Красота физики. Постигая устройство природы - Фрэнк Вильчек

Две ссылки, упомянутые ранее, подойдут и в этом случае: www.youtube.com/watch?v=mitioODQYgI и http://www.mathopenref.com/trigsinewaves.html. Я добавлю сюда две классические книги великих физиков по акустике: «Учение о слуховых ощущениях как физиологическая основа для теории музыки» (On the Sensations of Tone) Г. Гельмгольца и «Теория звука» (Theory of Sound) лорда Рэлея (Дж. Стретт). Обе доступны онлайн бесплатно, а также в симпатичных изданиях издательства Dover.

Рекомендованная литература

Предлагаю вашему вниманию небольшой список литературы для дальнейшего изучения тем, затронутых в нашей медитации. Я разделил его на три категории: классика, квантовая теория и современные достижения. Каждая из названных книг имеет для меня большое значение[125].

Классика (доквантовый период)

Ничто не может заменить возможность напрямую пообщаться с великими мыслителями с помощью их лучших трудов. Поэтому, несмотря на то, что техническое и научное содержание приведенных ниже книг уже утратило силу, я не колебался, рекомендуя их вашему вниманию. Часть этого материала находится на публичных ресурсах и доступно в Интернете, если вы знаете, что именно ищете. Но хорошо изданные бумажные книги очень привлекательны и проверены временем, их удобно носить с собой, они дают приятные тактильные и эстетические ощущения, так что, возможно, вы захотите рассмотреть их как альтернативу.

Plato, The Collected Dialogues of Plato, Including the Letters, edited by Edith Hamilton and Huntington Cairns, translated by Lane Cooper (Princeton University Press). Есть русские переводы, например: Платон. Диалоги. – М.: Мысль, 1986. Особое внимание обратите на диалог Timaeus («Тимей»).

Bertrand Russell, The History of Western Philosophy (Simon & Schuster). Есть русские переводы, например: Рассел Б. История западной философии. – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2001. Особое внимание обратите на Книгу 1 («Древняя философия», Ancient Philosophy) и часть 1 Книги 3 («От Возрождения до Юма», From the Renaissance to Hume).

Galileo Galilei, The Starry Messenger (Levenger). Есть русский перевод: Галилей Галилео. Звездный вестник. – М.: Наука, 1964.

Isaac Newton, The Principia: Mathematical Principles of Natural Philosophy (University of California Press). При обращении к этому шедевру желателен хороший наставник. К счастью, рекомендуемое великолепное издание представляет собой новый перевод с латыни на английский, сделанный Бернардом Коэном и Анне Уитман, с замечательным введением и комментариями Коэна. На русском языке главный труд Ньютона издан в замечательном переводе академика А. Н. Крылова: Ньютон И. Математические начала натуральной философии. – М.: Наука, 1989.

Isaac Newton, Opticks (Dover Publications). Это гораздо более легкий для восприятия труд Ньютона. Я рекомендую очень специальное и недорогое издание с предисловием Альберта Эйнштейна, введением сэра Эдмунда Уиттекера, предисловием Бернарда Коэна и полезным аналитическим содержанием Дюэйн Роллер. На русском языке «Оптика, или Трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света» Ньютона издавалась в 1927 и 1954 гг.

John Maynard Keynes, Newton, the Man (Джон Мейнард Кейс «Ньютон, Человек»). Это удивительное короткое эссе, дань уважения одного гения к другому, совсем не похожему на него, доступно на www-history.mcs.st-and.ac.uk/Extras/Keynes_Newton.html.

James Clerk Maxwell, The Scientific Papers of James Clerk Maxwell, edited by W. D. Niven (Dover Publications). В качестве альтернативы на русском языке можно рекомендовать издание Дж. К. Максвелл «Статьи и речи» (М.: Наука, 1968), которое цитировалось при выполнении данного перевода.

Albert Einstein, H. A. Lorentz, H. Weyl, and H. Minkowski, The Principle of Relativity, with notes by A. Sommerfeld (Dover Publications). Это потрясающая коллекция! В нее включены основные статьи Эйнштейна по специальной и общей теории относительности, его краткие заметки по превращению массы в энергию, выступление Минковского, представляющее современную концепцию пространства-времени, и ранняя попытка Вейля создать единую теорию поля, где впервые появляется понятие «калибровочной инвариантности». Эти бумаги являются записями исследователей, и никто не ждет от обычных читателей, что они смогут проследить за всеми математическими деталями, но многие из них отражают содержательные дискуссии и замечания, которые имеют ценность как литературные произведения. Есть близкий по содержанию сборник на русском языке: Пуанкаре А., Эйнштейн А., Лоренц Г. А., Минковский Г. Принцип относительности. – Л.: ОНТИ, 1935. Укажем также на фундаментальное издание: Эйнштейн А. Собрание научных трудов. – М.: Наука, 1965–1967. Работы по теории относительности находятся в томах 1 и 2.

Немного квантовой теории

В этом разделе будет гораздо труднее справиться с оригинальными трудами без солидного предварительного багажа знаний по математике и физике. Но обычные читатели могут насладиться начальными частями текстов мастеров и описаний открытий.

P. A. M. Dirac, The Principles of Quantum Mechanics (Oxford University Press). Начало этой книги дает основные идеи и (правильное) впечатление об огромной глубине проблемы. Есть русский перевод: П. А. М. Дирак. Принципы квантовой механики. – М.: Наука, 1979.

R. P. Feynman, R. Leighton, and M. Sands, The Feynman Lectures on Physics (Addison-Wesley). Есть русские издания, например: Фейнман Р. Ф., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. – М.: Эдиториал УРСС, 2004. Третий том посвящен квантовой теории, и первые его части содержат основные понятия. Начало первого тома представляет физику в целом (какой она была до появления Главной теории) и затем дает введение в понятия механики. Начало второго тома представляет введение в понятия электромагнетизма. На все части этого труда наложила отпечаток уникальная комбинация проницательности и вдохновения, свойственная Ричарду Фейнману.

Henry A. Boorse, ed., The World of the Atom (Basic Books) («Мир атома», под ред. Генри Бурса). Это очень хорошо продуманная коллекция отрывков из оригинальных работ, начиная с Лукреция и заканчивая первопроходцами физики элементарных частиц, снабженная очень полезными комментариями. Она показывает, как анализ вещества привел людей к созданию чего-то столь странного и чудесного, как квантовая теория.

Современные достижения

Веб-сайт Нобелевского фонда nobelprize.org является очень ценным ресурсом. Он содержит детальные описания получивших премию работ начиная с 1901 г., а также речи лауреатов.

Информация на веб-сайте Группы данных по элементарным частицам (Particle Data Group, pdg.lbl.gov) по большей части предназначена для профессионалов, но раздел Reviews, Tables, Plots включает в себя основательные обзоры идей с переднего края физики, вступительные части которых стоят того, чтобы их изучить. Самое важное: блуждая по этому сайту, вы получите представление о впечатляющих, всесторонних эмпирических доказательствах наших базовых теорий.

Новые исследовательские работы по физике обычно вначале появляются на сайте arXiv.org. Возможно, вам захочется взглянуть, как выглядит физическая наука непосредственно в процессе ее создания. Конечно, только очень небольшая часть этих работ пройдет проверку временем.

Stanford Encyclopedia of Philosophy (Стэнфордская энциклопедия философии) на plato.stanford.edu содержит множество увлекательных и головоломных статей. Ценными русскоязычными сетевыми источниками являются философский раздел Библиотеки Гумер (www.gumer.info/bogoslov_Buks/Philos/index_philos.php) и Психологическая библиотека Киевского фонда cодействия развитию психической культуры на psylib.org.ua.

Хотя во многом эта книга связана с чистой математикой, Princeton Companion to Mathematics, edited by Timothy Gowers (Princeton University Press) («Принстонский справочник по математике» под редакцией Тимоти Гауэрса) будет интересен всем, кому понравилась «Красота физики». Сейчас я редактирую Princeton Companion to Physics («Принстонский справочник по физике»), который должен появиться в 2018 г.

Иллюстрации

Эту работу выполнил специально для «Красоты физики»… Printed by permission of He Shuifa.

Илл. 1. Courtesy of the author.

Илл. 2. Courtesy of the author.

Илл. 3. Woodcut from Franchino Gaffurio, Theorica Musice, Liber Primus (Milan: Ioannes Petrus de Lomatio, 1492).

Илл. 4. Albrecht Dürer, Melancholia I, copper plate engraving, 1514.

Илл. 5. Courtesy of the author.

Илл. 6. Courtesy of the author.

Илл. 7. Five carved spherical balls from Scotland, Sandstone, Neolithic – Early Bronze Age © Ashmolean Museum, University of Oxford

Илл. 8. From Ernst Haeckel, Kunstformender Natur, 1904. Plate1, Phaeodaria.

Илл. 9. Model of Johannes Kepler's Solar System theory, on display at the Technisches Museum Wien (Vienna), photograph © Sam Wise, 2007.

Илл. 10. Courtesy of the author.

Илл. 11. www.vertice.ca.

Илл. 12. Filippo Brunelleschi, perspective demonstration, 1425.

Илл. 13. Abell 2218, Space Telescope Science Institute, NASA Contract NAS5-26555.