Desde 2007, o físico Leonard Susskind regularmente entregou uma série de conferências chamada Mínimo Teórico, nas bases necessárias para estudar diferentes áreas da física ( http://theoreticalminimum.com/home ). Já surgiram volumes de companheiros, o primeiro na mecânica clássica e o segundo na mecânica quântica. A Relatividade Especial e a Teoria do Campo Clássico é o terceiro volume. Como o livro sobre a mecânica quântica, é co-autor de Art Friedman e apontou, nas palavras de Susskind, "entusiastas da física" ou "pessoas que sabem, ou já sabiam, um pouco de álgebra e cálculo, mas são mais ou menos iniciantes ".
O último volume diz respeito ao mundo estranho que Albert Einstein descobriu ao combinar a teoria de campo de James Clerk Maxwell com a mecânica de Isaac Newton - um mundo em que o movimento rápido faz com que o tempo se comprima e os comprimentos diminuam. Para entender isso, são necessárias ferramentas matemáticas desafiadoras. Neste volume, como nos outros, você tem a sensação de ser levado para uma montanha lendária por um guia treinado. O guia sabe que você é um amador, mas quer que você chegue ao topo sozinho, sem ser transportado por avião em terrenos de risco. Você não percorre alguns dos mais difíceis passes ou picos, nem passou por algumas das vistas mais magníficas. É uma rota peculiar, e você encontra muitos sites em uma ordem diferente dos primeiros exploradores adotados, ou na forma como os especialistas são usados para ensinar. Mas é acessível. E você chega ao topo.
O caminho começa com a primeira palestra, uma discussão de quadros de referência. Estas são ferramentas para rotular as posições de objetos em seu espaço imediato, e em espaços que se deslocam em relação ao seu (como em um trem), que permitem que você vá e volte entre os espaços. Compreendê-los é uma habilidade importante para percorrer os pontos difíceis à frente. Outras ferramentas essenciais incluem espaço-tempo, em que o quadro de referência inclui tempo e espaço; tempo adequado; e quatro vetores, tipos especiais de caminhos e objetos no espaço-tempo.
Em um livro sobre relatividade especial, você pode esperar encontrar a equivalência de massa e energia de Einstein, E = mc 2, perto do início. No entanto, você não encontra isso até a Palestra 3, com cerca de 100 páginas, onde é derivado refrescante dos primeiros princípios. Você não obtém a importante equação de Euler-Lagrange, que descreve o movimento das partículas, até a Palavra 4. A equação de Poisson, para o potencial eletrostático de uma partícula e a equação de Klein-Gordon, que descreve uma partícula como uma onda e relativisticamente, don 't aparece até a Conferência 5. A invariância do calibre, a base da teoria do campo moderna, aparece primeiro na Palestra 7; As equações de Maxwell, que fornecem a base do eletromagnetismo clássico, se materializam na Palestra 8; e o vetor Poynting, que descreve o fluxo de energia nas ondas eletromagnéticas, é o primeiro a se apresentar na Palestra 11.
Do ponto de vista de um historiador, portanto, o caminho é torrencial. Mas a abordagem de Susskind é submeter o novato a um acampamento de treinamento matemático histórico para que o caminho pareça natural e, em última instância, mais fácil.
Ele apela à compreensão evolutiva do leitor para se manter motivado, ao invés de exibir sua própria experiência. Sempre que você está confundido com os enigmas famosos da relatividade especial - o paradoxo gêmeo, por exemplo, no qual um irmão que anda num foguete de velocidade leve com menos de um que permanece em casa - ele instrui você a "desenhar um diagrama do espaço-tempo". Tais representações visuais, ele observa, deixam a maior parte da estranheza em eventos relativistas.
Friedman aparece como o caminhante mais vocal neste declive acentuado. Ele não é avesso a fazer protestos: "Não reconheço nada disso. Eu pensei que você dissesse que íamos receber a lei da força de Lorentz. "(" Lenny "responde:" Espera, Arte, estamos chegando lá "). Esses júbilos são infrequentes, mas preservam o tom informal do livro. Nessa linha, a narrativa é rica em comentários de uma vez espirituosos e perspicazes. Modificando a citação do físico John Wheeler sobre a relatividade - "o espaço-tempo diz como mover-se; A matéria diz ao espaço-tempo como curvar "- Susskind observa:" Os campos contam como mover-se; As cobranças dizem aos campos como variar. "
Compreendendo o mínimo teórico na relatividade especial e na teoria clássica de campo, no entanto, exige um certo mínimo de preparação e pesquisa. O livro colapsa ocasionalmente contra esse problema, referindo o leitor a volumes anteriores; ou Susskind pode escrever com impaciência: "Se você não sabe o que é um produto cruzado, pegue o tempo para aprender".
Os últimos capítulos são os mais íngremes. Você conhece pontos de referência que teriam sido encontrados muito anteriormente em uma abordagem histórica, como as leis de Maxwell, Charles de Coulomb, André-Marie Ampère e Michael Faraday - e até a descoberta de Maxwell de que a luz é composta de ondas eletromagnéticas, não mencionadas até o fim até o fim. Mas essas conclusões estão fora das ferramentas que você recebeu no seu treinamento intensivo - o que a Susskind chama de "chuveiro frio".
Então, por que comprar o livro quando as palestras estão online? O curso on-line consiste em dez palestras, cada uma em qualquer lugar até duas horas de duração, enquanto o livro é ordenado e conciso. Você pode ir ao seu próprio ritmo, fazer anotações e apreciar onde Friedman - um ex-aluno do curso - torna-se seu stand-in e faz as perguntas que te incomodam. Você pode se referir a algo que você leu anteriormente e localizá-lo rapidamente, em vez de tentar lembrar o quão longe da palestra foi e ignorar até encontrar. Terminando o livro, você, o entusiasta da física, pode não ter uma visão mais profunda de qualquer marco particular na física do que antes. Mas você certamente terá um mapa muito mais confiável do território.
- Nature
- 549 ,
- 331-332
- doi: 10.1038 / 549331a
- Publicado on-line
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