URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика: Квантовая статистика
Id: 108223
 
479 руб.

Термодинамика и статистическая физика: Квантовая статистика. Т.4. Изд.2

URSS. 2010. 352 с. Твердый переплет. ISBN 978-5-484-01086-8. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 5-.

 Аннотация

В основу настоящего учебного пособия положен курс лекций, читаемый автором для студентов теоретических специальностей на физическом факультете МГУ им.М.В.Ломоносова. Данный том посвящен изложению основных постановочных вопросов этого раздела статистической физики, включая двухвременной температурный формализм, с помощью которого рассмотрен ряд традиционных прикладных вопросов теории неидеальных систем, исследуемых методами квантовой статистики. Также подробно рассмотрены особенности неидеального бозе-газа и теория сверхпроводимости.

Для студентов, специализирующихся в области теоретической и математической физики, и аспирантов физических специальностей.


 Оглавление

Предисловие к серии
Предисловие
1 Статистический оператор и корреляционные функции
 § 1.Введение
  а)Исследования квантово-механического типа
  б)Исследование системы при отличной от нуля температуре
 § 2.Микроскопическое состояние системы N тел
  а)Фиксация микроскопического состояния системы как чистого квантово-механического состояния
  б)Фиксация микроскопического состояния системы как смешанного квантово-механического состояния
  в)Статистический оператор и его свойства
  1.Нормировка статистического оператора
  2.Энергетическое представление для равновесного случая
  3.x-представление статистического оператора системы N частиц и его свойства симметрии
  4.Уравнение движения для статистического оператора rho (t)
  5.Эволюция системы в гейзенберговском временнОм представлении
  6.Представление взаимодействия для статистического оператора и динамическая теория возмущений
  7.Уравнение Блоха для равновесной матрицы плотности и термодинамическая теория возмущений
  8.Статистический оператор в смешанном представлении и функции распределения по микроскопическим параметрам
  9.Вигнеровское представление статистического оператора и квазиклассический предельный переход
 § 3.Представление вторичного квантования
  а)Построение N-частичного базиса
  б)Представление чисел заполнения для операторов динамических величин
  в)Оператор alpha в бозе-случае
  г)Бозе-операторы рождения и уничтожения
  д)Представление вторичного квантования для операторов динамических величин в бозе-случае
  е)Оператор alpha в ферми-случае
  ж)Операторы рождения и уничтожения Паули и Ферми
  з)Представление вторичного квантования для операторов динамических величин в ферми-случае
  и)Рациональный выбор f-представления и некоторые основные операторы динамических величин
  к)Координатное представление операторов рождения и уничтожения (операторные волновые функции)
  л)Уравнения движения для операторов рождения и уничтожения
  м)Волновые функции и базис
  н)Теорема о спариваниях
  о)Вторичное квантование в случае неоднокомпонентных систем
  п)Общие замечания: достижения и трудности
 § 4.Статистические операторы и s-частичные корреляционные функции
  а)Статистические операторы Rs
  б)Корреляционные операторы Fs
  в)Уравнение движения для оператора Fs
  г)Простейшие случаи
  д)Связь простейших корреляционных функций с вариациями свободной энергии системы
  е)Парная корреляционная функция идеальных газов
2 Двухвременные корреляционные функции и функции Грина
 § 1.Двухвременные корреляционные функции и их спектральные представления
 § 2.Двухвременные температурные функции Грина
  а)Спектральные представления функций Грина на E-плоскости
  б)Обратное соотношение: выражение спектральной плотности через функцию Грина
  в)Запаздывающие и опережающие функции Грина
  г)Аналитические свойства функций Грина на энергетической плоскости
  д)Причинные функции Грина
  е)Характерный пример -- однополюсная функция Грина
  ж)Общая схема метода двухвременных температурных функций Грина
  з)Идеальный ферми-газ как пример реализации общей программы исследований
3 Функции Грина и физические характеристики статистических систем
 § 1.Равновесные характеристики статистической системы
  а)Корреляционные функции равновесной системы
  б)Внутренняя энергия системы
  в)Термодинамический потенциал Omega
 § 2.Реакция системы на внешнее возмущение и ее резонансные свойства
  а)ВременнАя теория возмущений
  б)Адиабатическое включение периодического возмущения
  в)Возбужденные состояния и резонансные свойства статистической системы
  г)Неадиабатическое включение возмущения и процессы релаксации
 § 3.Функции Грина и линеаризованные кинетические уравнения
  а)Уравнение движения для динамической реакции средних значений как основа построения кинетических уравнений и запаздывающие функции Грина
  б)Построение уравнения для одночастичного статистического оператора и соответствующего ему уравнения для функции Грина
  в)Переход к координатно-импульсному представлению и использование аппроксимаций, заложенных в кинетических уравнениях классической теории
 § 4.Рассеяние частиц на статистических системах
  а)Рассеяние быстрых частиц
  б)Рассеяние электромагнитного излучения
 § 5.Правило суммы для спектральной плотности Jq(omega)
 § 6.Электромагнитные характеристики системы
  а)Динамическая диэлектрическая проницаемость
  б)Магнитная восприимчивость системы заряженных частиц
  в)Электропроводность
4 Точно решаемые системы и физические задачи, сводимые к ним
 § 1.Общая квадратичная форма в качестве гамильтониана точно исследуемой статистической системы
  а)Диагонализация гамильтониана H
  б)Метод функций Грина
 § 2.Вырожденный неидеальный бозе-газ и концепция приближенного вторичного квантования по Боголюбову
  а)Трудности формальной теории возмущений
  б)Приближенное вторичное квантование. Модельный гамильтониан
  в)Точное решение статистической задачи для модельной бозе-системы
  г)Обсуждение полученных результатов
  1.Особенности спектра возбужденных состояний
  2.Динамическое размытие конденсата
  3.Асимптотика энергии основного состояния
  4.Общие выводы
 § 3.Метод приближенного вторичного квантования в системах с парным центральным взаимодействием
  а)Модельный гамильтониан бозе-системы и эквивалентное суммирование ряда теории возмущений
  б)Неидеальный ферми-газ и возможности метода приближенного вторичного квантования
  1.Системы частиц с кулоновским взаимодействием
  2.Ферми-система частиц с короткодействием
 § 4.Метод приближенного вторичного квантования в теории ферромагнетизма
  а)Гейзенберговская модель ферромагнетика
  б)Возможности теории возмущений
  в)Приближенное вторичное квантование и сведение к точно решаемой модели
  г)Термодинамические свойства и намагничение системы в области низких температур
5 Введение в теорию сверхпроводимости электронного газа в металлах
 § 1.Основные экспериментальные и теоретические предпосылки теории сверхпроводимости
 § 2.Исследование системы с прямым эффективным взаимодействием электронов
  а)Выделение части гамильтониана, ответственной за формирование куперовских состояний
  б)(u--v)-преобразование Боголюбова ферми-операторов исходной модели
  в)Статистический вариационный принцип Н.Н.Боголюбова
  г)Использование вариационного принципа для определения коэффициентов (u--v)-преобразования
  д)Исследование уравнения (*) для энергетической щели в случае упрощенной модели взаимодействия J(p,p')
  е)Термодинамические свойства модельного сверхпроводника
 § 3.Обсуждение
  а)Теплоемкость сверхпроводников
  б)Величина критического магнитного поля
  в)Качественный учет кулоновского взаимодействия
  г)Вариационное приближение и асимптотическая точность полученных результатов
  д)Принцип компенсации "опасных диаграмм"
  е)Общая структура возбужденных состояний сверхпроводящего и нормального электронного газа в металлах
6 Расцепление системы уравнений для функций Грина
 § 1.Общие положения
 § 2.Электронный газ в компенсирующем поле кристаллической решетки
  а)Динамические особенности системы
  б)Функция Грина типа плотность-плотность в главном приближении
  в)Формальные свойства поляризационного оператора П(q,E)
  г)Спектральные свойства и диэлектрические характеристики системы
  д)Термодинамический потенциал и выражающиеся с его помощью величины
 § 3.Обсуждение
7 Электронный газ в статическом поле случайно расположенных рассеивающих центров
 § 1.Введение. Исходные уравнения для одночастичной функции Грина и массового оператора
 § 2.Усреднение по расположениям центров рассеяния
 § 3.Энергия и затухание одночастичных возбуждений во втором порядке по взаимодействию электронов с частицами тяжелой примеси
 § 4.Оценка удельного сопротивления электронного газа и обсуждение
Послесловие

 Предисловие

Предлагаемый четвертый, последний том курса с общим названием "Термодинамика и статистическая физика" по представленному в нем материалу и стилю изложения заметно отличается от предшествующих ему выпусков. Если первые три тома курса отражали в разумной степени расширенный материал, предназначавшийся слушателям 4-го курса физического факультета всех специализаций, то та часть статистической физики, которая по традиции именуется квантовой статистикой, предлагалась уже более подготовленным слушателям -- студентам 5-го курса теоретических специализаций.

Именно с этим в основном связано определенное отличие стиля и характера изложения материала данного тома от использованного в предыдущих выпусках курса. В первую очередь это связанно с тем, что в излагаемом разделе статистической теории, посвященном главным образом рассмотрению неидеальных квантовых систем, эффективно используются методы квантовой теории поля с обязательным привлечением представления вторичного квантования, в то время как в предыдущих томах 1--3 в использовании этого представления (кроме единичного случая, и то с целью иллюстрации) необходимости не возникало даже при изложении теории идеальных квантовых бозе- и ферми-газов.

Далее, так как содержание этого тома основано на лекционном материале спецкурса, не разделяемого в отличие от общефакультетских курсов на "лекции" и "семинары", то и данное пособие в отличие от томов 1--3 не содержит в конце своих глав разделов задач и дополнительных вопросов (на это не хватило бы апробированного материала и представляющих физический интерес сюжетов).

Ввиду того что этих "сюжетов" в квантовой статистике не так уж много, автор не посчитал целесообразным при наличии весьма подробного оглавления приводить в конце книги предметный указатель. Автор счел нецелесообразным приводить также и именной указатель, совмещенный с упоминанием оригинальных работ, так как эти публикации (в основном в виде статей в научных журналах) весьма многочисленны и разнохарактерны по строгости и методике изложения, и полный их реестр типа тех, что украшают солидные диссертации с целью подтвердить глубокую осведомленность соискателя, в данном случае, когда мы имеем дело с учебным пособием, совершенно бесполезен, тем более что эти источники уже не являются свежими.

Курс "Квантовая статистика" на физическом факультете МГУ стал читаться автором, инициатива которого была поддержана заведующим кафедрой теоретической физики академиком Н.Н.Боголюбовым, с 1961 года, в период, когда общий интерес к проблемам квантовой электродинамики и квантовой теории поля начал спадать, а в области статистической физики стали широко применяться квантово-полевые методы исследования. Это привело не только к переосмысливанию и переформулировке традиционных проблем квантовой теории систем многих тел, но и к значительному и общепризнанному успеху этих методов, связанному в первую очередь с построением в 1957--1958 годах микроскопической теории сверхпроводимости.

Многолетний опыт автора убедил его в том, что предусмотренный существующими программами (с жестким ограничением отведенного для их усвоения числа учебных часов) материал общих курсов по теоретическим дисциплинам, в частности по квантовой механике и статистической физике, даже в случае его стопроцентного усвоения все же недостаточен для полного внутреннего осознания этих дисциплин. Система спецкурсов по математическим и теоретическим разделам, дополняющим и развивающим часто второпях изложенный материал общих курсов, смягчает эту недостаточность в той мере, в которой это можно осуществить в рамках отведенного одно- или двухсеместрового учебного времени силами по случаю оказавшихся в орбите учебного процесса квалифицированных специалистов-энтузиастов.

Естественно, что спецкурсы, являясь по самому замыслу учебными, обычно строятся на достоверном и общепризнанном материале уже решенных проблем теоретической физики. Это сопутствующее им постоянное отставание от "новейших" открытий и методик (многие из которых оказывались впоследствии ложными или надуманными и поэтому оставались невостребованными) в свое время компенсировалось тем, что регулярно (т.е. еженедельно в одни и те же дни и часы) функционировавшие научные семинары (ныне почти что совсем затухшие) на физическом факультете МГУ и в теоретических отделах академических институтов МИАН, ИФП и ФИАН, руководимые авторитетнейшими мэтрами, составлявшими тогда славу отечественной науки, также регулярно посещались студентами-теоретиками, аспирантами и молодыми сотрудниками физического факультета, где они как минимум визуально знакомились с ведущими физиками и теоретиками нашей страны и зарубежья, узнавали их мнение по актуальным проблемам научных исследований и где они, присутствуя при обсуждении самых свежих теоретических разработок, получали возможность постоянно быть в курсе последних достижений в области теоретической и экспериментальной физики.

Ныне интерес к теоретическим, да и вообще к научным исследованиям по признанию ведущих авторитетов в этих областях значительно снизился. Соблазны "роскошной жизни", проповедуемой по каналам TV и красочными рекламами в средствах массовой информации, подавляют стремление молодого поколения к общему интеллектуальному развитию и приобретению научных знаний, требующих значительных затрат времени и напряженного труда. Престижным стало обучение на скорую руку (соблазняющая практика "фабрики звезд") методике менеджмента, сулящей заманчивые материальные перспективы еще не освоенного местного прикладного бизнеса (как тут не вспомнить нашего великого поэта, сказавшего устами столь же великого композитора: "Нас мало, избранных...", -- это о любителях гармонии, "пренебрегающих презренной пользой").

Материал, который следовало бы включить в качестве продолжения общего курса статистической физики, не только обширен и тематически неоднороден в теоретической своей части, но и охватывает целый ряд интересных прикладных проблем, не нашедших своего окончательного теоретического объяснения. Отразить весь этот достаточно разнородный материал не в рекламном обзоре, а в одном учебном пособии, конечно, невозможно (тем более в ограниченном по времени годовом спецкурсе). Если же ограничиться только той его частью, которая включает до конца и грамотно решенные задачи, то окажется, что наиболее существенные результаты в этом продвижении и развитии методов статистической теории были достигнуты в области неидеальных квантовых систем при использовании самых простых и подчас откровенно модельных представлений о взаимодействии частиц, весьма далеких от реально существующих в физических системах многих тел.

Тематика данного пособия достаточно полно отражена в оглавлении. Она не загружена обсуждением спорных и нерешенных проблем и представляет вполне стандартный набор сюжетов, которые могут служить в учебном курсе в качестве показательных, до конца исследованных проблем квантовой статистики. С микроскопической точки зрения все они основываются на рассмотрении достаточно упрощенных в динамическом плане модельных представлений. Естественно, что при таком подходе становится целесообразным ограничиваться получением лишь основных характерных для данной проблемы результатов, оставляя право читателю продолжить исследование с целью получения высших приближений, физическая ценность которых вследствие упомянутой выше модельности постановки задачи оказывается в большинстве случаев уже проблематичной.

Возросший интерес к методам квантовой статистики привел к появлению изданий, имеющих явно учебный характер. Одним из первых таких пособий явилась книга Н.Н.Боголюбова "Лекции по квантовой статистике" (Киев, 1949), включающая помимо общих постановочных вопросов изложение его оригинальной работы 1946 года по слабо-неидеальному бозе-газу и исследование полярной теории металлов. Несколько позже, уже в 60Не годы, появились имеющие тоже вполне учебный характер солидные руководства Д.А.Киржница, посвященные исследовательскому развитию динамической теории возмущений в диаграммном ее варианте применительно к неидеальному ферми-газу, В.М.Галицкого (ферми-газ низкой плотности) и достаточно всеобъемлющая и включающая также изложение температурной матсубаровской техники книга трех авторов, А.А.Абрикосова, Л.П.Горькова и И.Е.Дзялошинского (ставших теперь новыми американцами).

Предлагаемое пособие несколько отличается от упомянутых (и еще многих не названных, но не менее ценных) руководств в первую очередь тем, что если в большинстве из них основной акцент делается на развитие в той или иной модификации теории возмущений (т.е. изначально регулярного метода разложения по константе взаимодействия) с использованием квантовой техники суммирования определенных последовательностей вкладов от диаграмм, то в данном пособии основное внимание уделяется методу двухвременных температурных функций Грина, удачно сформулированному Н.Н.Боголюбовым в его статьях и в небольшом цикле лекций, которые он прочел для теоретиков на физическом факультете МГУ.

При написании четвертого тома, как и в предыдущих выпусках курса "Термодинамика и статистическая физика", автор по возможности старался сохранить стиль лекционного изложения материала, рассчитанный на то, чтобы слушатель, пропустивший какую либо из предыдущих лекций (а теперь и читатель, открывший книгу не с самого начала) мог бы без особого напряжения (и перелистывания книги вплоть до первой страницы) сразу и до конца войти в суть производимых математических действий и используемых аппроксимаций без дополнительного их "домашнего" додумывания. Это несколько удлиняет изложение, так как связано с неизбежным повторением некоторых отправных моментов проводимого конкретного исследования и более подробными пояснениями (так что подобный стиль может показаться эрудированному читателю, привыкшему к монографическому характеру изложения материала, слишком "примитивным"), зато позволяет, как и в предыдущих томах пособия, избегать не только сплошной нумерации всех встречающихся формул, но и многочисленных ссылок на оригинальные научные публикации, обзорные статьи и т.п., которые в лекционном курсе бесполезны, а любители ссылок могут с избытком набрать их, используя соответствующие каталоги научных библиотек.

Ввиду того что "история" квантовой статистики по сравнению с периодом становления теоретической физики относительно невелика (и имеет масштаб одного научного поколения), автор не стал дополнять вполне солидные предметные и авторские указатели предыдущих томов, ограничившись соответствующими пояснениями в самом тексте книги.

В монографической научной литературе подчас используется в известной мере обзорный стиль изложения, когда, говоря о каком-либо научном достижении или расчете эффекта, выполненном авторитетным специалистом в этой области, сообщается обеспечивающая приоритет оригинальная публикация на данную тему, дается ссылка и общий комментарий без особых математических подробностей. Подобная манера изложения, по-существу снимающая с автора ответственность за достоверность излагаемого материала, проникла даже в издания, претендующие на учебные. Автор не считает, что подобный стиль бесполезен и малоэффективен, но все же он вряд ли уместен в лекционном курсе, в котором должны соблюдаться последовательность изложения, полная аргументированность используемых приближений (без ссылок типа "следуя процедуре, предложенной (авторитетное имя), положим, что..."), единые обозначения и полная без пропусков математическая обработка предоставляемого аудитории материала на доступном ей языке (и без ссылок типа "легко показать, что..."). Лекции -- это все же не доклад на очередной конференции, где, мелькая перед аудиторией "прозрачками" и набранными на компьютере страничками, за отведенные считанные минуты можно объявить о сделанном докладчиками открытии, совершенно не опасаясь, что эти странички кто-либо из слушателей успеет проверить, осмыслить и аргументированно прокомментировать.

Автор отдает себе отчет, что так как всякое изложение какого-либо из обсуждаемых вопросов явно или между строк неизбежно отражает его личное мнение (сколь бы он не старался быть объективным), которое не обязательно составляет истину в последней инстанции, то не исключено, что некоторым читателям оно может показаться спорным (это касается также и всего сказанного выше).

Несмотря на то что данный том является вполне автономным сочинением, как и каждый из уже вышедших трех томов пособия по курсу "Термодинамика и статистическая физика", он образует вместе с ними общий цикл учебных пособий по данной дисциплине и в этом смысле не оказывается от них изолированным. В связи с этим совершенно неизбежно возникает необходимость в ссылках на изложенные в предыдущих выпусках общие положения теории и целый ряд конкретных решений частных вопросов, имеющих непосредственное отношение к излагаемому в данном томе материалу. Эти ссылки, лишь напоминающие пройденный материал и не нарушающие логику изложения, будут обозначаться по мере надобности номером тома с последующим указанием главы и параграфа.


 Послесловие

Завершая издание курса "Термодинамика и статическая физика", в частности его четвертого тома "Квантовая статистика", необходимо отметить, что автор не реализовал всего того, что было им первоначально задумано. Читаемый им в течение многих лет спецкурс по квантовой статистике, конечно же, варьировался, появлялись новые сюжеты, а некоторые вполне разработанные разделы отходили на второй план или совсем опускались, погружаясь в не разбираемые годами завалы бумаг. Потери неизбежны при всех жизненных поворотах (не говоря уже о квартирных переездах). Кроме того, с годами меняется и отношение автора к излагаемому материалу: то, что первоначально казалось ему (а также и окружению) чрезвычайно важным и актуальным, со временем переосмысливалось, и интерес к разработке данного вопроса подчас существенно снижался. Следует заметить также, что изложение проблем, требующих подчас остроумных и нестандартных математических приемов, длительных вычислений и выписывания формул, не помещающихся на целой странице, в лекционном курсе воспринимается аудиторией не как достижение научной творческой мысли, а как обычный и неинтересный теоретический мусор.

И все же, если бы не эти потери, то данный том дополнился бы еще по крайней мере двумя сюжетами (не считая изложения диаграммной техники формальной теории возмущений, которое задумывалось как приложение), в свое время включаемыми автором в свой лекционный курс. Одному человеку без соавторов и коллективного обсуждения трудно отразить в учебном варианте все теоретические находки в области квантовой статистики, так что целый ряд проблем статистической теории квантовых систем (кстати сказать, весьма сложных) остался за рамками данного пособия.

Автор отдает себе отчет в том, что в представленном материале имеются недостатки, которые ему самому, наверное, в большей степени заметны, чем читателю, и готов принимать упреки по их поводу.

Являясь выпускником физического факультета МГУ (в то далекое время находившегося в старом здании на Моховой), автор считает своим долгом отметить тех людей (многие из которых ушли из нашей жизни), которым он обязан формированием своего научного мировоззрения и невольное подражание которым способствовало выработке методики общения с аудиторией и приобретению опыта в оценке не только способностей, но и общечеловеческих качеств своих старших и младших коллег по работе и учебе. Ограничусь самым минимумом, так как невозможно, не выходя из жанра краткого послесловия, перечислить всех, о ком сохранилась добрая память.

Сначала о математиках. Придя в 1949 году на физический факультет, автор попал в группу, которую вел Петр Сергеевич Моденов. Он приучал нас, школьников и пришедших после службы в армии, не только осмысленно формулировать математические понятия, правильно писать и располагать материал на доске, грамотно рисовать графики исследуемых решений, но и давал часто дополнительный материал и заражал нас влюбленностью в предмет, прививал общую математическую культуру. Не случайно, что при последующем (уже на 4Нм курсе) распределении по специальностям группу теоретиков и математиков составили в основном студенты, обучавшиеся на младших курсах у П.С.Моденова.

Юлий Лазаревич Рабинович читал нам лекции по теории функций комплексного переменного для всего курса, а для математиков и теоретиков -- ее дальнейшее развитие, интегральные преобразования, асимптотики и т.п. Более совершенного курса по этому разделу тогда просто не существовало. Автор много лет пользовался записями его лекций -- в них было все четко, последовательно и полно. В то время это был блестящий преподаватель-универсал (утверждали, что он мог без специальной подготовки прочесть спецкурс по любому из разделов высшей математики на мехмате или физическом факультете), но он, как и Моденов, принадлежал к традиционной для физического факультета группе "вечных доцентов" -- людей высочайшей квалификации, целиком и бескорыстно отдающих свое время и свои силы служению факультету и воспитанию студентов, "пренебрегая презренной пользой" (как говорил наш великий поэт).

Андрей Николаевич Тихонов. Он тогда еще не был полным академиком, и книги "Тихонов и Самарский" еще не существовало. Его журчащая манера чтения и благожелательная интонация создавали атмосферу какого-то своеобразного уюта. Он, как никто, умел подавать подчас сложный для слушателей материал так, что он воспринимался сразу без дополнительного его додумывания. Мы особенно оценили его манеру чтения после того, как на несколько лекций его заменил молодой соавтор готовящегося к изданию учебника по методам математической физики.

Теперь о физиках. Прежде всего автор хотел бы вспомнить о Владимире Дмитриевиче Кривченкове, человеке, который, по существу, поставил систему обучения по квантовой механике на физическом факультете МГУ (он тоже относился к категории не оцененных по достоинству "вечных доцентов" факультета). Именно он заставил автора, тогда еще зеленого аспиранта, вести семинарские занятия по квантовой механике, используя материалы еще не созданного им задачника по этой дисциплине. И это была хорошая школа, заставившая автора изучить все имеющиеся в Ленинской библиотеке иностранные руководства по квантовой механике и научившая его обращению со студенческой аудиторией. Его отношение к автору, слегка ироничное (ну как тут не пошутить над таким необычным именем, как "Иридий"), было исключительно доброжелательным. При общении с ним (непосредственно, а затем, после его ухода с факультета, и по телефону) при обсуждении научных вопросов всегда хотелось дотянуться до уровня его понимания данной темы, но войти в его мир удавалось, может быть, далеко не всегда.

Анатолий Александрович Власов был совершенно уникальной личностью и легендой физического факультета. Его владение студенческой аудиторией было абсолютным. Он появлялся перед ней всегда в форме и всегда напряженным, его блистательная манера чтения завораживала, а несокрушимая вера в собственную аргументацию невольно передавалась и слушателям. Автору данных строк посчастливилось прослушать три прочитанных им курса: на 3Нм курсе он читал нам, как тогда считали, свой коронный курс макроскопической электродинамики, на 4Нм курсе нам же он решил читать квантовую механику. Это был не курс квантовой механики в обычном понимании, а курс критики ее основ, в каждом положении которых усматривались неустранимые противоречия. Это вызвало активное возражение профессуры кафедры теоретической физики, и Власов, закончив чтение лекций до конца семестра, от дальнейшего чтения курса был отстранен. Третьим курсом лекций, который читал Власов на физическом факультете уже в новом здании на Ленинских горах, был курс статистической физики. Как и в предыдущем случае, игнорируя утвержденную программу курса, он излагал свой оригинальный подход к проблеме многих тел, а если это попутно касалось статистической физики равновесных систем, то его лекция превращалась в сокрушительную критику метода Гиббса (без его последовательного изложения). Автор данных воспоминаний был тогда уже ассистентом кафедры теоретической физики и ему было поручено вести семинары во всех десяти группах власовского потока. После каждой лекции он в беседах с Власовым выяснял, какой материал, по его мнению, желательно рассматривать на семинарах (предложения, как правило, были редкими и частными). Чтобы как-то смягчить создавшуюся обстановку, заведующий кафедрой Н.Н.Боголюбов предложил давать на семинарах необходимый программный материал, чтобы студенты все же знали, что такое вириальное разложение, распределение Ферми и уравнение Больцмана. Сложившийся двойной стандарт, естественно, долго просуществовать не мог, и при очередном утверждении лекторов декан снял кандидатуру Власова как не пожелавшего отражать в своих лекциях программный материал.

Конечно, Власов по своей натуре был не только исключительно ярким, но и очень сложным человеком, порой ради выхода своих эмоций сознательно создававшим вокруг себя весьма напряженную обстановку. В нем было как бы два человека. "Публика" его возбуждала, он становился очень активным и резким, он не терпел человеческой тупости и часто срывался на резкость, если ему возражали или не понимали. В беседах же t\^ete-\`a-t\^ete он был внимателен к собеседнику, мягок, участлив и добр. По своей природе он был ученым-одиночкой. Он не терпел возражений и тем более соперничества. Поэтому многие его ученики как-то быстро и незаметно уходили от него, не перенимая его безапелляционный стиль работы и не становясь на него похожими.

Характерно отношение к Власову академика Н.Н.Боголюбова, заменившего его в 1953 году на посту заведующего кафедрой теоретической физики. Относясь иронически к публичным нападкам на себя со стороны Власова, он всегда высоко ставил его заслуги, сыграв существенную роль в присуждении в 1970 году за работу 1938 года (разрыв более 30 лет!) Ленинской премии и в публикации его последней, во многом спорной, монографии, не прошедшей обязательного в то время положительного рецензирования ("на то он и Власов, чтобы иметь право на публикацию своих трудов, не считаясь с мнением рецензентов").

Об академике Николае Николаевиче Боголюбове, крупнейшем физике-теоретике и математике второй половины XX века, написано много воспоминаний и обзоров его невероятно обширной творческой деятельности. Его руководство кафедрой теоретической физики физического факультета, начавшееся в 1953 году, на фоне его последующей деятельности в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, в Математическом институте им.В.А.Стеклова и сфере самой Академии наук СССР выглядело, может быть, несколько побочным занятием, но, несмотря на свое относительно скромное формальное положение, именно руководимая им кафедра в течение многих лет была основным поставщиком научных кадров в теоретические отделы не только в ОИЯИ и МИАН, но также и в руководимые уже учениками Боголюбова Институт высоких энергий в Протвино и Институт ядерных исследований РАН.

Став заведующим кафедрой теоретической физики физического факультета МГУ еще в старом здании на Моховой, он организовал свой еженедельный научный семинар (параллельно существовавшему в теоретическом отделе МИАН), на который регулярно собирались теоретики не только из МГУ, и превратил его, по существу, в школу современной теоретической физики, основным направлением которой в то время были квантовая теория поля, теория элементарных частиц и квантовая статистика. Высокий научный авторитет боголюбовского семинара привлекал многих теоретиков, уже известных и только начинающих. На нем выступали со своими докладами не только отечественные ведущие ученые, но и известные зарубежные специалисты, такие как Ф.Дайсон, Р.Кубо и др. Если на семинаре, на котором докладывались результаты исследований проблемных вопросов теории, еще не опубликованные в печати, возникало непонимание со стороны аудитории, то Боголюбов, быстро вникавший в существо вопроса, тут же давал исчерпывающие разъяснения присутствующим, а иногда и предсказывал окончательный результат докладываемой работы, чем приводил в смущение ее автора. Если же то, что писалось на доске, не составляло особого интереса, он снимал очки и, вполуха слушая выступающего и думая о чем-то своем, рисовал на листе бумаги замысловатые фигурки, предоставляя заседанию спокойное течение (отрицательные оценки и разгромные выводы не практиковались, любая, даже слабая работа "представляла интерес").

Иной характер имели заседания, на которых выступал сам Боголюбов. Получая иностранную научную периодику (которая поступала в его адрес раньше, чем появлялась на полках научных библиотек) и многочисленные препринты еще не опубликованных работ, он сразу же разбирался во всех свежих публикациях и с каким-то радостным удовольствием спешил рассказать о заинтересовавших его проблемах своим сотрудникам, часто значительно развивая и комментируя излагаемый материал (характер этих "информационных" семинаров существенно отличался от принятого в иных теоретических группах, где сотрудники руководителя семинара заранее тщательно согласовывали с ним заготавливаемый ими материал к очередному заседанию).

В случаях, когда Боголюбов рассказывал о результатах своих собственных исследований (это занимало подчас несколько заседаний), этот материал оказывался практически полностью продуманным и разработанным до уровня, необходимого для публикации (вне зависимости от того, привлекал он затем к этой работе своих сотрудников в качестве соавторов, или нет).

Сам стиль семинаров и лекций Боголюбова имел по отношению к его ученикам и последователям огромное воспитательное значение. Вследствие абсолютного авторитета и огромного его воздействия на собеседников как личности возникало невольное ему подражание не только в отношении характера и манеры его суждений и оценок, но и речи, пластики и т.д., вплоть до предпочтения сорта сигарет. Являясь тонким психологом, он быстро разбирался в людях, определяя не только их способности, но и устанавливая по отношению к ним степень своего доверия.

Для отношений Боголюбова со своими сотрудниками и учениками была характерна доверительная простота и никакого "генеральского" величия. С ним свободно можно было обсуждать не только научные, но и личные проблемы. Он не признавал по отношению к ним какого-либо принуждения или какой-либо формы крепостного права, снисходительно относился к их слабостям и промахам, а подчас иронизировал по поводу случавшегося наушничанья и жалоб их друг на друга. Обидно, что после его кончины многие из них вместо того, чтобы поддержать его дело на физическом факультете, перестали сотрудничать с его кафедрой, которой он, уже отставленный по возрасту от всех других начальственных должностей, заведовал до последних дней своей жизни.

С исключительной ответственностью относился Н.Н.Боголюбов к качеству своей научной работы и требовал от своих учеников такого же к ней подхода. Бывая у него дома, мы видели, с какой тщательностью он (часто работая на двойных листах типа А2) проводил свои выкладки, внимательно проверяя каждый знак и каждый мелкий индекс, понимая, что малейшая небрежность может свести на нет результаты многочасового труда. Он учил нас в каждом исследовании усматривать и подчеркивать стержневые моменты, четко формулировать исходные положения и постановку задачи, заранее не соблазняться кажущимся успехом и не огорчаться при получении отрицательного результата. Он никогда не употреблял выражений "легко показать, что..." или "хорошо известно, что...", делая свои работы (или доклады) в смысловом понимании полными. При непосредственном общении с ним как бы вскользь сделанное им замечание или поясняющий набросок на бумаге сразу (или после додумывания дома) проясняли ситуацию, стимулируя застопорившееся исследование к дальнейшему развитию.

Его отдельные замечания и высказывания по разным проблемам складывались в общее понимание всех основных проблем современной теоретической физики. Обладая огромной эрудицией во всех ее разделах, Н.Н.Боголюбов усматривал неожиданные для коллег аналогии, казалось бы, в совершенно различных физических явлениях и математических приемах, что давало ему возможность сразу формулировать рациональную постановку проблемы и реально предугадывать результаты ее рассмотрения.

В созданном усилиями профессора Л.В.Левшина музее физического факультета МГУ академику Н.Н.Боголюбову, как одному из выдающихся деятелей факультета, и его школе отведен специальный стенд; в городе Саров, где до 1953 года работал Боголюбов в комплексе "Арзамас-16", установлена бронзовая доска с его барельефом, в Нижнем Новгороде, родине Н.Н.Боголюбова, ему как дважды Герою Социалистического Труда прижизненно был установлен бронзовый бюст, в городе Дубна Московской области, где Н.Н.Боголюбов с 1956 года был директором Лаборатории теоретической физики, а затем и директором всего Объединенного института ядерных исследований и где раскрылся его талант руководителя огромного и сложного коллектива, в ознаменование его заслуг Лаборатории теоретической физики присвоено имя академика Н.Н.Боголюбова. Международное признание исключительных научных заслуг Н.Н.Боголюбова отмечено многочисленными престижными наградами и почетными званиями.

Упомянув и выразив благодарность своим основным учителям (к сожалению, не всем), автор считает своим долгом в послесловии хотя бы кратко представить тех людей, которые помогали ему в создании данного учебного пособия, и выразить им за это свою искреннюю признательность.

Где-то в 1964 году доцент физического факультета Н.П.Попцов (который имел двойное высшее образование, вел занятия по физике и параллельно читал лекции по философии, а в новом здании факультета стал заведовать лабораторией офсетной печати и который, по-видимому, помнил автора в бытность его студентом), встретив автора в коридоре, предложил ему, как успешно читающему лекции по статистической физике, издать ротапринтным способом их конспект, чтобы студенты могли использовать его в качестве учебного пособия в библиотеке факультета, что и было осуществлено в 1965--1966 годах в виде двух выпусков.

Последующие выпуски и переиздание первых были реализованы по предложению зам. зав. Отделения ядерной физики физического факультета Г.И.Горяги и были выполнены весьма тщательно (улучшилась техника печати) и в короткие сроки. По отношению к этим людям (уже ушедшим из нашей жизни) автор до сих пор испытывает чувство признательности за доверие, не спровоцированное какими-либо предварительными личными отношениями или рекомендациями.

Значительное содействие делу создания всего курса по термодинамике и статистической физике оказала научная библиотека физического факультета МГУ в лице А.П.Крыловой и М.А.Знаменской. Автор выражает им особую благодарность за постоянную готовность оказать ему информационную помощь, доброту и ценное содействие в непростых ситуациях повседневной факультетской жизни.

Новый этап в деле публикации учебных пособий автора наступил тогда, когда заведующий редакции физической литературы Издательства МГУ С.И.Зеленский (бывший ранее студентом физического факультета и слушавший лекции автора) предложил ему создать полноценное учебное пособие в виде книги и опубликовать ее в Издательстве МГУ. Автор искренне благодарен ему не только за то, что он ввел его в курс издательского дела, но, главным образом, что он, фактически силой, определив жесткие сроки, заставил автора в течение менее полугода интенсивно поработать и завершить написание пособия по кинетической части курса статистической физики. В результате в 1987 году появилась книга объемом 560 страниц в синем коленкоровом переплете, посвященная теории неравновесных статистических систем (т.е. вторая часть общего курса статистической физики).

Первая часть курса (равновесная теория) вышла в том же издании в 1991 году и имела объем ровно 800 страниц (уже в красном переплете). Огромный труд по редактированию этой книги (набранной тогда еще ручным способом) взяла на себя Р.А.Бунатян, великолепно осуществив эту трудоемкую работу и преподав ценные уроки автору по оформлению печатного материала, окончательной коррекции клише рисунков и пр. Автор особо благодарен Р.А.Бунатян за дружеское к нему расположение и реальную помощь в окончательной доработке этой части курса.

С изданием этих двух книг были связаны и чисто формальные трудности, так как объем каждой из них значительно превышал запланированный издательством. Обычно в подобных случаях авторам приходилось укорачивать абзацы, вычеркивать строчки и т.п., но здесь пришлось бы вынимать целые главы, издание такого урезанного варианта потеряло бы смысл и его пришлось бы отложить, как говорится, до лучших времен. Сложившуюся ситуацию разрешил академик Анатолий Алексеевич Логунов, бывший в это время ректором МГУ, которому было подчинено и Издательство МГУ: на ходатайстве об увеличении объема издания (учебные пособия в этом издательстве были безгонорарными, и это увеличение никаких "доходов" автору не сулило) он наложил резолюцию, обязывающую издать учебное пособие Квасникова в представленном им в издательство виде. Автор глубоко ценит проявленное к нему доверие и всегда с особой благодарностью вспоминает об оказанной ему со стороны Анатолия Алексеевича существенной и своевременной помощи, в результате которой издание этих книг состоялось (в 1992 году автор был удостоен Ломоносовской премии МГУ "За создание уникального курса лекций и учебного пособия по статистической физике и термодинамике").

Наконец, автор считает своим долгом с особой благодарностью отметить роль издательства УРСС в реализации настоящего издания полного курса "Термодинамика и статистическая физика". Руководитель издательства Доминго Марин Рикой как выпускник физического факультета, знакомый с автором еще по своим студенческим годам, являлся инициатором переиздания упомянутых выше книг 1987 и 1991 годов в значительно улучшенном и дополненном их варианте и в виде трех томов, более удобных в их использовании. Являясь тонким психологом, Доминго Марин Рикой, преодолевая пассивность автора, сумел убедить его в целесообразности издания читаемого им много лет на физическом факультете МГУ курса лекций по квантовой статистике в виде пособия, завершающего в известном смысле весь цикл учебного курса по статистической физике. Располагая современными техническими средствами и грамотными сотрудниками, издательство УРСС, пойдя навстречу автору и принимая у него рукописный материал, выполнило все издательские работы на высоком профессиональном уровне, учтя все замечания и исправления, сделанные автором в корректуре. Автор приносит искреннюю благодарность за доброжелательное и терпеливое к нему отношение, проявленное коллективом издательства и лично его руководителем Доминго Марин Рикой.

Автор выражает глубокую благодарность академику РАН В.А.Рубакову, а также чл.-корр. РАН В.Б.Брагинскому и проф.Ф.Я.Халили за положительное отношение к представленному им материалу и за ценные замечания и советы, которые автор постарается учесть в своей дальнейшей работе.


 Об авторе

Иридий Александрович Квасников

Иридий Александрович Квасников

Авторитетный специалист в области статистической физики, опытный методист и преподаватель, пользующийся заслуженной любовью студентов многих поколений физического факультета МГУ.

С 1962 года является ведущим лектором и преподавателем по курсу "Термодинамика и статистическая физика" для студентов 4-го года обучения на физическом факультете МГУ им.М.В.Ломоносова и по курсу квантовой статистики для студентов-теоретиков 5-го года обучения.

В 1992 году автор был удостоен Ломоносовской премии "За создание уникального курса и учебного пособия по статистической физике и термодинамике", которое стало первым учебным пособием, удостоенным этой премии; а также был удостоен звания "Заслуженный преподаватель МГУ".


 Общая схема пособия

Для ориентировки в общем плане всего учебного пособия "Термодинамика и статистическая физика" и понимания встречающихся ссылок на материал предыдущих томов, приводим общую схему пособия (только названия глав, без конкретизации параграфов).

И.А.Квасников. Термодинамика и статистическая физика

Том 1. Теория равновесных систем. Термодинамика.
Глава 1. Аксиоматика макроскопической термодинамики и некоторые общие вопросы теории
Том 2. Теория равновесных систем. Статистическая физика.
Глава 1. Основные положения статистической механики равновесных систем. Распределения Гиббса
Глава 2. Идеальные системы в статистической механике
Глава 3. Статистическая механика неидеальных равновесных систем (некоторые вопросы теории)
Том. 3. Теория неравновесных систем.
Глава 1. Теория флуктуаций
Глава 2. Брауновское движение
Глава 3. Некоторые вопросы теории случайных процессов
Глава 4. Термодинамическая теория необратимых процессов
Глава 5. Кинетические уравнения в статистической механике

(Все главы томов 1, 2 и 3 включают разделы задач и дополнительных вопросов.)

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце