O stat'e G. Gamova, D. Ivanenko i L. Landau
"Mirovye postoyannye i predel'nyi perehod"
L.B.Okun'
ITEF, Moskva
opublikovano v zhurnale "Yadernaya Fizika", t.65, ss.1403-1405,
2002
V etom kratkom predislovii ob'yasnyaetsya, pochemu redkollegiya YaF reshila vosproizvesti na stranicah zhurnala tekst trudnodostupnoi sovremennomu chitatelyu stat'i treh avtorov, opublikovannoi v 1928 g.; kratko rasskazyvaetsya istoriya ee napisaniya, proslezhivaetsya sud'ba obsuzhdaemyh v nei voprosov s 1881 g. do 2001 g. i vliyanie etoi stat'i na sovremennuyu fundamental'nuyu fiziku. |
20 oktyabrya 1927 g. v "Zhurnal russkogo fiziko-himicheskogo obshestva pri Leningradskom universitete: chast' fizika" postupila stat'ya [1] Georgiya Antonovicha Gamova (1904 - 1968), Dmitriya Dmitrievicha Ivanenko (1904 - 1994) i L'va Davidovicha Landau (1908 - 1968) "Mirovye postoyannye i predel'nyi perehod". (V oglavlenii zhurnala dano i nazvanie stat'i po-nemecki: "Uber die Weltkonstanten und den Grenzubergang".) Stat'ya byla napisana v kachestve shutlivogo podarka studentke, za kotoroi vse troe molodyh druzei uhazhivali. (Nezadolgo do konchiny D.D. Ivanenko ya po telefonu rassprashival ego ob istorii napisaniya stat'i, no familiyu studentki on vspomnit' ne smog ili ne zahotel). Vposledstvii puti avtorov razoshlis', no ni odin iz nih ni razu ne soslalsya na stat'yu [1] v svoih posleduyushih stat'yah. Ona ne byla vklyuchena v dvuhtomnik trudov L.D. Landau [2].
Edinstvennyi sled v tvorchestve Gamova mirovye konstanty
ostavili v kachestve inicialov mistera Tompkinsa - geroya ryada
nauchno-populyarnyh knig, opublikovannyh Gamovym.
No v stat'e, k kotoroi sami avtory otneslis' kak k pustyaku, soderzhalis' ves'ma ser'eznye idei, imevshie glubokie istoricheskie korni, idei, okazavshie ser'eznoe vliyanie na dal'neishee razvitie fundamental'noi fiziki i prodolzhayushie vyzyvat' spory sredi professional'nyh fizikov-teoretikov i v nashi dni.
Pervym, kto ukazal na vazhnost' mirovyh konstant, byl izvestnyi
irlandskii fizik Dzhordzh Dzhonston Stoni (1826 - 1911),
mnogoletnii sekretar' Irlandskogo korolevskogo obshestva. On
pridumal i vvel v fiziku termin "elektron" i izmeril velichinu
elementarnogo elektricheskogo zaryada . Ispol'zuya etu velichinu, a
takzhe izvestnye znacheniya skorosti sveta
i gravitacionnoi
konstanty
, Stoni predlozhil [3] estestvennye (t.e.
davaemye samoi prirodoi) edinicy dliny, vremeni i massy:

Vyrazhenie dlya


Vyrazheniya dlya






Kogda v 1899 g. Maks Plank otkryl konstantu , nazvannuyu
vposledstvii ego imenem, on vvel [5] chetyre mirovye
estestvennyh edinicy (dliny, vremeni, massy i temperatury),
kotorye v sovremennyh oboznacheniyah imeyut vid:

gde


gde K - gradus Kel'vina.
Plank, po-vidimomu, ne znal o edinicah Stoni, kotorye, kak legko
proverit', otlichayutsya ot plankovskih mnozhitelem , gde
. Goryachim storonnikam edinic
Planka byl A. Edington [6]. V protivoves emu P. Bridzhmen
[7] schital, chto k real'noi fizike eti edinicy otnosheniya ne
imeyut. Dal'neishee razvitie fiziki pokazalo, chto pravda byla na
storone Edingtona.
V stat'e [1] avtory vozvrashayutsya ot plankovskih edinic k
universal'nym mirovym konstantam i obsuzhdayut
logicheskuyu strukturu budushei edinoi teorii v terminah etih
konstant. Idei Gamova, Ivanenko i Landau byli podhvacheny i razvity
v ryade statei ih druga Matveya Petrovicha Bronshteina (1906 - 1938),
rasstrelyannogo vo vremya stalinskih repressii. Bronshtein predstavil
v graficheskom vide na ploskosti klassifikaciyu fizicheskih teorii
[8] - [10]. Ego graficheskaya shema predstavlyala kak by
razvertku kuba. Vpervye prostranstvennoe izobrazhenie kuba bylo
opublikovano A. Zel'manovym [11,12] i obsuzhdalos' G.
Gorelikom [13] i avtorom [14].
Esli na treh ortogonal'nyh osyah otlozhit' (vernee,
),
i
, to vershina (
) otvechaet nerelyativistskoi
mehanike, (
) - special'noi teorii otnositel'nosti, (
) - nerelyativistskoi kvantovoi mehanike, (
) -
kvantovoi teorii polya, (
) - obshei teorii otnositel'nosti.
Naibol'shii interes predstavlyaet vershina
, kotoraya
otvechaet relyativistskoi kvantovoi gravitacii. Imenno zdes'
sosredotocheny v techenie poslednih desyatiletii usiliya teh
mnogochislennyh fizikov-teoretikov, kotorye pytayutsya postroit' tak
nazyvaemuyu "Teoriyu Vsego" (TOE - Theory of Everything). Oni
nadeyutsya, chto v ramkah etoi teorii im udastsya postroit'
posledovatel'nyi podhod k superstrunam i vychislit' mnogochislennye
fundamental'nye parametry Standartnoi Modeli (takie kak kalibrovochnye
konstanty svyazi tipa
, otnosheniya mass leptonov i kvarkov i
t.d., sm., naprimer, [16], [15]).
Nedavno k idee kuba teorii nezavisimo prishel izvestnyi nemeckii
fizik-teoretik Yurg Martin Frelih. Svoi mysli on izlozhil v
lekcii pri vruchenii emu medali Maksa Planka [17]. V otlichie
ot opisannyh vyshe rabot, Frelih pristraivaet k kubu teorii eshe
chetvertoe izmerenie (dlya konstanty Bol'cmana ) i nazyvaet
poluchennuyu konstrukciyu "Giperkub Planka". Po moemu mneniyu,
status
v sovremennoi fizike korennym obrazom otlichaetsya ot
statusa
ili massy Planka. Soglasno statisticheskoi
fizike, temperatura predstavlyaet soboi srednyuyu energiyu ansamblya
chastic. Poetomu
- eto pereschetnyi mnozhitel' iz elektron-vol't
ili dzhoulei v gradusy Kel'vina. Konechno,
takzhe
igrayut rol' pereschetnyh mnozhitelei. No dlya nih eta rol'
vtorostepennaya. Osnovnaya rol'
- predel'naya skorost' signalov
v vakuume. Kogda skorost' chasticy blizka k
, nachinaet rabotat'
teoriya otnositel'nosti. Rol' kvanta deistviya ili uglovogo momenta
v tom, chto, kogda eti velichiny blizki k
, vstupaet
v igru kvantovaya mehanika. Pri energii poryadka
sushestvennuyu rol' dolzhny igrat' kvantovo-relyativistskie effekty v
gravitacii. Chto zhe kasaetsya
, to net takoi fizicheskoi velichiny
s razmernost'yu
, dlya kotoroi
yavlyaetsya kriticheskim
znacheniem. Plank vklyuchil
v chislo chetyreh fundamental'nyh
konstant, poskol'ku ono vhodit na ravnyh osnovaniyah s
v
otnoshenie
i poskol'ku sto let tomu nazad ni kvantovoi
mehaniki, ni teorii otnositel'nosti eshe ne bylo.
V zaklyuchenie ya hotel by ostanovit'sya na eshe odnoi vazhnoi roli raboty Gamova, Ivanenko i Landau. Chitatel', produmavshii ee soderzhanie, nikogda ne smozhet soglasit'sya s tem, chto mezhdunarodnaya sistema edinic SI [18,19,21] dolzhna sluzhit' v kachestve osnovy dlya prepodavaniya fiziki (sm. kritiku etoi sistemy v rabotah [22] - [24]).
Literatura
- 1.
G. Gamov, D. Ivanenko i L. Landau, ZhRFHO. Ch. Fiz. 60 (1928)
13.
- 2. L.D. Landau, Sobranie trudov, M.: Nauka, 1969. T.t. 1, 2.
- 3. G.J. Stoney. The Philosophical Magazine and Journal of Science 11 (1881) 381-390.
- 4. P.S. Laplace, Exposition du Systems du Monde. Paris: Ed. J.B.M. Duprat, T. 2 (1976) 305. Perevod: Laplas P.S. Izlozhenie sistemy mira M.: Nauka, 1982.
- 5. M. Plank, Izbrannye trudy. M.: Nauka, 1975. S. 232.
- 6. A.S. Edington, Report on Gravitation. Proc. Lond. Phys. Soc. 30 (1918) 91.
- 7. P.V. Bridzhmen, Analiz razmernostei. Perevod so vtorogo angliiskogo izdaniya pod red. S.I. Vavilova. L.M.: 1934, Glava 8, str. 105-110.
- 8. M.P. Bronshtein, Uspehi Astronomicheskih Nauk, sbornik III (1933) str. 3 - 30 (osobenno str. 25).
- 9. M. Bronshtein, K voprosu o vozmozhnoi teorii mira kak celogo, v kn. Osnovnye problemy kosmicheskoi fiziki. Kiev, ONTI (1934), str. 186-218 (osobenno str. 210).
- 10. M.Bronshtein, Physikalische Zeitscrift der Sowjetunion 9 (1936) 140-157.
- 11. A. Zel'manov, Kosmologiya - v kn: Razvitie astronomii v SSSR, Nauka, Moskva, 1967, str. 320-390 (osobenno str. 323).
- 12. A. Zel'manov, Mnogoobrazie material'nogo mira i problema beskonechnosti Vselennoi - v kn.: Beskonechnost' i Vselennaya, Mysl', Mrskva, 1969, str. 274-324 (osobenno str. 302).
- 13. G. Gorelik, Razmernost' prostranstva, MGU, Moskva, 1983, Glava 5.
- 14. L.B. Okun, Sov. Phys. Usp. 34 (1991) 818.
- 15. S. Weinberg, Overview of theoretical prospects for understanding the values of fundamental constants in the The Constants of Physics, W. H. McCrea and M. J. Rees editors, Phil. Trans. R. Soc. London A310 (1983) 249.
- 16. M.J. Duff, L.B. Okun and G. Veneziano, physics/0110060.
- 17. J. Frohlich, Physikalische Blatter 57 (2001) Nr. 7/8, pp. 53-58.
- 18. Symbols, Units and Nomenclature in Physics: Document U.I.P. 20 (1978). International Union of Pure and Applied Physics, S.U.N. Commission.
- 19. Review of Particle properties. Phys. Rev. D45 (1992) Part II; page III.4.
- 20. Oboznacheniya, edinicy izmereniya i terminologiya v fizike. Dokument U.I.P. 20 (1978) Soyuza chistoi i prikladnoi fiziki. UFN 129 (1979) vyp. 2, s. 289.
- 21. The NIST reference on constants, units and uncertainty, http://physics.nist.gov./cuu/Units/international.html
- 22. D.V. Sivuhin, O Mezhdunarodnoi sisteme fizicheskih velichin. UFN 129 (1979) vyp. 2, s. 335.
- 23. M.A. Leontovich, O sistemah mer. Vestn. AN SSSR 6 (1964) 123.
- 24. L.B. Okun', Fizika elementarnyh chastic. M., Nauka, 1988. Prilozhenie 1, str. 141-149.
- 2. L.D. Landau, Sobranie trudov, M.: Nauka, 1969. T.t. 1, 2.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
fizika - fundamental'nye postoyannye
Publikacii so slovami: fizika - fundamental'nye postoyannye | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |