Э Розенталь - Геометрия, динамика, вселенная

Розенталь Э Л

Геометрия, динамика, вселенная

И.Л.Розенталь

ГЕОМЕТРИЯ, ДИНАМИКА, ВСЕЛЕННАЯ

А Н Н О Т А Ц И Я

Книга посвящена проблемам современной физики и космологии. Рассматривается современная геометрия и ее связь с динамикой, новейшие модели эволюции Метагалактики, обсуждается проблема структуры физического пространства и его размерность. Все эти проблемы теоретической физики и космологии автор излагает для читателей, знакомых с общей физикой в объеме курсов, читаемых в вузах. Книга рассчитана на читателей, интересующихся современными достижениями космологии и физики.

R E A D M E

Существует добрая традиция набирать и распространять на носителях только художественную или специальную литературу. Но эта книга показалась мне столь интересной, несмотря на уже достаточно давний год издания, что я решил ее набрать. В свое время поразительным образом получила широкую известность теория относительности Эйнштейна, что в общем-то крайне удивительно, если учесть косность интересов обывателя. Говорят, что в свое время даже выпускались брошюры типа "теория относительности для домашних хозяек". Вероятно, сама мысль о том, что мир может быть абсолютно не таким, каким он кажется нам с нашими органами чувств и бытовым опытом была такой потрясающей, что вызывала интерес даже у людей далеких от физики.

С тех пор физика несколько ушла вперед. Но интерес к тому, в каком же мире мы живем, уже успел быстро угаснуть, как угасает и всякая газетная сенсация. А вопрос весьма-таки интересный - поскольку мир действительно вовсе не такой, каким кажется. И вопросы о том, сколько измерений он имеет, ПОЧЕМУ он такой, а не другой и т.п. кажутся относящимися скорее к области фантастики или религии, чем науки. А уж то, что на них возможно дать ответ - это уже воспринимается, как абсолютная фантастика. Кстати, к вопросу о религии - слова о "целенаправленности" развития мира, о "запланированности" появления наблюдателя и т.п. звучат в устах современного физика просто потрясающе - не потому ли многие из великих физиков совершенно сознательно становились людьми верующими, хотя об этом и не принято говорить. Не менее интересным является и вопрос о том, КАК рождался наш (да и в общем-то не только наш) мир и что с ним теперь происходит. А уж вопрос, что с ним будет дальше - и вовсе животрепещущ.

Подход автора данной книги в этим вопросам очень необычен. Другие авторы предпочитают этих вопросов просто не касаться. И вообще поднятие их (этих вопросов) в физике рассматривается как "дурной тон". Но в то же время на большинство из них физика уже вполне в состоянии ответить если только дать себе труд немного пошевелить мозгами. Современные ученые крайне не любят вопросов "Почему?", поскольку это вопросы, которые могут пошатнуть незыблемые твердыни науки, на коих покоится благополучие и благосостояние как самой науки, так и всех ученых при ней. А вопросы эти гораздо более актуальные, чем "Как?". Хотя и этих последних ученые тоже не любят. Они вообще не очень любят вопросы. И не очень любят излагать нормальными человеческим словами и понятиями, до чего же они докопались, видимо, справедливо полагая, что их могут при этом принять за сумасшедших. И отсюда и начинают вылезать всякие "вектора состояний", вращающиеся в "фазовых пространствах" и пр., поскольку если вы заговорите о измерениях выше третьего, то вас немедленно отнесут к братству или сумасшедших, или фантастов. А в то же время физика сегодня уже могла бы рассказать очень много интересного и о нашем мире, и о других мирах - если оторваться от многоэтажных формул и весьма непонятных значков и трудновыговариваемых слов и произнести все нормальным человеческим языком. Удивительно, но большинство этих хитростей можно буквально "объяснить на пальцах". Этим, собственно, и отличается физика от многих других наук.

Эта книга как раз позволяет достаточно наглядно и просто понять и представить себе тот мир, в котором мы НА САМОМ ДЕЛЕ обитаем. Не тот, который мы привыкли видеть по дороге от кухни до сортира, а тот, который НА САМОМ ДЕЛЕ существует и который мы часто просто - увы - не в состоянии воспринять. Но в состоянии о нем догадаться, в состоянии его понять. И мир этот оказывается фантастически красивым, гармоничным, настолько многообразным, что нам даже не всегда удается его вообразить себе, нам, закованным в тиски трехмерных оков и ограниченных вялотекущими секундами нашего краткого времени. И на фоне этих чудесных видов наш ежедневный путь из сортира в умывальную становится нам гораздо менее интересен, нежели пути звезд и планет, пути развития Вселенной, пути рождения и гибели Мира.

Эта книга не всегда все раскладывает по полочкам, до чего-то вам придется доходить уже своим умом. Но она делает - я надеюсь - самое главное: разбивает наше окостенелое представление о застывшем, заморозившемся мире наших бытовых представлений. Для того, чтобы понять ее, вполне достаточно знаний по физике на уровне обычной школы, а то и того меньше. Но она требует способности вообразить себе не очень вообразимое и отказаться от тех привычных траекторий нашей мысли, которые были вбиты в нас с детства. Наверное, этим и отличаются великие физики от людей ординарных - умением отказаться от общепринятых, "смерзшихся" понятий и способностью взглянуть на вопрос "сверху".

Итак - приятного вам чтения и новых впечатлений.

M.

ВНИМАНИЕ! В силу ограниченности шрифтов экрана и обычного принтера нам придется ввести ряд условных обозначений. Схема и иллюстрации будут воспроизведены по возможности.

~ - знак "около", "порядка".

~~ - две тильды одна под другой - "примерно равно".

~- - тильда над дефисом - "эквивалентно", надо полагать. Скорее должно бы быть тильда над равно.

+- - "плюс-минус", т.е. минус под плюсом. Это может быть и в надиндексе, как в W+- - бозоне.

** - знак возведения в степень. Иногда он делается в виде надиндекса.

=< - меньше или равно

>= - больше или равно

~< - порядка или больше

~ - порядка или меньше

/= - не равно

== - значок тождества, т.е. три черточки друг под другом.

-> - значок "сумма" -

-----------------, / . . . . . - значок корня

--- - значок интеграла.

--

-> - стрелочка "переходит" или "стремится". Это же над именем отрезка или латинской буквой - значок вектора.

^ - значок "дельта" (треугольничком)

ю - (в индексах) - греческая НЮ.

v - (в индексах) греческая ??? (V согнутая вверху налево).

A - (в индексах) - греческая "альфа".

ALPHA - греческая буква "альфа"

BETA - греческая буква "бета"

DL - дельта маленькое (этакое d в производных, но только с загнутым хвостиком). В частных производных.

EPS - греческая буква "эпсилон" (?).

FI - греческая буква "фи"

GAMMA - греческая буква "гамма"

HP - постоянная планка - h с перечеркнутой палкой. Кажется, что-то типа 1/247

LAM - греческая "лямбда" (или как там ее зовут, длина волны).

NU - греческая буква "ню".

OME- греческая "омега" большая.

PI - греческие "пи", длина окружности

PSI - такая греческая буква, кажется, читается "пси".

PSIG - "пси" большое

RO - буква "ро", обозначает обычно плотность чего-нибудь.

SIGM - греческая "сигма".

TAU - греческая буква "тау".

TETA - греческая буква "тета"

БЕСК - значок бесконечности (лежачая восьмерка)

... - выделенный текст (курсивом).

Надиндексы пишутся в верхней строке, подиндексы - в нижней, в текущей же строке на этом месте ставится знак |. Будьте аккуратны при разбиении на страницы.

Звездочка в знаке умножения означает точку; x означает умножение крестиком (векторное и т.п.).

В сносках номер сноски заменен на ` . При этом сноска следует сразу за текущим абзацем и выделена горизонтальными линиями.

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА

Микеланджело принадлежит высказывание, что искусство скульптора состоит в умении отсекать лишнее. Известны аналогичные высказывания классиков литературы о писательском мастерстве.

Вряд ли многословие угрожает авторам книг по физике и математике. Некоторые из этих книг состоят почти полностью из формул. Но существует другая опасность - многомыслие, возникающие из-за желания автора охватить максимальное число фактов и теорий, относящихся к рассматриваемой проблеме.

Именно этой опасности, усугубляемой широтой избранной темы, хотел избежать автор настоящей книги, поэтому он старался по возможности ограничить круг привлекаемого для рассмотрения материала.

Однако, это не всегда удавалось в полной мере. Дело тут вот в чем. Тема этой книги - новые представления о структуре физического пространства и происхождении Метагалактики, пересмотр старых. Необходимость же подобного пересмотра в отличие от специальной или общей теории относительности, базирующихся на небольшом количестве бесспорно установленных фактов (опыт Майкельсона, отклонение света в гравитационном поле Солнца и смещение перигелия Меркурия), основывается на многих относящихся к различным областям физики экспериментальных фактах.