Предлагаемый вниманию читателя курс: «Введение в теоретическую физику» вырабатывался в течение более чем десяти лет. Строго говоря, это — не курс лекций, так как постепенно, по мере разработки самого содержания, из года в год метод преподавания изменялся, причем центр тяжести переносился все больше и больше на самостоятельную работу студентов в аудитории.
План каждого занятия составлялся обыкновенно следующим образом. Лектор излагал в начале занятия основные положения изучаемого вопроса, попутно ставя вопросы всей аудитории, и на этой основе задавал для самостоятельной проработки конкретные примеры, которые тут же решались студентами с помощью лектора.
Полученные результаты сообща обсуждались, причем обсуждались и отдельные промахи (конечно, анонимно) и указывались способы, как, по возможности, избежать подобных промахов в дальнейшем.
Книга В. К. Семенченко «Избранные главы теоретической физики» дает возможность студентам педагогических институтов, изучающим курс теоретической физики, более углубленно познакомиться с основами термодинамики, квантовой механики и статистической физики.
Книга не представляет собой систематического курса теоретической физики: некоторые вопросы в ней освещены весьма подробно и своеобразно, другие — более сжато. Особое внимание в книге уделено физической стороне проблем, решаемых методами теоретической физики. Математический аппарат книги в основном не выходит за рамки курсов математики, изучаемых в педагогических институтах. Необходимые дополнительные сведения по математике либо приводятся в самой книге, либо указаны источники, где их можно найти.
Для лучшего понимания описываемых автором идей и методов теоретической физики полезно сопоставить соответствующие разделы книги с другими учебниками и учебными пособиями по теоретической физике.
Книга В. К. Семенченко может быть полезной также и для специалистов других направлений — инженеров, геологов, химиков, которые в какой-то мере подвергаются в своей деятельности необходимости знакомства с элементами теоретической физики.
В книге содержатся задачи по квантовой механике и статистической физике, подобранные в соответствии с программой курса теоретической физики для физических специальностей педагогических институтов.
Книга представляет собой краткое изложение начал теоретической физики: механики, теории поля, квантовой механики. Главное внимание уделяется при этом логически последовательному изложению узловых фундаментальных вопросов с современной точки зрения.
Книга будет полезна всем изучающим теоретическую физику, но не обязательно выбравшим её своей основной специальностью: студентам физтехов, физикам-экспериментаторам, а также интересующимся физикой инженерам, математикам, химикам, биологам и др.
Книга даст также возможность лицам, получившим физическое образование в предыдущие десятилетия, получить представление о современном состоянии науки.
Первое издание книги «Курс теоретической физики» (1962 г.) использовалось в ряде высших учебных заведений в качестве учебного пособия.
Полученные многочисленные замечания и пожелания ряда коллег, преподавателей и учащихся, были, по возможности, учтены в процессе подготовки книги к переизданию.
Быстрое развитие физики и широкий интерес, который приобрели в физике неравновесные и нестационарные процессы, побудили существенно расширить раздел физической кинетики. При этом оказалось целесообразным перенести раздел физической кинетики в конец второго тома. Излагать физическую кинетику, не опираясь на сведения из квантовой механики, практически невозможно.
Теоретическая физика первой трети XX века начиналась и росла в нескольких центрах: у Нильса Бора в Копенгагене, в Гёттингене, где учился Вернер Гейзенберг, в Кембридже, где был Поль Дирак, и в Цюрихе-городе Вольфганга Паули. Отсюда она распространилась по всему миру. Молодые физики, работавшие там в эти героические годы, разнесли новые идеи в новые физические столицы. Но время не могло разорвать связей: когда одному из патриархов Вольфгангу Паули должно было исполниться 60 лет, его ученики и друзья решили издать сборник в его честь - сборник, который стал книгой об идеях современной физики. К несчастью, Паули умер, и написанные статьи предстают перед читателем уже как воспоминания.
Эта третья часть теоретической физики представляет собой естественное продолжение части II: основные принципы механики применяются здесь к твердому телу, т.е. к системе материальных точек, расстояния между которыми неизменны.
Общий характер изложения, выбор тем и примеров (я выбирал такие, которые сравнительно легко доступны опыту) вполне соответствуют тому, что было сказано в предисловии к частям I и II.
В этой второй части «Теоретической физики» излагается механика одной материальной точки и механика системы материальных точек.
В основу изложения положены знаменитые законы Ньютона. Необходимо заметить, что законы Ньютона, по своей простоте, по громадному количеству вытекающих следствий и по своему влиянию на другие отделы теоретической физики занимают совершенно особое положение.
Механика Ньютона основана на очень небольшом числе гипотез, и сами гипотезы чрезвычайно просты и наглядны. И несмотря на это, вот уже в течение свыше трехсот лет, все следствия, вытекающие из законов Ньютона, оправдываются на самых разнообразных опытах и притом с такой громадной точностью, которую едва-едва способны наши современные утонченные способы измерений.
Эта первая часть «Курса теоретической физики» посвящена, главным образом, «теории поля».
Обыкновенно теория поля излагается в курсах теоретической физики в связи с теорией притяжений, в гидродинамике или в электродинамике. В этом курсе я решил выделить теорию поля в особую часть по следующим причинам.
Во-первых, теория поля, по моему мнению, представляет собою в настоящее время главное зерно всей теоретической физики. Каждое физическое явление, происходящее в пространстве и во времени, уже образует поле.
Во-вторых, теория поля лежит на границе между физикой и геометрией, и те трудности, которые приходится преодолевать при изучении геометрии поля, сами по себе достаточно велики, и их не следовало бы примешивать к тем трудностям, которые присущи самой физической теории.
В-третьих, выделение теории поля, мы отчасти избегаем повторения выводов одних и тех же теорем в различных отделах теоретической физики.
