Предисловие к русскому изданию

В книге С. Хокинга и Дж. Эллиса общая теория относительности изложена как математическая теория геометрии пространства-времени. Задача авторов — описать на современном математическом языке свойства решений уравнений Эйнштейна. Язык, которым пользуются авторы, пока мало привычен для физиков и может показаться многим слишком абстрактным. Но развитие науки всегда приводит к изменению ее языка. Это происходит тогда, когда новые задачи оказываются слишком запутанными, если их пытаться исследовать, применяя лишь старый привычный аппарат.

Когда в книгах по электродинамике в 30-х гг. появились формулы векторного анализа, то говорили о потере наглядности и физического смысла формул. Столь же непривычен и труден был аппарат квантовой механики. Ясно, что для решения старых задач, таких как движение перигелия Меркурия, старые методы проще и нагляднее. Новый язык понадобился тогда, когда физики от поисков конкретных решений уравнений Эйнштейна перешли к качественному исследованию этих уравнений.

Особенно «тяжелой» оказались проблемы сингулярностей, или «особенностей». Всякое ли решение уравнения Эйнштейна имеет истинную (не устранимую координатным преобразованием) особенность или нет? После многих работ, среди которых надо отметить фундаментальные работы Лифшица, Халатникова, Белинского, исследовавших поведение решений вблизи особенности (старыми методами), необходимость новой точки зрения на всю проблему стала очевидной.

Новую точку зрения — по существу новое направление — открыли работы Пенроуза, а вслед за ними работы Хокинга. Именно это направление — от основ до трудных обобщающих теорем — изложены в предлагаемой книге последовательно и очень четко. Читатель, преодолевший трудности освоения языка современной дифференциальной геометрии, будет вознагражден той красотой, которая откроется в последующих главах, когда речь пойдет уже о конкретных типах пространства-времени, представленных в виде карт и атласов, и увидит, как далеко можно уйти от классических моделей.

Книга построена так, что в ней изложен весь необходимый математический материал. Однако некоторая общая подготовка

читателя, в рамках элементарных курсов топологии, все же необходима. Изучение книги убедит читателя в том, что новые математические средства, вводимые авторами в общую теорию относительности, необычайно сильны и необходимы для дальнейшего развития теории.

В переводе книги мы старались следовать установившейся русской математической терминологии, но иногда приходилось изобретать и новые термины; для объяснения их полезно пользоваться словариком-указателем в конце книги.

Я. Смородинский