Леонард Сасскинд , Арт Фридман - Теоретический минимум. Специальная теория относительности и классическая теория поля

провели нас через все

16

Предисловие

стадии издательского и производственного процесса. Лаура
Стикни из Penguin Books координировала выпуск британского
издания столь ювелирно, что мы почти не заметили, как все
произошло. Выпускающий редактор Эми Шнайдер внесла существенные улучшения в исходную рукопись, как и корректоры
Лор Гэрет и Бен Тэдофф.
Многие бывшие студенты Леонарда великодушно предложили
свою помощь в просмотре рукописи. Это было нелегким делом.
Их глубокий анализ и предложения были бесценны, и благодаря им книга стала гораздо лучше. Мы искренне благодарны
Джереми Брэнски, Байрону Дому, Джеффу Джастису, Клинтону
Льюису, Иоганну Шамрилу Соса и Дон Марсии Уилсон.
Как всегда, на протяжении всего проекта я чувствовал тепло
и поддержку моей семьи и друзей. Моя жена Мэгги часами
переделывала два рисунка, изображающие «Кабачок “У Германа”», несмотря на свои недомогания и безвременную кончину
ее матери.
Этот проект обеспечил мне такую роскошь, как возможность
предаваться сразу двум самым большим страстям моей жизни:
физике (на уровне третьекурсника) и юмору (на уровне четвероклассника). В этом отношении мы с Леонардом оказались
прекрасной командой, и сотрудничество с ним стало для меня
незабываемой радостью.
Арт Фридман

Введение

Здравствуйте, дорогие читатели «Теоретического минимума».
С возвращением к необыкновенным приключениям Ленни
и Арта! Мы расстались с отважными приятелями, когда они только начали приходить в чувство после отчаянных и бесшабашных
полетов на американских горках в квантовом мире запутанности
и неопределенности. Им срочно требовалось что-нибудь успокаивающее, надежное, однозначно детерминистское, что-нибудь
классическое. Но в Книге III их гонка продолжается, и она не станет менее сумасшедшей. Сокращающиеся стержни, замедление
времени, парадокс близнецов, относительная одновременность,
растягивающиеся лимузины, которые одновременно и влезают,
и не влезают в гаражи размером с «фольксваген» — да, похоже,
сумасбродные приключения Ленни и Арта не собираются заканчиваться. А в конце гонки Ленни еще и одурачит Арта при
помощи фальшивого монополя.
Может, я нагоняю страху, но для новичка релятивистский
мир представляется какой-то причудливой «комнатой смеха»
с кривыми зеркалами, полной опасных головоломок и скользких парадоксов. Но мы всегда будем рядом, чтобы помочь вам
преодолеть трудности. Вам также пригодилось бы знакомство
с основами математического анализа и линейной алгебры.
Мы всегда ставили себе цель объяснять предмет со всей серьезностью, ничего не упрощая, но и не добавляя ничего сверх
того, что необходимо для перехода к следующему этапу курса.
В зависимости от ваших предпочтений это может быть либо
квантовая теория поля, либо общая теория относительности.

18

Введение

Прошло уже некоторое время с тех пор, как мы с Артом опуб­
ликовали Книгу II,1 посвященную квантовой механике. Мы
были щедро вознаграждены тысячами электронных писем
с выражением благодарности за наши усилия по описанию
наиболее важных теоретических принципов физики в нашем
«Теоретическом минимуме».
В первом томе, посвященном классической механике, были
в основном очерчены общие рамки классической физики, установленные в XIX веке Лагранжем, Гамильтоном, Пуассоном
и другими гигантами. Этот подход по-прежнему актуален и лежит в основе развития всей современной физики, вплоть до
квантовой механики.
Проникновение квантовой механики в физику началось
с 1900 года, когда Макс Планк обнаружил пределы классической физики, и продолжалось до 1926 года, когда Поль Дирак
объединил идеи Планка, Эйнштейна, Бора, де Бройля, Шрёдингера, Гейзенберга и Борна в рамках единой согласованной математической теории. Этот великий синтез (основанный, кстати,
на заложенных Гамильтоном и Пуассоном базовых принципах
классической механики) подробно рассматривается в Книге II
«Теоретического минимума».
В Книге III мы делаем в историческом смысле шаг назад,
в XIX столетие, к источникам современной теории поля. Я не
историк, но думаю, что не ошибаюсь, когда возвожу идею поля
к Майклу Фарадею. Фарадей пользовался элементарным математическим аппаратом, но при этом обладал исключительной
силой воображения, что и привело его к представлениям об
электромагнитном поле, --">