Теория относительности с циркулем и линейкой

перевод с немецкого В.Е.Маркевича под редакции Н.В.Мицкевича

Д.Е.Либшер (D.-E.Liebscher)


Предисловие Н.В.Мицкевича

Chitatel' derzhit v rukakh knigu, rasskazyvajushchuju o geometricheskom predstavlenii teorii otnositel'nosti. Po tradicii my predstavljaem sebe geometriju kak razdel matematiki, a teorija otnositel'nosti kak fizicheskuju disciplinu. Odnako v toereticheskoj fizike matematika javljaetsja razgovornym jazykom; v svoju ochered' geometrija, jesli uzh rech' idjot o real'nom mire, ne javljaetsja apriorno aksiomaticheskoj naukoj, a podlezhit opytnoj proverke, t.e. stanovitsja zdes' sama razdelom fiziki. Takova dialektika vzaimodejstvija formy i soderzhanija, metoda i predmeta, kogda bolee glubokoe proniknovenie v sushchnost' javlenij vskryvaet ikh zamechatel'nuju celostnost'. Teorija otnositel'nosti potomu i sygrala revolucionnuju rol' v fizicheskoj nauke, chto rackryla kachestvenno novuju vzaimosvjaz' material'nykh ob*jektov - tel, chastic, polej - i prostranstva-vremeni kak formy ikh sushchestvovanija. Snachala (v chastnoj teorii otnositel'nosti) eta vzaimosvjaz' byla lish' kinematicheskoj, zatem zhe (v obshchej teorii otnositel'nosti) ona vpolne zakonomerno vkljuchila v sebja i dinamiku. V etoj knige rassmotrena geometricheskaja storona chastnoj teorii otnositel'nosti.

Eta teorija - odin iz kharakternykh priznakov sovremennogo etapa razvitija fiziki. Ona ne tol'ko sdelala ponjatnym mnozhestvo zakonomernostej, ne tol'ko pozvolila predskazat' i inzhenerno rasschitat' mnogije effekty i ikh prilozhenija, no i vnesla vo vse eto udivitel'nuju prostotu. Vprochem, udivlenie voznikajet tol'ko pri pervom znakomstve, a potom uzhe nel'zja sebe predstavit', chtoby vsjo moglo by inache. Chastnaja teorija otnositel'nosti neobkhodima kak tem, kto razrabatyvaet tekhnicheskie i prakticheskie prilozhenija jejo na dannom etape razvitija fiziki, tak i tem, razvedyvaet dal'nejshie puti v oblasti real'nosti, gde segodnjashnaja teorija otnositel'nosti, vozmozhno, ustupit mesto jeshchjo ne izvestnoj, novoj teorii. (Otmetim, chto takaja razvedka i trudna, i chashche vsego ogorchitel'na, tak kak issledovatelej - mnozhestvo, a novyje principy, v kotoryje vsjo dolzhno vylit'sja, mozhno budet pereschitat' na pal'cakh.) Nakonec znanie teorii otnositel'nosti dlja fizika - eto prosto vopros elementarnoj gramotnosti.

U nas jest' obshirnaja literatura po chastnoj teorii otnositel'nosti. No kazhdoe novoe izdanie otnud' ne kopiruet predydushchie, inache bylo by dostatochno prosto povtorjat' starye tirazhi. V chem zhe specifika dannoj knigi? Ona otnositsja k razrjadu ne slishkom elementarnykh, khotja, bezuslovno, populjarna. Avtor stremitsja podnjat' chitatelja na bolee vysokij uroven' ne tol'ko v otnoshenii chisto fizicheskoj informacii, no i metodicheski, predlagaja interesnyj matematicheskij apparat (on opiraetsja, v chastnosti, na projektivnuju geometriju). Vmeste s tem i fizika predstavlena zdes' razborom celogo rjada principial'nykh eksperimentov i effektov.

V izdatel'stve Mir uzhe vykhodila kniga [1], v kotoroj chisto graficheski i vpolne strogo razbiralis' osnovanija i standartnye effekty chastnoj teorii otnositel'nosti. Togda, odnako, byli ispol'zovany lish' samye elementarnye sredstva, tak chto kniga D.-E.Libshera mozhet rassmatryvat'sja kak logicheskoe razvitie takogo podkhoda. Krome togo, bolee solidnyj uroven' izlozhenija delaet jejo privlekatel'noj i dlja matematikov.

Kakuju literaturu po etomu predmetu mozhno eshchjo porekomendovat' chitatelju? Krome uzhe upomjanutoj knigi Shvarca, bolee solidnoje, takzhe geometrizovannoe izlozhenie R.Nevanlinny [2], ottochennoe v matematicheskom otnoshenii. Blizhe k fizike i mnogo elementarnee otlichnaja kniga H.Bondi [3]. Gromadnuju pol'zu mozhet prinesti kniga E.Tejlora i Dzh.Uilera [4], gde, krome pedagogicheski sovershennogo izlozhenija, dany takzhe uprazhnenija s pazborom reshenij. V bolee shirokom plane vmeste s analizom elektrodinamiki teorija otnositel'nosti obsuzhdena v knige M.Borna [5]. Nakonec, detal'nyj razbor osnovanij teorii i sledstvij iz nejo dal na sovremennom urovne D.Bom [6]. Odnako chitatelju sleduet kriticheski podkhodit' k nekotorym filisoficheskim ocenkam avtora (sm. predislovie k etoj knige).

chtoby ne utomljat' chitatelja, iz chisla otechestvennykh rabot takogo roda my ukazhaem lish' nemnogie, v kotorykh, odnako, privedena osnovnaja bibliografija [7-9]

1. J.Schwartz, Kak eto proizoshlo? Illjustrirovannyj rasskaz o tom, kak teorija otnositel'nosti ustanavlivaet svjazi prichin i sledstvii, M: Mir, 1965.
2. R.Nevanlinna, Prostranstvo, vremja i otnositel'nost', M.: Mir, 1966.
3. H.Bondi, Otnocitel'nost' i zdravyj smysl, M.: Mir, 1967.
4. E.F.Taylor, J.A.Wheeler, Fizika prostranstva-vremeni, M.: Mir, 1973.
5. M.Born, Ejnshtejnovskaja teorija otnositel'nosti, M.: Mir, 1972.
6. D.Bohm, Special'naja teorija otnositel'nosti, M.: Mir, 1967.
7. V.A.Ugarov Special'naja teorija otnositel'nosti, M.: Nauka, 1977.
8. Ja.P.Terleckij Paradoksi teorii otnositel'nosti, M.: Nauka, 1966.
9. A.N.Matveev Mekhanika i teorija otnositel'nosti, M.: Vysshaja shkola, 1977.

Inhalt

  • Einleitung
  • Fahrpläne
  • Inertialsysteme
  • Wellenphänomene
  • Die Relativität der Gleichzeitigkeit
  • Die Relativität der Masse
  • Die Geometrie der Raum-Zeit
  • Die Zeit in der speziellen Relativitätsheorie
  • Die Länge in der speziellen Relativitätsheorie
  • Der Doppler-Effekt in der speziellen Relativitätsheorie
  • Impuls, Masse und Energie
  • Stoßprozesse
  • Schlußbemerkungen
  • Anhang: Zusammenstellung der benutzten Grundlagen der projektiven Geometrie der Ebene
  • Literatur
  • Sachverzeichnis

home to D.-E. Liebscher
mail to D.-E. Liebscher

Last updated: February 15, 2007