Книга содержит последовательное изложение современной теории плазмы с общих позиций статистической физики. Оригинальный характер изложения позволяет автору — известному японскому физику-теоретику — чрезвычайно быстро ввести читателя в круг основных проблем физики плазмы. Наиболее подробно рассмотрены те результаты, которые были получены в последние годы и ещё не нашли должного отражения в мировой монографической литературе. Это особенно относится к теории флуктуаций, теории релаксационных процессов и теории турбулентности, т. е. именно к тем разделам, в развитии которых сам автор принимал активное участие на протяжении последних десяти лет.

Книга написана на основе цикла лекций, прочитанных автором в Иллинойсском и Токийском университетах, и отличается большим педагогическим мастерством.

Рисунков 46. Таблиц 1. Библиография 186 наименований.

Теория классических систем многих частиц с электромагнитным взаимодействием уже давно привлекает пристальное внимание специалистов, работающих в самых различных областях теоретической и математической физики. Не удивительно, что эта теория характеризуется исключительным многообразием применяемых методов, концепций, подходов, а также изобилием получаемых результатов и их интерпретаций. Такое обстоятельство во многом предопределяет особую привлекательность теории плазмы, но вместе с тем и вызывает известные трудности при её изложении и усвоении.

Попытка написания книги, в которой сочетались бы общность рассмотрения, полнота охвата материала и небольшой объём, представляется далеко не простым делом даже при условии, что задача ограничивается лишь изложением основ современной теории плазмы. Эта попытка прекрасно удалась автору настоящей книги прежде всего потому, что в своём изложении он опирается на ту теоретическую платформу, которая была создана трудами Н. Н. Боголюбова, А. А. Власова, Л. Д. Ландау и получила дальнейшее развитие в работах Р. Балеску, Б. Б. Кадомцева, Ю. Л. Климонтовича, М. Н. Розенблюта, Н. Ростокера, Р. 3. Сагдеева, В. П. Силина, У. Б. Томпсона и многих других исследователей из различных стран.

В списке работ, внесших существенный вклад в развитие современной теории плазмы, видное место занимают работы автора книги — члена Американского и Японского физических обществ, профессора Токийского университета Сетсуо Ишимару.

Наиболее широкой известностью пользуются его ранние работы по теории критических флуктуации, выполненные совместно с Д. Пайнсом в Иллинойсском университете, дальнейшие исследования по теории флуктуации и корреляций в классической и квантовой плазме и, наконец, работы последних лет по теории турбулентности, в которых предложен оригинальный подход к этой интереснейшей области теории плазмы. С. Ишимару — автор многочисленных статей, опубликованных в крупнейших зарубежных физических журналах. Его перу принадлежит также книга «Теория плазмы и её приложения», вышедшая на японском языке в 1969 г., и несколько обзорных статей.

Книга «Основные принципы физики плазмы» (в американском издании — с подзаголовком «Статистический подход») явилась итогом научной и научно-педагогической деятельности С. Ишимару до 1972 г. включительно и увидела свет в 1973 г. в серии «Границы физики», издающейся в США под редакцией Д. Пайнса. С кратким изложением содержания книги по главам можно ознакомиться по предисловию автора, и мы не будем здесь его повторять. Остановимся лишь на некоторых характерных особенностях авторского подхода к изложению теории плазмы, которые делают книгу привлекательной не только для собственно теоретиков, специализирующихся по физике плазмы.

Прежде всего следует отметить многоплановость изложения. Обсуждая ту или иную фундаментальную концепцию теории плазмы, автор не жалеет места для неоднократного возвращения к одному и тому же вопросу, но на разных уровнях описания. Строгий математический расчёт, как правило, предваряется основательным качественным рассмотрением общей картины явления. Далее на примере канонической задачи описывается метод и затем этот метод применяется к более сложным задачам. Так, динамические форм-факторы, занимающие, как известно, одно из центральных мест в теории классических и квантово-механических многочастичных систем, определяются сначала с помощью флуктуационно-диссипативной теоремы, затем на основе кинетических уравнений для корреляционных функций и, наконец, в результате использования определённой физической концепции — принципа диэлектрической суперпозиции. Но ещё задолго до этого (почти в самом начале книги) коллективные и индивидуальночастичные свойства флуктуации плотности уже обсуждаются на элементарном физическом уровне. Такой подход позволяет любому читателю хорошо усвоить не только математическую, но и чисто физическую структуру используемых уравнений и получаемых результатов.

В изложении С. Ишимару теория плазмы выступает как последовательная единая теория, а примеры, иллюстрирующие применение основных принципов физики плазмы, подобраны так, что у читателя возникает достаточно ясное представление как о том, что уже стало классическим достоянием физики плазмы, так и о том, что получено в этой области физики в самое последнее время. Но, разумеется, в книге такого рода не могла быть решена задача сколько-нибудь полного охвата всех существенных результатов современной физики плазмы (такая задача вряд ли разрешима вообще). За пределами книги, как отмечает сам автор, остались многие важные вопросы, относящиеся в особенности к магнитной гидродинамике и её приложениям к анализу устойчивости плазмы. Однако это вряд ли существенно сказывается на значении книги, так как она превосходно решает основную задачу — кратчайшим путём ввести читателя в круг современных представлений физики систем многих заряженных частиц…

В заключение отметим, что книга С. Ишимару посвящена почти исключительно теории неограниченной плазмы (правда, важность учёта конечности размеров плазмы отмечается в ней неоднократно). Однако применяемый автором формализм во многих случаях оказывается максимально приближённым к тому, который используется в теории ограниченной плазмы. Это в особенности относится к теории флуктуации и корреляций, при изложении которой в книге широко используются вероятностные понятия. Как показано в последние годы, вероятностные методы оказываются очень эффективными именно в корреляционной теории ограниченной плазмы. Хотя возможность отразить результаты теории при переводе книги казалась очень заманчивой, мы всё же отказались от каких-либо комментариев или дополнений на эту тему, так как это могло бы увести слишком далеко от главной цели книги — изложения основных принципов физики плазмы на примере простейших и хорошо изученных неограниченных плазменных систем.

ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
член-корр. АН УССР А. Г. Ситенко
д-р ф.-м. наук И. П. Якименко
Киев

Книги на ту же тему

1. Теория многих частиц, Власов А. А., 1950
2. Вопросы теории плазмы. Выпуск 1, Леонтович М. А., ред., 1963
3. Лекции по физике плазмы, Синельников К. Д., Руткевич Б. Н., 1964
4. Классические задачи физики горячей плазмы: Курс лекций, Ильгисонис В. И., 2015
5. Введение в физику плазмы, Смирнов Б. М., 1975
6. Физика высокотемпературной плазмы, Саймон А., Томпсон У., 1972
7. Волны в магнитоактивной плазме. — 2-е изд., перераб., Гинзбург В. Л., Рухадзе А. А., 1975
8. Основы электродинамики плазмы: Учебник для физических специальностей университетов. — 2-е изд., перераб. и доп., Александров А. Ф., Богданкевич Л. С., Рухадзе А. А., 1988
9. Коллективные явления в плазме. — 2-е изд., испр. и доп., Кадомцев Б. Б., 1988
10. Статистическая механика заряженных частиц, Балеску Р., 1967
11. Волны в магнитоактивной плазме, Гинзбург В. Л., Рухадзе А. А., 1970
12. Физика плазмы (стационарные процессы в частично ионизованном газе): Учебное пособие для вузов, Синкевич О. А., Стаханов И. П., 1991
13. Лекции по физике плазмы, Франк-Каменецкий Д. А., 1964
14. Введение в физику плазмы, Чен Ф., 1987
15. Газовая электроника и физика плазмы в задачах, Швилкин Б. Н., 1978
16. Статистическая теория плазменно-молекулярных систем, Климонтович Ю. Л., Вильхельмссон X., Якименко И. П., Загородний А. Г., 1990