کتاب فیزیک هم‌وردا: از مکانیک کلاسیک تا نسبیت عام و فراتر از آن

کتاب فیزیک هم‌وردا تألیف معتز امام، استاد فیزیک دانشگاه ایالتی نیویورک در کرتلند است. او در این اثر تلاش نموده زیبایی‌های جهان فیزیک را با بیان نظریه‌ی «هم‌وردایی قوانین فیزیک» بیان نماید و شما را با یک شیوه‌ی متفاوت نوشتن قوانین فیزیک آشنا کند.

درباره‌ی کتاب فیزیک هم‌وردا

پس از ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت عام که در ابتدای امر تنها به مسئله‌ی گرانش توجه داشت، دانشمندان کم‌کم به مفاهیم عمیق‌تری که می‌توان از این نظریه استخراج کرد اندیشیدند و دریافتند که این نظریه می‌تواند درک و دریافت تازه‌ای از مفهوم فضا و زمان که بعدها از آن تحت عنوان فضازمان یاد شد، ارائه دهد. نظریه‌ی نسبیت را فیزیک‌دانان و ریاضی‌دانان سرشناسی چون آلبرت اینشتین، هندریک لورنتس و برخی افراد دیگر مطرح نمودند که انقلابی‌ترین این نظریه‌ها از سوی دانشمند برجسته، اینشتین مطرح شد.

از جمله دستاوردهای نسبیت عام مفهومی به نام ناوردایی هموارریخت یا هم‌وردایی مختصاتی است که از زیربنایی‌ترین مفاهیم فیزیک محسوب می‌شود و هم در نسبیت عام و خاص و هم در فیزیک غیر نسبی کاربرد دارد. در کتاب فیزیک هم‌وردا (Covariant Physics) می‌آموزید که چگونه قوانین فیزیک را به‌صورتی واحد بنویسید که در هر دستگاهی درست باشد. در این کتاب فضا و زمان را از دیدگاه هم‌وردایی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.

معتز امام (Moataz H Emam) هدف از نگارش این کتاب را ایجاد زمینه‌ی ریاضی مناسب برای دانشجویانی برشمرده که قصد پژوهش در شاخه‌های گوناگون فیزیک نظری دارند. همچنین افرادی که موضوع پژوهششان محاسبه‌ی مدارهای ژئودزیک در فضازمانی معیت است می‌توانند از بخش‌هایی اصلی این کتاب بهره ببرند. شیوه‌ی مطالعه و اولویت‌گذاری خواندن مطالب کتاب در هریک از این گروه‌ها می‌تواند متفاوت باشد.

غلامرضا شاه علی به‌عنوان مترجم این اثر تلاش کرده تا جای ممکن واژگان تخصصی را به فارسی برگرداند، مگر در مواردی که سبب پیچیدگی و مشکل در فهم جملات شده است. کتاب فیزیک هم‌وردا با ترجمه غلامرضا شاه علی از سوی نشر شاهچراغ منتشر شده است.

کتاب فیزیک هم‌وردا مناسب چه کسانی است؟

دانشجویان رشته‌ی فیزیک و پژوهشگران این حوزه می‌توانند از خواندن کتاب لذت ببرند.

با معتز امام بیشتر آشنا شویم

معتز امام استاد فیزیک دانشگاه ایالتی نیویورک در کورتلند است. او دارای مدرک لیسانس مهندسی عمران، لیسانس فیزیک و کارشناسی ارشد فیزیک انرژی بالا از دانشگاه قاهره است و مدرک دکترای فیزیک نظری از دانشگاه ماساچوست دارد. دکتر امام به صورت دوره‌ای به‌عنوان استاد مدعو و معاون فیزیک در شهر زویل مصر خدمت می‌کند. تدریس و تحقیق در فیزیک از علایق اصلی این فیزیکدان معاصر است. او در اوقات فراغت خود در وبلاگ علمی‌اش به زبان عربی می‌نویسد.

در بخشی از کتاب فیزیک هم‌وردا می‌خوانیم

براساس تعریف، هم‌وردایی مختصات عبارت است از ناوردایی قوانین فیزیک تحت تغییر دستگاه‌های مختصات؛ اعم ازاینکه این تغییر با انتقال صورت پذیرد، یا با چرخش و یا با هر دو. این فصل را با معرفی دستگاه‌های مختصات گوناگون دوبعدی و سه‌بعدی که معمولا در مسائل فیزیک و مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند، آغاز خواهیم کرد. برخی از این دستگاه‌ها کاملاً برای شما آشنا است، اما تعدادی نیز به کلی جدید می‌باشد به صورت ویژه بر مفهوم «عنصر خط‌» ‌معروف به ‌«متریک» به عنوان یک اصل تعیین‌کننده در دستگاه‌های مختصات تأکید خواهیم نمود؛ چیزی که موجب می‌شود در آینده، راحت‌تر به مفاهیم فیزیکی منتقل شویم.

اصول آگاهی از متریک، تمام آن چیزی است که یک فیزیکدان باتجربه نیاز دارد تا دریابد چه نوعی از هم‌وردایی در وضعیت داده‌شده به ایفای نقش مشغول است. ازاین‌رو بدیهی است که باید این مفهوم را هرچه زودتر معرفی کنیم تا پیش از رسیدن به مراحل جالب‌تر بعدی، به‌خوبی با آن آشنا شویم. پس از آن به تعریف مبانی ریاضیات برداری خواهیم پرداخت و فرمول‌بندی آن‌ها را با یک روش جدید موسوم به نمادگذاری «مؤلفه‌ای»، یا «نمایه‌ای» مورد بحث قرار خواهیم داد. این روش نگارش، به خودی خود بردارها را به دستگاه‌های مختصاتی که در آن تعریف می‌شوند، مرتبط کرده، هم‌وردایی آن‌ها را برجسته می‌سازد. به علاوه، با این نمادگذاری، تقریبا تمام ابزار ریاضی مورد نیاز برای آنکه بتوانیم روابط فیزیکی را به صورت هم‌وردا فرمول‌بندی کنیم، در اختیار خواهیم داشت.