있는 공간 : 양자적 우주에서 서로 분리되어 있다는 것은 무엇을 의미하는가? ... 132 양자적 세계 ... 134 붉은색과 푸른색 ... 138 파동을 쏘다 ... 143 확률과 물리법칙 ... 148 아인슈타인과 양자역학 ... 152 하이젠베르크와 불확정성원리 ... 156 아인슈타인과 불확정성, 그리고 진리를 향한 여정 ... 161 양자적 해답 ... 166 벨(Bell)과 스핀 ... 167 실체를 검증하다 ... 171 각도를 이용하여 천사의 수를 헤아리다 ... 176 연기 없이 타는 불 ... 178 양자적 얽힘과 특수상대성이론 : 표준적 관점 ... 183 양자적 얽힘과 특수상대성이론 : 상반된 관점 ... 186 어떤 결론을 내려야 하는가? ... 190 Ⅱ 시간과 경험 제5장 얼어붙은 강 : 시간은 정말로 흐르고 있는가? ... 197 시간과 경험 ... 198 시간은 정말로 흐르고 있는가? ... 201 끈질긴 환영 - 과거, 현재, 미래 ... 204 경험과 시간의 흐름 ... 214 제6장 우연과 화살 : 시간은 방향성을 갖고 있는가? ... 218 수수께끼 ... 219 과거와 미래 - 물리학의 기본 법칙들 ... 221 시간되짚기 대칭(time-reversal symmetry) ... 222 날아가는 테니스공과 깨진 계란 ... 226 원리와 실제의 차이 ... 227 엔트로피 ... 228 엔트로피와 열역학 제2법칙, 그리고 시간의 방향성 ... 235 엔트로피 : 과거와 미래 ... 239 수학에 순종하기 ... 243 궁지에 몰리다 ... 245 관망하기 ... 250 계란과 닭, 그리고 빅뱅(big bang) ... 253 엔트로피와 중력 ... 255 결정적인 입력 ... 259 아직도 풀리지 않은 수수께끼 ... 260 제7장 시간과 양자 : 양자의 세계에서 시간의 본질을 추적하다 ... 262 양자적 과거 ... 263 오즈(Oz)로 가는 길 ... 266 선택 ... 268 과거 골라내기 ... 271 수정된 과거 ... 273 과거 지우기 ... 281 과거 만들기 ... 285 양자역학과 경험의 세계 ... 291 양자적 관측의 수수께끼 ... 294 양자적 실체와 양자적 관측 ... 296 결어긋남(decoherence)과 양자적 실체 ... 302 양자역학과 시간의 방향 ... 309 Ⅲ 시공간과 우주론 제8장 눈송이와 시공간 : 우주의 대칭성과 진화 ... 315 대칭성과 물리법칙 ... 316 대칭성과 시간 ... 323 공간 늘이기 ... 328 팽창하는 우주 속의 시간 ... 333 팽창우주의 미묘한 특성 ... 336 우주론과 대칭성, 그리고 공간의 형태 ... 339 우주론과 시공간 ... 345 다른 모양의 우주 ... 352 우주론과 대칭성 ... 354 제9장 증발된 진공 : 열(熱)과 무(無), 그리고 통일 ... 355 열과 대칭성 ... 356 힘과 물질, 그리고 힉스장 ... 359 차가운 우주 속에 존재하는 장 ... 362 힉스의 바다와 질량의 근원 ... 367 물리법칙의 통일 ... 371 대통일(grand unification) ... 374 에테르(aether)로 되돌아가다 ... 377 엔트로피와 시간 ... 379 제10장 빅뱅의 재구성 : 무엇이 폭발했는가? ... 381 아인슈타인과 '밀어내는 중력' ... 383 뛰는 개구리와 과냉각된 우주 ... 391 인플레이션 ... 394 인틀레이션의 구조 ... 399 인플레이션과 지평선 문제(horizon problem) ... 400 인플레이션과 평평성 문제(flatness problem) ... 404 진보와 예견 ... 408 암흑물질의 존재를 예견하다 ... 409 도망가는 우주 ... 412 잃어버린 70% ... 416 수수께끼와 진보 ... 419 제11장 다이아몬드를 가진 하늘의 양자 : 인플라톤과 양자적 요동 그리고 시간의 일방통행 ... 421 우주공간에 새겨진 양자적 문자 ... 421 우주론의 전성시대 ... 426 우주의 창조 ... 429 인플레이션, 매끈함(smoothness), 그리고 시간의 방향성 ... 433 엔트로피와 인플레이션 ... 436 볼츠만으로 되돌아가다 ... 439 인플레이션과 계란 ... 443 끈적거리는 연고 속에서 날아가기 ... 444 Ⅳ 근원과 통일 제12장 끈 위의 세계 : 끈이론이 말하는 시공간의 구조 ... 449 양자적 요동과 텅 빈 공간 ... 452 양자적 요동과 불일치 ... 456 무엇이 문제인가? ... 459 해답으로 가는 미심쩍은 길 ... 463 끈이론의 1차 혁명기 ... 470 끈이론과 물리법칙의 통일 ... 472 끈이론이 들어맞는 이유는 무엇인가? ... 476 초미세 영역에서 바라본 시공간의 구조 ... 479 점(point)보다 분명한 끈(string) ... 481 끈이론이 말하는 입자의 특성 ... 484 너무 많은 진동패턴 ... 487 높은 차원에서의 통일 ... 492 숨어 있는 차원 ... 495 초끈이론과 숨겨진 차원 ... 500 숨어 있는 차원의 형태 ... 503 초끈이론과 여분의 차원 ... 505 끈이론이 말하는 우주의 구조 ... 510 제13장 막(Brane) 위의 우주 : M - 이론이 예견하는 시간과 공간 ... 512 끈이론의 제2차 혁명기 ... 513 변환의 위력 ... 517 11차원 ... 520 브레인(brane, 막(膜)) ... 522 브레인세계(braneworld) ... 525 끈끈한 브레인과 진동하는 끈 ... 527 우리의 우주는 브레인인가? ... 531 중력, 그리고 거대한 여분차원 ... 535 거대한 여분차원과 거대한 끈 ... 543 끈이론과 실험의 만남? ... 544 브레인세계 우주론 ... 547 주기적 우주론 ... 548 간단한 평가 ... 554 새로운 개념의 시공간 ... 556 Ⅴ 실체와 상상의 세계 제14장 이상과 현실 : 실험을 통해 시간과 공간의 실체를 규명하다 ... 561 그물에 걸린 아인슈타인 ... 562 파동 따라잡기 ... 566 여분의 차원을 찾아서 ... 572 힉스장과 초대칭, 그리고 끈이론 ... 576 우주의 기원 ... 578 암흑물질과 암흑에너지, 그리고 우주의 미래 ... 582 시간과 공간 ... 587 제15장 순간이동과 타임머신 : 시간과 공간을 마음대로 넘나들 수 있을까? ... 588 양자세계에서의 순간이동 ... 589 양자적 얽힘과 양자적 순간이동 ... 595 현실적인 물체의 순간이동 ... 600 시간여행의 수수께끼 ... 603 수수께끼의 재고 ... 608 자유의지와 다중우주, 그리고 시간여행 ... 615 과거로의 시간여행은 과연 가능한가? ... 620 웜홀 타임머신의 설계도 ... 623 웜홀 타임머신 만들기 ... 630 우주적 호기심 ... 633 제16장 암시적인 미래 : 시간과 공간의 전망 ... 635 시간과 공간은 과연 근본적인 개념인가? ... 636 양자적 평균 ... 638 번역된 기하학 ... 640 블랙홀 엔트로피 ... 644 우주는 홀로그램인가? ... 649 시공간의 구성요소 ... 653 내부와 외부의 공간 ... 661 후주 ... 664 용어해설 ... 724 역자후기 ... 732 찾아보기 ... 736