(Фейнман) Лекции по гравитации (555367), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При обсуждении этих записей невольно возникла ассоциация с тем живым интересом к другим лекциям Фейнмана (Реуп 63а, Реув 07), который имел место в нашей стране в конце 60-х и начале 70-х годов, когда эти лекции читали и обсуждали самые широкие круги, начиная от старшеклассников, интересующихся физикой, и школьных учителей физики и заканчивая физиками-профессионалами. Нет сомнения, что под влиянием чтения этих книг многие тпкольники и студенты выбрали физику своей профессией.
За годы, прошедшие со времени прочтения этих лекций, теорзш гра- ! Бкблвографвче:кке ссылки, отмеченные знаком "звездочка", были добавлены з русский перевод книги. Предисловие х русскому переводу знтацнп перестала быть уделом нсключителъно релятивистоа (сидмщих, по словам Синга, в "башне из слоновой кости" [Синг 63 )), а стала в большой степени наукой, тесно свяэалной с экспериментом и астрономическими наблюдениями.
В качестве примеров мозсно привести исследование авизотропип фонового микроволнового (реликтового) взлучеввя, что позволяет поставить ограничения на параметры используемых космалогическвх моделей; наблюдения гравитациоввъпс линз и микролииюровавия, что дает пам возможность обнаружения скрытой массы [Заха 97'), [Заха 98'). Заметим, что наблюдения последних лет лают указалие иа то, что вклад Л-члена в критическую плотность аепсества мозсет иметь существенное значение.
В самом начале следующего тысячелетия начнут работать крупные гравитационно-волновые детекторы — лазерные интерферометры: американский ЫСО, фрзлко-игальянский УНСО, немецко-брвтансквй СЕО, японский ТАМА и австралийский А1СО, а одввм из самых перспесстивных источников гравитационного излучения малюется такие релятивистские объекты, хак двойные черные дыры и нейтронные звезды.
Основываясъ на эволюционных расчетах, можно придти к выводу, что несмотря на то, что системы двойных черных дыр встречаются реже систем двойных нейтронных звезд, системы двойных черных дыр являются существенно более мощными источникамн гравитационного излучеяия, так что, возможно, более вероятно обнаружение гравитационно-волпового сигнала от системы двойных черных дыр [ЛПП 97 ]. Читатель мозсет ознакомиться с обширной литературой по астрофизическпм аспектам детектирования гравитационных волн, используя, например, обзоры К.
Торна [ТЬог 95']. Сделаем некоторые замечания относительно используемых в лекциях обозначений. Некоторые из них нельзя признать удачными (что, видимо, было вызвано тем, что анп использовались при прочтении лекций, а не при написании книги), яялример, иногда буква Л используется в одной и той зсе формуле или в соседних формулах одновременно и как множитель, и как индекс, по которому проводится суммирование.
Однако подобные неудачные обозначения не исправлялись (исправлены только обнаруженные опечатки), тем самым сохранен авторсюсй стиль в обозначения, использованные при чтении лекций. Сделаем некоторые библиографические замечания, адресованные чита.- телю русского перевода лекций Фейнмана„поскольку ухазаввые библиографические ссылки в английском издавви книги ориентированы на читателя, которому легко доступны ухазаввые англоязычные издания. Нам предста; вляется необходимым дополнить список литературы важными источвюсами, имеющимися на русском языке, а также другими важными ссылками, которые могут быть доступны российскому читателю.
С основами рвмановой геометрии и тензорного анализа можно ознакомиться по книгам Б.Л.Дубровина, С.П.Новикова и А,Т.Фоменко [ДНФ 86 ) П.К.Рашевсхого [Раше 67 ), Б.Шутив [Шутц 84 ], Л.Эйзевхарта [Эйэе 48 ), И.Сокольникова [Сохо 71 ]. Изложение основ теории поля (знание которых может помочь более глубоко освоить содержание фейвмановских лекций Предисловие к русскому переводу по гравитации) можно найти в учебнике Н.Н. Боголюбова и Д.В. Шнркова [БоШп 80 ], "проникнутое духом педагогического новаторства" вэлсисение теории возмущений для квантованных полей ямеется в лекциях [Фейн 78'], а доступное даже школьникам популярное изложение основ классической и квантовой электродвнамики, в том числе фейнмановскнх диаграмм, приведено в небольшой брошюре Фейнмана [Февн 88'].
Достаточно простое и ясное изложение основ общей теории относительности имеется в классическом учебнике Л..П. Ланлау и Е,М. Лифшица [Ьа1 с 51], лекциях А.В. Беркова п И.Ю. Кобзарева [БеКо 89*), книгах П. Бергмана [Берг 47 ), Р.Утиямы [Утих 79 ], В. Паулы [Паул 83'], Э. Шредингера [Шред 86 ], однако более подробное и полное изложение теории можно найти в книгах Ч. Мизнера, К. Торна н Лж.А. Уилера [МТ% 73), С. Вейнберга [ссСесп 72), Лж.
Синга [Сняг 63 ], В.А. Фока [Фок 61 ]. Этн книги удачно дополняет задачяик [ЛППТ 79']. Лостаточно простое изложение дрющипов теории относителъности, основанное ва современном внвариактном геометрическом подходе, предлозсено в книге У. Берке [Беря 85 ]. Сборник статей [Эйнш 79') содерзаст подборку фундаментальных публикацвй как самого А. Эйнштейна, так и других ученых, внесших существенный вклад в развитие теории гравитации.
Современное изложение теорви черных дыр объектов можно найти в замечательных книгах С. Чавдрасекара [Чаял 86'] н В.П. Фролова и И.Л. Новикова [5~Хо 98*] (см. также [Заха 99']), а теорви чернъпс дыр и других релятивистских объектов в книге С. Шапиро и С. Тъюколски [ШаТю 85']. Краткое изложение космологии можно найти в книге А.Л.Лолгова, Я.Б.Зельдовича и М.В.Са:кина [ДЗС 88'] и в более популярной кинге Л.Шамы [Шама 73'], а весьма обстоятельное изложение основ космологии — в книге Пибблса [РееЬ 93'].
Переводы статей по полевой теории гравитации тисих классиков науки, кзх Лж.Бирхгоф, В.Тирринг, Лж.Калман, С.Леэер, Р.Фейнман, имеются з дискуссионном журнале "Гравитация" [Грав 96 ], где опубликован русский перевод статьи Р,Фейнмана [Реуп 63Ь]. Теоретико-полеаой подход к пзложенню теории гравитации использовал з работах группы А.А.Логунова [Логу 89 ]. В этих работах рассмотрена, в частности, возмозспасть того, что гравптон имеет массу, например 10 ез — 10 ~~ г, и в этом случае объекты типа черных дыр не образуются, а ненулевой массе гравитона соответствует ненулевое значение космологической постоянной, плотность которой составляет существенную часть критической плотности.
Несмотрм на то, что в настоящее время на русском языке имеется довольно много содержательных книг по теории гравитации, не остается пп малейшего сомнения в том, что фейнмановские лекции по гравитации следует рекомендовать как учебное пособие для студентов, научных работников, жедакзцнх ознакомитъся с основами теории гравитации, что позволит взглянуть свежим взглядом на общую теорию относительности.
Автор перевода благодарвт Е.Ф.Захарову и А.А.Захарову за неоценимую помощь при работе над текстам перевода. А.Ф. Захаров Предисловие 13 Предисловие В течение 1962-63 академического года Ричард Фейнман прочитал курс гравитации в Калифорнийском Технологическом Институте в городе Пасадина, США. Используя нетрадиционный подход к данному предмету, Р. Фейнман цредназначвл этот курс перспективным аспирантам и молодым докторам философии,1 для которых привычны методы релятивистской квантовой теории, в частности, фейнмановские диаграммы теории возмущений в квантовой электродинамике. Два молодых доктора философии Фернандо Б. Мориниго и Уильям Г.
Вагнер записали этот курс лекций. Записи этого курса лекций были отпечатаны и их копии продавались в книжном магазине КАЛТЕХ'а в течение многих лет. Эти записи лш1ций не были опубликованы, но были довольно широко распространены, и благодаря их уникальному и глубокому взгляду на основания физики они оказали огромное влияние на многих ученых, которые их прочитали. Мориниго и Вагнер проделали большую работу по сохранению в столь хорошем виде этой части научного наследства Р.
Фейнмана. Теперь, благодаря усилиям Брайана Хатфилда, эти лекции наконец опубликованы и стали легко доступны более широкой аудитории. При подготовке записок лекций для публикации Хатфилд исправил небольшие ошибки и улу ппил обозначения, но в целом он следовал оригинальному машинописному тексту, подготовленному Мориниго и Вагнером. (Только два коротких фрагмента полностью опущены в тексте книги.)з Фейнман прочитал всего 27 лекций, по одной лекции в неделю в течении полного 1962-63 академического года, Слушатели встречалн лектора на третьем этаже Лаборатории Ист Бридж КАЛТЕХ'а в крошечной аудитории, в которой было только два ряда стульев; не более, чем 13 слушателей посещали каждую лекцию.
(По крайней мере, двое из студентов, посещавших эти лекции, Джеймс Бардин и Джеймс Хартль позднее внесли свой существенный вклад в теорию гравитации). Эти лекции записывались на магнитофон, но поскольку лекции читались в высшей степени неформально, Мориниго н Вагнер сочли необходимым существенным образом пересмотреть материал гу ченем степень доктора фкмоеофмм в США аеычво счктеетсм оютеет тв м соответствующей степени камлклата наук в вм1лей стране. (мрем. верее.) ~Пролущемыые фрагменты содержат еепраекльное еырзжекке лмм действие ве1оества в заключение 8.7 (лравемьвое выражение кмеетсм и разделе 10.2) и векоторые неверные утмержлевкм о кьютоиомской теоркк звездной устойчивости в третьем параграфе размела 14.3.
для того, чтобы выпустить записи лекций в читаемом виде. По большей части Вагнер работал нэд математической стороной изложения, а Мориниго работал нал текстом. Получившиеся в результате лекции просматривались Фейнмаиом, он делал различные поправки н добавления, затем записи лшсций распространялись среди студентов. Эти лекпии были проникнуты духом Фейнмана, окроплены его шутхами, но неминуемо его причудливое использование языка было только частично сохранено. Только 16 лекций включены в эту книгу; они соответствуют, грубо говоря, первым 16 из 27 лекций, которые Фейнман прочитал. Морнниго н Вагнер подготовили записи всех 27 лекций, но в конце академического года Фейнман просмотрел и исправил только первые 11 лекций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
