Мусин Ю.Р.

Уравнения Максвелла — вершина классической физики:
История рождения. Математическая запись. СТО. Калибровочные поля. Квантовая электродинамика. Уравнения Максвелла с магнитным зарядом

---

Оглавление				3
Предисловие				5
Обозначения				7
Глава 1. Историческое введение				8
1. Электромагнитная предыстория				10
2. Рождение великих уравнений				14
3. Экспериментальные корни				20
Глава 2. Математическая запись уравнений				25
1. Векторная формулировка				27
2. Тензорная формулировка				34
3. Запись на языке форм				41
Глава 3. Уравнения Максвелла и СТО				47
1. Очерк кинематики СТО				50
2. Инварианты электромагнитного поля				69
3. Группа Лоренца				74
Глава 4. Электромагнитное поле как калибровочное поле				81
1. Потенциалы и калибровки				83
2. Очерк аналитической механики				89
3. Калибровочные поля				93
Глава 5. Уравнения Максвелла и квантовая теория				100
1. Проблемы излучения				100
2. Квантовая электродинамика				117
Глава 6. Уравнения Максвелла с магнитным зарядом				128
Физико-математический толковый словарик				136
Именной указатель				140
Предметный указатель				143
Список литературы				145

---

Попытка объяснить физику без уравнений подобна попыткам описать живопись без иллюстраций. В научно-популярной литературе часто используется старинное утверждение, что каждая формула в тексте уменьшает число читателей наполовину. Автор придерживается противоположного мнения: понять что-либо по-настоящему в теоретической физике невозможно без рассмотрения основных уравнений теории. Всякие «объяснения на пальцах» только создают ложное представление о понимании и практически бесполезны при отсутствии фундаментальных знаний. Основные уравнения любой теории представляют собой «скелет», на котором крепится не только «мясо» эмпирических фактов, но и все рабочие «органы», которые позволяют говорить о жизнеспособности теории и ее способности к развитию и приложению к действительности. Конечно, изучение только основных уравнений не может заменить полноценного изучения всей совокупности утверждений, составляющих ядро и ее «дух».

К числу Великих теорий физики относятся не только «Механика Ньютона», «Специальная и общая теория относительности», «Статистическая физика», «Термодинамика», «Квантовая теория», но и другие столь же обширные по своему приложению и значению разделы этой фундаментальной науки. Не менее важны и более частные физические теории, описывающие отдельные взаимодействия или состояния вещества. Темой данной книги выбраны основные уравнения электромагнитного взаимодействия — «Уравнения Максвелла». Они занимают исключительное место в физической картине мира. Их становление и развитие определяло прогресс физики на протяжении двух веков. Классическая электродинамика объясняет 99 % явлений окружающей нас действительности, а ее наследница — квантовая электродинамика (КЭД) — является наиболее проверенной и точной теорией во всем естествознании.

Несмотря на небольшой объем, книга содержит в сжатом виде много физической информации, что предполагает определенные усилия со стороны читателей для ее усвоения. В качестве таковых видятся не только продвинутые школьники физико-математической ориентации, но и студенты педагогических вузов, школьные учителя и вузовские преподаватели, уважающие свою профессию и себя в ней. Для облегчения чтения книги школьниками в нее включены очерки по тем разделам физики и математики, знание которых представляется необходимым для более глубокого проникновения в красоту Великих уравнений. Для удобства читателей книга снабжена кратким физико-математическим словариком, именным и предметным указателями.

---