ПРЕДИСЛОВИЕ

Джон Тейлор

Кембриджский университет

Поль Дирак был одним из самых выдающихся физиков нашего столетия. Квантовая механика возникла на рубеже веков, но именно Дирак в 1925-1926 годах разработал для нее совершенный математический аппарат и тем самым придал этой теории не менее законченный вид, чем у ньютоновской механики.

Дирак был первым, кто еще в 1925 г. взялся за объединение квантовой теории со специальной теорией относительности Эйнштейна (1905г.). Плоды объединения этих замечательных теорий и по сей день остаются в центре внимания физиков-теоретиков. Дирак внес наибольший вклад в развитие основополагающих идей теории, в том числе в 1930 г.

им было предсказано существование антивещества.

Дирак умер в 1984 г. Колледж Сент Джон в Кембридже оказывает щедрую материальную поддержку ежегодным чтениям, проводимым в Кембриджском университете в память Дирака. В данной книге публикуются две первые лекции этих чтений. Их можно рассматривать как две вариации на предложенную Дираком тему объединения квантовой теории с теорией относительности.

После второй мировой войны наибольший вклад в развитие релятивистской квантовой теории внес Ричард Фейнман. Ему принадлежит создание универсальных и эффективных теоретических методов, используемых в физике элементарных частиц и квантовой теории поля. Работы Фейнмана являются идейным продолжением работ Дирака. Его неповторимый научный стиль оказал огромное влияние на развитие физики. Публикуемая здесь лекция Фейнмана позволяет получить некоторое представление об особенностях этого стиля. В ней объясняются основные физические идеи, лежащие в основе гипотезы Дирака о существовании антивещества.

До настоящего времени наивысшим достижением релятивистской квантовой теории

остается объединение электромагнетизма (электричество и магнетизм были объединены общей теорией еще самим Максвеллом столетие назад) с теорией слабого взаимодействия, которое играет важную роль при радиоактивном распаде. Стивен Вайнберг — один из основных авторов работы, посвященной объединению этих теорий. В ней выдвигалась гипотеза о существовании и свойствах нового типа частиц с массой порядка массы атомов тяжелых элементов. Впоследствии, в 1983 г. в лаборатории европейского центра ЦЕРН в Женеве эта гипотеза нашла блестящее подтверждение в эксперименте, в котором такие частицы были обнаружены в точном соответствии с предсказаниями теории. Это событие явилось своего рода отголоском событий полувековой давности, когда гипотеза Дирака о существовании позитрона нашла свое экспериментальное подтверждение. Разница в том, что для рождения позитрона требовались примерно в 100 000 раз меньшие энергии.

В своей лекции Вайнберг показывает, что квантовая теория совместно с теорией относительности ставит законы Природы в весьма жесткие рамки. В ней он также обсуждает проблему будущего объединения квантовой

теории с общей теорией относительности Эйнштейна (1915 г).

Нам посчастливилось, что эти два замечательных физика согласились приехать на дираковские чтения в Кембридж и выступить здесь с лекциями. Они собрали аудиторию из нескольких сотен студентов и аспирантов, среди которых были не только физики. И Фейнман, и Вайнберг стремились сделать сущность физических вопросов понятной для неспециалистов, и мы надеемся, что эта книга будет интересна широкому кругу читателей.

Дирак однажды сказал, что «физические законы должны иметь изящную математическую

формулировку». Дирак, Фейнман и Вайнберг — авторы красивых теорий, нашедших потрясающие экспериментальные подтверждения. Впрочем, тема экспериментальных исследований выходит далеко за рамки этих Лекций и заслуживает отдельного рассмотрения.