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

Следствие конечности энергии . . . . . . . . . . . . . 381
11.4.5. Электромагнитные поля через калибровочную
инвариантность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
11.5. Энергия и импульс в четырех измерениях . . . . . . . . . . . . . . . 392
11.5.1. Локально сохраняющиеся величины . . . . . . . . . 393
11.5.2. Энергия, импульс и лоренцева симметрия . . . . . . 396
11.5.3. Тензор энергии-импульса . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
11.6. До свидания!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
Приложение A. Магнитные монополи: .
Ленни дурачит Арта............................................................406
Приложение Б. Обзор 3-векторных операторов....................420
Б.1. Оператор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Б.2. Градиент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Б.3. Дивергенция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
Б.4. Ротор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
Б.5. Лапласиан. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
Алфавитный указатель.......................................................426

Моему отцу и герою,
храброму человеку —
Бенджамену Сасскинду
Л. С.

Моей жене Мэгги
и ее родителям,
Дэвиду и Барбаре Слоун
А. Ф.

Предисловие

Эта книга — одна из серии книг, тесно связанных с моим курсом
лекций в интернете под названием «Теоретический минимум».
Мой соавтор Арт Фридман прошел этот курс в качестве студента, и книга выиграла оттого, что как человек, изучавший
предмет, Арт понимал, какие вопросы могут представлять
трудность для новичка. Работа над книгой доставляла нам
огромное удовольствие, и мы попытались передать это чувство
посредством шуток. Если этот юмор вам мешает, не обращайте
на него внимания.
Две предыдущие книги этой серии посвящены классической
механике и основам квантовой механики. До сих пор мы не
рассматривали вопросов, связанных со светом, потому что свет
представляет собой релятивистское явление: он связан со специальной теорией относительности или, как мы будем ее иногда
называть, СТО. СТО и классическая теория поля и составляют
предмет этой книги. Классическая теория поля — это теория
электромагнитного поля, то есть волн, сил, действующих на
заряженные частицы, и т. д., в контексте СТО. Со специальной
теории относительности мы и начнем.
Леонард Сасскинд
* * *
Мои родители, дети иммигрантов, были двуязычными. Они учили нас, своих детей, кое-каким словам и выражениям на идише,
но в основном приберегали этот язык для себя, иногда говоря
на нем друг другу то, что не предназначалось для наших ушей.

Предисловие

15

Часто эти их «секретные» разговоры сопровождались бурными
взрывами хохота.
Идиш — язык очень экспрессивный, он хорошо приспособлен
и для великой литературы, и для повседневной жизни. Есть в нем
и простецкий юмор. Мне жаль, что мое понимание этого языка
так ограниченно — я бы хотел прочесть все написанные на нем
великие произведения в оригинале, но, честно говоря, был бы
доволен, если бы понимал хотя бы шутки.
Многие из нас испытывают похожие чувства по отношению
к математической физике. Мы хотим понять ее великие идеи
и проблемы, найти применение и своему творчеству. Мы знаем,
что в физике есть поэзия, которую можно и понимать, и создавать, нам очень хотелось бы внести в нее и свой вклад. Но нам
недостает ее «секретного языка». В этой серии книг мы ставим
себе целью научить вас языку физики и показать некоторые из
великих идей этой науки в их естественной «среде обитания».
Если вы доверитесь нам, перед вами раскроется картина значительной части физики XX века. Вы будете в достаточной степени экипированы, чтобы понять основную часть ранних работ
Эйнштейна. Как минимум вы научитесь не только «понимать
шутки», но и серьезные идеи, стоящие за ними. Чтобы вам было
легче начать, мы познакомим вас с нашими собственными шутками — по-моему, среди них есть настоящие «хиты».
Я искренне благодарен всем, кто помогал нам и поддерживал нас.
Фраза «мы не могли бы сделать это без вас» звучит стандартно,
но тем не менее это истинная правда.
Работать с профессионалами из издательств Brockman, Inc.,
и Basic Books — всегда удовольствие и полезный опыт. Джон
Брокман, Макс Брокман и Майкл Хили сыграли огромную роль
в превращении нашей идеи в реальный проект. «Ти Джей» Келлер, Элен Бартелеми, Кэрри Наполитано и Мелисса Веронези
с огромным мастерством и пониманием --">