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

ЛЕОНАРД САССКИНД
АРТ ФРИДМАН

ÒÅÎÐÅÒÈ×ÅÑÊÈÉ
ÌÈÍÈÌÓÌ
Специальная теория относительности
и классическая теория поля

2021

ББК 22.313.3+22.313.33
УДК 530.121+530.21
С20

Сасскинд Л., Фридман А.
С20

Теоретический минимум. Специальная теория относительности
и классическая теория поля. — СПб.: Питер, 2021. — 432 с.: ил. —
(Серия «New Science»).
ISBN 978-5-4461-0802-2

Вы уже познакомились с классической и квантовой механикой? Настало время для нового
погружения в глубины физики.
Физик Леонард Сасскинд и консультант по обработке данных Арт Фридман знакомят
читателей со специальной теорией относительности Эйнштейна и классической теорией
поля Максвелла. Сасскинд и Фридман в своем фирменном стиле, с помощью математики,
поучительных рисунков и юмора, проведут для нас экскурсию по волнам, силам и частицам,
расскажут о специальной теории относительности и электромагнетизме.
Яркие примеры и картины вымышленных миров превращают книгу в увлекательное
путешествие по миру, который управляется законами специальной теории относительности.
Все (или почти все) тайны волн, взаимодействий и частиц будут раскрыты.
Книга обязательна к прочтению фанатам серии «Теоретический минимум» и всем, кто
интересуется физикой.

16+ (В соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ.)
ББК 22.313.3+22.313.33
УДК 530.121+530.21
Права на издание получены по соглашению с Brockman Agency. Все права защищены. Никакая
часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические
ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых
сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. Издательство не несет ответственности за доступность материалов, ссылки на которые вы
можете найти в этой книге. На момент подготовки книги к изданию все ссылки на интернет-ресурсы были действующими.

ISBN 978-0465093342 англ.
ISBN 978-5-4461-0802-2

© 2017 by Leonard Susskind and Art Friedman.
All rights reserved.
© Перевод на русский язык ООО Издательство
«Питер», 2021
© Издание на русском языке, оформление
ООО Издательство «Питер», 2021
© Серия «New Science», 2021

Это третья книга из серии «Теоретический минимум». Книга первая, «Теоретический минимум. Что необходимо знать,
чтобы начать заниматься физикой», была посвящена классической механике, составляющей основу любого физического образования. Время от времени мы будем ссылаться
на него просто как на Книга I. Во второй книге объясняется
квантовая механика и ее отношение к механике классической.
В этой, третьей, книге рассматриваются специальная теория
относительности и классическая теория поля. Параллельно
книгам данной серии выходят видеолекции Леонарда Сасскинда, выкладываемые на сайте Стэнфордского университета (см. их перечень на www.theoreticalminimum.com, лекции
на английском языке). Книги, в которых рассматриваются те
же общие вопросы, что и в видеолекциях, конечно, содержат
дополнительные детали и темы, которые в лекции не вошли.

Содержание

Предисловие....................................................................... 14
Введение............................................................................ 17
Лекция 1. Преобразования Лоренца..................................... 24
1.1. Системы отсчета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.2. Инерциальные системы отсчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.2.1. Ньютоновские (дорелятивистские)
системы отсчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.2.2. Системы отсчета СТО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.2.3. Историческое отступление . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
1.2.4. Возвращаемся к уравнениям . . . . . . . . . . . . . . . . 54
1.2.5. Ничто не движется быстрее света . . . . . . . . . . . . . 58
1.3. Обобщенные преобразования Лоренца. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
1.4. Сокращение длины и замедление времени . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
1.5. Мир Минковского . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.5.1. Минковский и световой конус . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.5.2. Физический смысл собственного времени . . . . . . . . 78
1.5.3. Пространственно-временной интервал . . . . . . . . . . 80
1.5.4. Времениподобные, пространственноподобные
и светоподобные интервалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . --">