Симметрии и законы сохранения в физике - Шмутцер Э.
Скачать (прямая ссылка):
В 1957 г. в общежитии МГУ коллега Э. Шмутцер помог мне отшлифовать перевод моей статьи [5] на немецкий язык и на этой почве возникли не только дальнейшие обсуждения основ теории, HO и ряд публикаций с обеих сторон. Проблема оказалась уходящей в те резко различные разделы физики, о которых уже говорилось. Эта проблема — законы сохранения. Она еще не решена, хотя воз активно двигают в разные стороны уже более полувека (нельзя сказать, что он «и ныне там»). Читатель познакомится с современной ситуацией по предлагаемой книге; в примечаниях сделана попытка дать наметки ситуации в иной плоскости, чем это сделано в основном тексте.
До создания Эйнштейном общей теории относительности и начала полемики о «псевдотензоре энергии-импульса» все было, казалось, как нельзя лучше в проблеме сохранения (не было, по сути, самой проблемы). Однако
6
Предисловие переводчика
чуть только в свойствах пространства-времени была учтена неоднородность, как все стало неясно с энергией-импульсом и моментом — величинами, органически связанными с пространственно-временными характеристиками (связь можно усмотреть, для начала, в самих уравнениях Эйнштейна). Величины типа заряда устояли просто потому, что пространство-время для них — всего лишь безразличный субстрат (см. случай А в гл. 1, § 7).
Нелокализуемость величин типа энергии-импульса, их неуниверсальное сохранение (здесь нет всеобщего согласия в диагнозе, но никто не сомневается, что положение резко отличается от стандартного) долго стояли особняком в физической теории. До рокового 1956 г. исследователи, работающие в области квантовой теории поля, могли гордиться порядком в своем хозяйстве и смотреть свысока на гравитационистов. В 1956 г. после пионерских работ Ли и Янга, а затем экспериментального открытия By настал черед смеяться (сквозь слезы) гравитациони-стам. В самых фундаментальных разделах физики, казалось, законы сохранения перестали работать! Живописные картины тогдашней лихорадки на «физической бирже» живы в памяти многих.
Ho одно дело писаная теория, а другое — объективные закономерности природы. Если оказались ограниченными в своей применимости старые канонизированные законы физики, это отнюдь не означает начала «беззакония», но может служить только категорическим стимулом к серьезному исследованию фактов. Каждый переломный пункт развития науки чреват своими парадоксами, вносящими смятение в умы догматиков и маловеров, но лишь подогревающими энтузиазм диалектически мыслящих серьезных исследователей. В начале века при рождении частной теории относительности уже разыгрался скандал, анализ которого мы все изучали по «Материализму и эмпириокритицизму» В. И. Ленина. Поистине превосходный урок!
Новый урок, преподанный нам слабыми взаимодействиями, с одной стороны, и гравитацией (чем не еще более слабое взаимодействие?!)— с другой, уже всесторонне продуман, но можно полагать, что главные выводы из него ожидают нас впереди. В предлагаемом советскому чита-
Предисловие переводчика
7
телю обзоре Э. Шмутцера дан свежий взгляд на всю панораму законов сохранения (с анализом их «нарушений»), и проработать этот обзор, несомненно, стоит.
Профессор Йенского университета Эрнст Шмутцер известен более как гравитационист, однако центр его интересов лежит в области спинорных полей, тесно связанных со слабыми взаимодействиями. В сильной исследовательской группе, работающей под его руководством, разрабатывается широкий спектр актуальных проблем релятивистской теории поля. В 1968 г. вышел монументальный труд Э. Шмутцера «Релятивистская физика» [3] — почти тысяча страниц насыщенного формулами текста. Эта монография возникла на основе большого цикла лекций, давших импульс всей Йенской группе. В последнее время
Э. Шмутцер уделяет много внимания и квантовой физике; исследуя квантовые явления с участием гравитации, он сделал ряд интереснейших предсказаний физических эффектов, о чем докладывал, в частности, на Третьей советской гравитационной конференции в Армении в октябре 1972 г.
Автор в предисловии к русскому переводу его книги выделяет обращение к тому кругу советских читателей, которых он назвал «молодыми учеными». Таким начинающим физикам и математикам эта книга, несомненно, будет очень полезна. Они найдут в ней ряд ценных и свежих идей, изложенных мастерски, с хорошим, здоровым педантизмом. Специалист в теоретической или математической физике тоже прочтет ее с интересом и пользой, оценив и «изюминку» книги — естественное объединение подходов к разным полям, в том числе и в квантовой области. Наконец, хотелось бы пожелать, чтобы обзор Э. Шмутцера сделал более плодотворным диалог между гравитациони-стами и квантистами.
Н. В¦ Мицкевич
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Мне доставило большую радость узнать, что уже через год после выхода моей книжки с обзором о симметриях и законах сохранения в физике начата работа по подготовке издания на русском языке. Если не считать устранения некоторых опечаток, оно не отличается по содержанию от немецкого издания. Я не имею сейчас никаких существенных добавлений к нему.
