Центральный Дом Знаний - Инфельд Л., Плебаньский Е. Движение и релятивизм

Информационный центр "Центральный Дом Знаний"

Заказать учебную работу! Жми!



ЖМИ: ТУТ ТЫСЯЧИ КУРСОВЫХ РАБОТ ДЛЯ ТЕБЯ

      cendomzn@yandex.ru  

Наш опрос

Я учусь (закончил(-а) в
Всего ответов: 2656

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Форма входа

Логин:
Пароль:

Инфельд Л., Плебаньский Е. Движение и релятивизм

Инфельд Л., Плебаньский Е. 
Москва, 1962

ПРЕДИСЛОВИЕ:
Леопольд Инфельд — крупный польский физик-теоретик, член президиума Польской Академии наук и почетный член ряда иностранных академий — хорошо известен советским ученым как автор вошедших в науку многих работ по общей теории относительности, а также по нелинейной электродинамике Борна — Ин-фельда, теории спиноров и другим1). Имя Леопольда Инфельда известно также в связи, с его широкой прогрессивной деятельностью как последовательного борца за мир в рамках Всемирного Совета Мира, вице-председателем которого он является.
Советским читателям хорошо известны также его книга „Эволюция физики", написанная совместно с Эйнштейном, и книга о знаменитом французском математике Галуа. Несколько лет назад им была издана автобиография, в которой описаны студенческие годы в Кракове и знакомство с Эйнштейном, другом и сотрудником которого Инфельд сделался на долгие годы.
Л. Инфельд япляется одним из организаторов возрожденной послевоенной польской науки и создателем школы, в которой воспитан ряд талантливых молодых физиков, к числу которых принадлежит также соавтор Инфельда доцент Варшавского университета Ежи Плебаньский.
Предлагаемая советским читателям монография „Движение и релятивизм" посвящена одной из наиболее важных проблем эйнштейновской общей теории относительности (ОТО)—выводу уравнений движения тел, порождающих гравитационное поле и испытывающих его воздействие, из самих уравнений этого поля. Вопреки первоначальному постулату о движении массы по геодезической впоследствии оказалось возможным благодаря нелинейности уравнений поля вывести уравнение движения (т. е. механику) из теории поля. Инфельд подробно излагает физические основания данного вывода, проделанного впервые им совместно с Эйнштейном и Гоффманом в 1938 г., сравнивая нелинейную гравидинамику с линейной электродинамикой, где уравнения движения заряженных или намагниченных тел, порождающих поле, задаются независимо от максвелловских уравнений поля. Характерно приведение подробных выкладок и своеобразная „мягкая" настойчивость авторов, далеких от догматизма, повторно рассматривающих свои способы трактовки точечных тел и сравнивающих результаты с близкими, практически одновременными исследованиями В. А. Фока, с самого начала исходившего из протяженных тел и пришедшего по существу к тем же результатам, но вместе с тем получившего вместе с Н. М. Петровой и другими также уравнения вращения. Кроме того, для работ школы В. А. Фока существенно использование условий гармоничности де Дондера, выделяющих преимущественную систему координат, по мнению В. А. Фока наиболее близкую к инерциальной 1).
Инфельд, являющийся в ряде отношений наиболее ортодоксальным последователем Эйнштейна в трактовке ОТО, считает какое-либо выделение преимущественных координатных систем противоречащим духу ОТО. Эти взгляды Инфельда сказываются и в его подчеркивании роли принципа эквивалентности, тогда как В. А. Фок, указывая на локальный характер этого принципа, предпочитает во главу угла ставить равенство инертной и гравитационной масс. Подобные умонастроения Инфельда приводят его к полной геометризации поля тяготения. Как и следовало ожидать, в дискуссии о гравитационных волнах Инфельд занимает крайнюю геометризованную точку зрения, отрицая существование подобных волн, несущих энергию (см. гл. VI). Как известно, вокруг этого вопроса еще больше, чем вокруг трактовки принципа эквивалентности или применения тех или иных дополнительных условий, главным образом и разгорелась в последнее время дискуссия, связанная вместе с тем с определением самого понятия энергии гравитационного поля, точнее говоря, с установлением наиболее разумного выражения псевдо- или квазитензора плотности энергии.
Настоящая монография занимает важное место в ряду новейших книг по теории пространства — времени—тяготения и их связи с обычным веществом (ОТО, гравидинамика, хроногеометрия, геометро динамика) 2).
Не пытаясь обрисовать здесь современную ситуацию, мы хотим лишь , напомнить, что развитие ОТО характеризуется в последние  годы   главным   образом   исследованием   проблемы движения (группы Инфельда и Фока), алгебраическим анализом ргшений (три класса А. 3. Петрова), анализом сингулярностей шварцшиль-довского решения, попытками отыскания „комплекса" энергии, интенсивным анализом волн и отысканием волновых решений. Возросшие экспериментальные-возможности, полученные благодаря применению безотдачных •у-лучей (эффект Мёссбауэра), новейшим атомным стандартам частоты („часам") и другим средствам, позволили впервые опытным путем проверить один из эффектов ОТО (сдвиг частот в поле тяготения) в земных условиях (Паунд, Крэншоу, 1960) и приступить к реальному отысканию и генерации гравитационных волн и других эффектов, предсказываемых эйнштейновской ОТО или ее обобщениями (вращательные эффекты, анизотропия масс, экранировка тяготения, постоянство константы тяготения во времени и другие). Несомненно, замечательные запуски советских искусственных спутников Земли, а впоследствии американских спутников и взволновавшие мир полеты первых советских космонавтов, столь сильно содействовавшие оживлению интереса к данному кругу идей, со своей стороны открывают новые возможности экспериментального исследования сверхньютоновских гравитационных эффектов.
Следует сказать и о значительном прогрессе космологических исследований, ставших возможными благодаря новым радиоастрономическим и оптическим наблюдениям и расчетам моделей неоднородной анизотропной Вселенной (причем сторонники обычных фридмановских концепций расширяющейся Вселенной с уменьшающейся плотностью, по-видимому, явно берут верх над защитниками стационарной Вселенной). Сделаны также первые шаги в оценке роли нейтрино и гравитационных волн во Вселенной; проведенные интенсивные исследования квантования поля гравитации и процессов трансмутаций примыкают к новейшим попыткам построения единой теории элементарных частиц и гравитации, из которых наибольшее развитие получила, с одной стороны, геометродина-мика (только гравитация плюс электромагнетизм) Уилера, делающая ударение на топологических возможностях, и, с другой стороны, нелинейная спинорная теория элементарных частиц (пока без гравитации), развиваемая в разных вариантах главным образом группой Гейзенберга, а также французскими и советскими авторами J). Недавно возникла интересная возможность сопоставить гравитационное поле как „компенсирующее" (при трактовке коэффициентов лоренцева преобразования не как постоянных, а функций координат подобно тому, как электромагнитное поле возникает в качестве  „компенсирующего"  при  рассмотрении фазы калибровочных преобразований как локальной переменной, а не постоянной величины)J).
До сих пор мы называли самые актуальные пункты нынешнего развития ОТО, связанные с уравнениями Эйнштейна (вообще говоря, с космологическим членом) и их квантованием. Однако был сделан ряд интересных попыток выхода за рамки стандартной теории (не только в виде той или иной ее интерпретации). Поднят вопрос о рассмотрении не только искривленного, риманова пространства, но закрученного пространства, в котором в частном случае реализуется абсолютный параллелизм. В противоположность старым работам 20-х годов по пространству с кручением Картана, Вейценбека и Эйнштейна новейшие исследования поведения в нем спиноров2) привели к интересным результатам, указывая, в частности, на естественное появление нелинейного добавка в уравнении Дирака, важнейшего в программе единой теории, и, с другой стороны, на возможность получения в закрученном пространстве наиболее разумного выражения энергии гравитационного поля3). Отметим, наконец, попытки обобщения теории, связанные с возможностью изменения гравитационной константы со временем.
Это краткое резюме актуальных проблем 'ОТО имеет целью не только ориентировать читателей, но и уточнить позицию Инфельда. Посвящая свое и Плебаньского исследование одному из актуальных вопросов ОТО, Инфельд вместе с тем не учитывает или еще не смог учесть ряд новых возможностей из числа только что упомянутых, в частности дальнейшей дискуссии о квазитензоре энергии, последовавшей за работами Мёллера — Мицкевича (1959 г.). Вопрос о гравитационных волнах рассматривается еще вне классификации решений Петрова, хотя имеются веские предположения, что волны наиболее соответствуют решениям 2-го класса (Пирани, Траутман и др.). В этой связи требуется дополнительный анализ выдвигаемого Инфельдом и др. требования галилеевости метрики на бесконечности, поскольку, согласно Петрову, решения 2-го и 3-го типов не имеют галилеевой (Минков-ского) асимптотики и возникает опасность априорного отбрасывания волновых решений. Наконец, анализ основ ОТО, несомненно, выигрывает, если мы наряду с „эйнштёйиианской" геометризованной точкой зрения Инфельда- и точкой зрения В. А. Фока учтем новейшую компенсационную трактовку. В самом деле, риман— эйнштейновская теория соответствует полной неоднородности 4-пространства (подчеркнутой Картаном и Фоком) и отсутствию симметрии. С другой стороны, рассмотрение параметроп лоренце-вой группы, как локально зависящих от 4-координат, и получение таким путем коэффициентов связности означает попытку отыскать какую-то симметрию и наличие групп в ОТО. Заметим, что на противоположном от Инфельда фланге находится наиболее „материализованная" концепция гравитации, сближающая ее в ряде отношений с обычной материей, поскольку поперечная часть поля, по-видимому, может излучаться в виде волн или их квантов — гравитонов, которые в свою очередь, согласно весьма правдоподобным расчетам, проведенным нами с А. А. Соколовым и А. М. Бродским, Ю. С. Владимировым, а также Дж. Уилером и Д. Бриллем, могут превращаться в пары электрон — позитрон, нейтрино — антинейтрино или фотоны, и, кроме того, имеется возможность построить гравитоны из фундаментального спинорного поля.
Таким образом, монография Инфельда и Плебаньского не только содержит ценные результаты, подводящие итоги многолетним исследованиям, но и дает толчок новым, бесспорно плодотворным дискуссиям.
Мы пользуемся случаем выразить благодарность авторам книги за присылку ряда  поправок и дополнений  к  русскому изданию.
Рассчитанная на теоретиков, книга Л. Инфельда и Е. Плебаньского будет полезна для физиков, математиков и философов, интересующихся проблемой пространства—времени — тяготения.


ОГЛАВЛЕНИЕ:
Предисловие......................... 5
Введение ........................... Н
Система обозначений....................... 13
A. Обозначения общей теории относительности....... 13
Б. 3-функции......................... 15
B. Значения поля на мировых линиях............ 15
Г. Ковариантный характер о-функций. Тензоры на мировых
линиях.......................... 16
Глава I. Гравитационное взаимодействие и общая теория движения ,......................... 19
§   1. Общая постановка физической проблемы. Частицы и гравитационное поле................... 19
§  2. Теория гравитации Ньютона.............. 26
§  3. Взаимодействие в ОТО. Уравнения движения первого
и второго рода..................... 31
§  4. Уравнения поля Эйнштейна.............. 36
§  5. Тождества Бианки.................... 42
§  6. Уравнения движения как следствие уравнений поля ... 44
§   7. Виды уравнений движения второго рода........ 47
§  8. Уравнения движения в гравитационном и негравнтацион-
ном полях....................... 54
§ 9. Уравнения движения в различных системах координат 56 § 10. Метод решения уравнений поля с помощью дипольной
процедуры....................... 60
Глава II. Метод приближений и уравнения движения...... 64
§   1. Общие замечания о методе приближений........ 64
§   2. О разложении метрического поля............ 66
§  3. О трех аспектах нашего рассмотрения......... 68
§  4. Метод приближений и система координат........ 70
§   5. Метод приближений и уравнения поля......... 72
§  6. Две формы уравнений движения и условия интегрируемости ......................... 82
Глава III. Ньютоновское и пост-иьютоиовское приближения . . 88
§   1. Ньютоновское приближение.............. 88
§  2. Гравитационное поле для пост-ньютоновских уравнений
движения....................... 90
§  3. Уравнения движения в пост-ньютоновском приближении 94
§  4. Законы сохранения для системы частиц......... 104
Глава IV. Вариационный принцип и уравнения движения третьего рода........................ 107
§   1. Постановка проблемы................. 107
§  2. Лагранжиан вплоть до членов шестого порядка..... 112
§  3. Обобщение...................... 117
§  4. Лагранжиан типа Фоккера для вращающихся тел .... 118
Глава V. Проблемы одной и двух-частиц............123
§   1. Проблема измерения.................. 123
§  2. О движении пробной частицы в поле тяжелой частицы 130
§   3. Проблема двух тел................... 134
§  4. Движение вращающихся тел.............., 139
Глава VI. Движение и излучение................. 143
§   1. Простой пример.................... 143
§   2. Уравнения движения в форме поверхностного интеграла 148 §   3. Уравнения движения в форме объемного интеграла . . . 150 §  4. Уравнения движения в форме объемного и поверхностного интегралов.................• • 152
§   5. Следствия из различных форм уравнений движения . . . 153
§  6. Три типа импульсов.................. 155
§  7. Уравнение для гравитационного излучения ....... 157
§   8. О свойствах инвариантности величины Р$р ...... 161
§   9. Гравитационное излучение и выбор системы координат 162
§ 10. Обобщение системы координат............. 168
§ 11. Излучение и метод приближений............ 172
Приложения.......................... 178
1. 5-функция.......................... 178
2. Поле на мировых линиях................. 187
3. Ковариантные свойства  5-функций. Тензоры на мировых линиях  .......................... 191
Библиография........................ *94
Дополнение. Работы Леопольда Инфельда........... 199
Loading

Календарь

«  Сентябрь 2019  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30

Архив записей

Друзья сайта

  • Заказать курсовую работу!
  • Выполнение любых чертежей
  • Новый фриланс 24