Сейчас можно с полной определенностью сказать, что данная книга, изданная 37 лет назад, выдержала испытание временем. Изложенный в ней материал, основанный на методах задания систем отсчета, не потерял своей актуальности. По-прежнему можно утверждать, что созданная А. Эйнштейном более ста лет тому назад общая теория относительности достаточно полно соответствует своему названию, лишь если ее дополнить методами задания систем отсчета. Среди этих методов наиболее соответствует этому назначению именно монадный метод, который формулируется как в общековариантном виде, так и в двух калибровках: хронометрической и кинеметрической. Этот метод позволяет придать геометрическим уравнениям и понятиям физический смысл, дает возможность выделять из геометрических величин экспериментально наблюдаемые выражения. За прошедшее время после первого издания книги [1] ее материал развивался и широко использовался в других книгах и публикациях автора. В частности, можно назвать обширную монографию «Геометрофизика» [2], в которой было дано более подробное изложение ряда положений общей теории относительности, таких как классификация Петрова пространств Эйнштейна, сопоставления описаний гравитации и электромагнетизма в рамках 4-мерия и ряда других вопросов. Кроме того, более подробно исследованы обобщения монадного метода задания систем отсчета на случаи систем отсчета и ориентации. В первом издании указывалось, что данная книга написана на основе лекций, читаемых автором в течение многих лет на физическом факультете МГУ имени М. В. Ломоносова для студентов четвертого курса. Однако следует отметить, что как эта книга, так и «Геометрофизика», представляют собой научные монографии, не претендующие на роль учебников. На основе содержания этих книг автором было подготовлено и издано в издательстве URSS учебное пособие «Классическая теория гравитации» [3], выдержавшая два издания. Особо следует напомнить, что истоки монадного метода были заложены в 20-30-х годах прошлого века в работах Т. Калуцы, А. Эйнштейна, П. Бергмана и других авторов, столкнувшихся с проблемой выделения из 5-мерной геометрии физически значимых 4-мерных понятий и уравнений (использования метода 1+4-расщепления). В те годы еще не было создано строгого метода решения данной проблемы, что было сделано лишь в рамках монадного метода (1+3-расщепления) задания системы отсчета в 4-мерной общей теории относительности. В первом издании книги «Системы отсчета в теории гравитации» этот метод был применен для корректной формулировки 5-мерной теории гравитации и электромагнетизма Т. Калуцы. В ряде других книг и статей автора групповые методы диадного и затем /7-адного метода, впервые развитые в первом издании данной книги, были применены для построения 6- и 7-мерных геометрических моделей грави-электрослабых взаимодействий, а также 8-мерной геометрической модели грави-сильных взаимодействий. Это осуществлено в книгах автора «Размерность физического пространства-времени и объединение взаимодействий» [4] и в «Геометрофизике». Таким образом, в этих книгах было явно продемонстрировано, что общая теория относительности вместе с многомерными моделями физических взаимодействий составляет геометрическую парадигму, представляющую собой особый (геометрический) взгляд на все физическое мироздание. Этот взгляд существенно отличается от понимания мира в рамках доминирующего ныне теоретико-полевого подхода. В первом издании данной книги подробно обсуждался ряд проблем современной теории гравитации, в частности, проблема законов сохранения в общей теории относительности (глава 8), проблема совмещения принципов ОТО и квантовой теории (глава 10), проблема теоретического обоснования ключевых свойств классического пространства-времени (глава 12) и ряд других. Следует отметить, что за истекший период с момента первого издания данной книги так и не было достигнуто окончательного решения этих проблем ни в рамках ныне доминирующей теоретико-полевой, ни в рамках геометрической парадигмы. Размышления автора над этими проблемами заставили обратиться к ныне почти забытой реляционной парадигме, идеи которой были выдвинуты в трудах Г. Лейбница и Э. Маха. Как показано в дальнейших публикациях автора [5], в рамках реляционной парадигмы удается достичь ощутимого прогресса, однако лишь при учете результатов, полученных в двух других парадигмах. И в этом смысле содержание книги «Системы отсчета в теории гравитации» сыграло для автора важную роль. Следует отметить, что подготовка первого издания данной книги осуществлялась в период довольно бурных дискуссий о сущности ОТО и о ее роли в цельной картине физического мироздания. Автору тогда пришлось активно участвовать в этом процессе в должности заместителя председателя секции гравитации научно-технического совета Минвуза СССР, координирующей гравитационные исследования в масштабе всей страны. Читателю второго издания данной книги, возможно, будет интересно знать, какие дискуссии тогда происходили в мире и в отечественном гравитационном сообществе относительно вопросов, затронутых в данной книге. Историю этих дискуссий как до, так и после написания данной книги автор изложил в серии из пяти книг под общим названием «Между физикой и метафизикой». Вторая книга из этой серии имела подназвание «По пути Клиффорда—Эйнштейна» [6], а третья — «Геометрическая парадигма: испытание временем» [7]. В третьей книге, в частности, была описана дискуссия, инициированная в 80-х годах прошлого века ректором МГУ академиком А. А. Логуновым, который пытался убедить научную общественность заменить ОТО на развитую им релятивистскую теорию гравитации (см. [8]). Одним из его доводов против ОТО явилось наличие в ней свойства общей ковариантности, затрудняющее выделение экспериментально наблюдаемых величин. Однако Логунов, воспитанный в рамках теоретикополевого подхода, тогда не знал об уже созданной теории задания систем отсчета, изложенной в первом издании книги «Системы отсчета и теория гравитация». Аналогичные недоразумения возникали и у других авторов, не владевших методами задания систем отсчета, как до, так и после 80-х годов. К сожалению, подобные казусы встречаются до сих пор, что свидетельствует о сохраняющейся актуальности данной книги. Наконец, следует отметить, что дискуссии по проблемам ОТО, в част-ности, затронутым в данной книге, продолжаются и в XXI веке. Состояние дел в этой области фундаментальной теоретической физики и происходящие дискуссии уже в новом веке описаны в последней книге автора «От геометрофизики к метафизике» [9].
Предлагаемая читателю книга призвана заполнить пробел в книжной литературе — осветить вопросы задания и применения систем отсчета в общей теории относительности. По этой теме в последнее десятилетие было выполнено значительное число работ, придавших общей теории относительности заключенный в ее названии смысл физической теории описания явлений относительно произвольных систем отсчета. В настоящее время обширный материал, накопленный по данному вопросу, разбросан в виде статей в научных журналах, сборниках, трудах совещаний и конференций. В этой книге произведена попытка систематического изложения накопившегося материала. Следует подчеркнуть, что понятие системы отсчета пронизывает все содержание современной теории гравитации (общей теории относительности). Именно поэтому автор построил изложение не для узкого круга специалистов, а рассмотрел роль систем отсчета во всей современной теории гравитации. Более того, изложение сделано в виде, доступном для начинающего изучать этот раздел науки. Отметим, что в уже изданной литературе по общей теории относительности есть прекрасные книги, предназначенные для изучения теории гравитации (см., например, [1 —12]). Однако, во-первых, многие из этих книг сейчас уже стали библиографической редкостью, во-вторых, они нуждаются в существенном дополнении материалом по системам отсчета и другими результатами, полученными в последние 20 лет (новые точные решения, современный взгляд на основные проблемы и др.). Книга основана на курсе лекций по общей теории относительности, читаемых автором в течение многих лет на физическом факультете Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова. В книгу вошли результаты работ самого автора и его учеников и результаты работ, выполненных другими учеными в нашей стране и за рубежом. Заметим, что в последние полтора десятилетия именно в нашей стране уделялось особое внимание вопросам задания и применения систем отсчета в общей теории относительности. Среди основных групп, занимающихся этой темой в СССР, следует назвать группы А. Л. Зельманова (Москва), О. С. Иваницкой (Минск), А. Е. Левашева (Минск), Н. В. Мицкевича (Москва), В. И. Родичева (Москва) и ряд других. Автор пользуется случаем выразить всем им свою искреннюю признательность за большую роль, которую они фактически сыграли при его работе над темой и при написании книги. Автор также глубоко благодарен своим ученикам: В. И. Антонову, Б. Г. Алиеву, Л. Ф. Владимировой, В. Н. Ефремову, А. И. Легкому, С. В. Румянцеву, С. В. Родичеву и другим, оказавшим ему помощь и содействие в этой работе.
![]() Физик-теоретик, доктор физико-математических наук (1976), профессор кафедры теоретической физики физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, профессор Института гравитации и космологии Российского университета дружбы народов, вице-президент Российского гравитационного общества, главный редактор журнала «Метафизика». Окончил физический факультет МГУ в 1961 г. Область научных интересов: классическая и квантовая теория гравитации, проблема объединения физических взаимодействий, многомерные модели физических взаимодействий, теория прямого межчастичного взаимодействия, теория систем отношений, метафизические и философские проблемы теоретической физики. Ю. С. Владимиров — автор ряда монографий, среди которых: «Системы отсчета в теории гравитации» (URSS), «Пространство-время: явные и скрытые размерности» (URSS), «Метафизика» (URSS), «Геометрофизика», «Основания физики», «Классическая теория гравитации» (URSS) и др.
|