Variational Principles in Physics

بهینه سازی تحت محدودیت ها بخشی ضروری از زندگی روزمره است. در واقع، ما به طور معمول مشکلات را با ایجاد تعادل بین منافع متضاد، خواسته های فردی و احتمالات مادی حل می کنیم. این مفهوم از تعادل برای متفکران روشنگری بسیار محبوب بود، همانطور که فرمول معروف مونتسکیو نشان می دهد: "در همه دادگاه ها، عظمت قدرت باید با کوتاهی مدت جبران شود."

به طرز شگفت آوری. ، قوانین طبیعی توسط یک اصل مشابه هدایت می شوند. ثابت شده است که اصول تنوع به طرز شگفت انگیزی بارور هستند. برای مثال، فرما از روش‌های متغیر برای نشان دادن اینکه نور سریع‌ترین مسیر را از یک نقطه به نقطه دیگر دنبال می‌کند، استفاده کرد، ایده‌ای که به عنوان اصل فرما، سنگ بنای اپتیک هندسی، شناخته شد. اصول تنوع در فیزیک اصول تغییرات را توضیح می دهد و استفاده از آنها را در سراسر فیزیک مدرن ترسیم می کند. قلب کتاب به مکانیک تحلیلی لاگرانژ و همیلتون، ابزارهای اساسی هر فیزیکدان اختصاص دارد. پروفسور بسدوانت همچنین اولین برداشت های ساده اما غنی از نسبیت عام انیشتین، مکانیک کوانتومی فاینمن، و ارتباطات متقابل آشکارتر و شگفت انگیزتر بین رشته های مختلف فیزیک ارائه می دهد.

فارغ التحصیل Ecole Normale Superieure، Jean-Louis Basdevant. پروفسور و رئیس سابق دپارتمان فیزیک در Ecole Polytechnique و مدیر تحقیقات CNRS است. پروفسور بسدوانت متخصص در فیزیک نظری ذرات بنیادی، نظریه میدان کوانتومی و اخترفیزیک، در آزمایشگاه Leprince-Ringet در Ecole Polytechnique کار می کند.

Optimization under constraints is an essential part of everyday life. Indeed, we routinely solve problems by striking a balance between contradictory interests, individual desires and material contingencies. This notion of equilibrium was dear to thinkers of the enlightenment, as illustrated by Montesquieu’s famous formulation: "In all magistracies, the greatness of the power must be compensated by the brevity of the duration."

Astonishingly, natural laws are guided by a similar principle. Variational principles have proven to be surprisingly fertile. For example, Fermat used variational methods to demonstrate that light follows the fastest route from one point to another, an idea which came to be known as Fermat’s principle, a cornerstone of geometrical optics. Variational Principles in Physics explains variational principles and charts their use throughout modern physics. The heart of the book is devoted to the analytical mechanics of Lagrange and Hamilton, the basic tools of any physicist. Prof. Basdevant also offers simple but rich first impressions of Einstein’s General Relativity, Feynman’s Quantum Mechanics, and more revealing and amazing interconnections between various fields of physics.

A graduate of the Ecole Normale Superieure, Jean-Louis Basdevant is Professor and former Chair of the Department of Physics at the Ecole Polytechnique, and Director of Research for the CNRS. Specializing in the theoretical physics of elementary particles, quantum field theory and astrophysics, Prof. Basdevant works in the Leprince-Ringuet Laboratory at the Ecole Polytechnique.