Общие замечания
Автор Administrator   
12.06.2009 г.

Кристаллы, макроскопические тела
В. М. Агранович, И. М. Лифшиц

1. Общие замечания
Для современной науки характерно сочетание и тесное переплетение теории и практики. Поиски фундаментальных глубоких закономерностей и фундаментальных законов природы сопровождаются непрерывным использованием новых открытий во всех областях науки и техники.
Одновременно с этим для развития современной науки характерно и другое: взаимопроникновения прежде разобщенных областей знаний и выработка общих понятий и общего языка, связывающих эти области.

В последние годы часто обсуждается вопрос о том, каковы те направления и те области физики, которые можно было бы считать наиболее перспективными с точки зрения принципиальных проблем.
Очень распространена точка зрения, что такими областями, в которых можно ожидать открытия новых фундаментальных законов природы, являются физика элементарных частиц и высоких энергий и, возможно, физика астрофизических объектов. Это, по-видимому, правильно, если под фундаментальными законами природы понимать элементарные законы природы, не сведенные к другим законам, так сказать, первичные законы природы. Таких законов, в сущности, весьма немного: это законы ньютоновской механики, элементарные законы теории относительности и законы квантовой механики. Однако столь же фундаментальными являются те законы, которые, хотя и не являясь элементарными, возникают тогда, когда уже известные элементарные законы применяются к объектам, существенно качественно отличающимся от ранее рассмотренных.
Например, хорошо известно, что применение законов механики не к отдельным частицам и не к системам с небольшим числом частиц, а к макроскопическим системам, состоящим из огромного числа частиц, привело к открытию законов термодинамики, которые являются качественно новыми и фундаментальными, хотя зти законы полностью сводятся к элементарным законам механики с помощью математического аппарата теории вероятностей.
С этой точки зрения физика твердого тела также дает примеры возникновения качественно новых фундаментальных закономерностей.
Развитие физики твердого тела в первую очередь, как всегда, стимулируется потребностями современной техники. Однако существенная и независимая линия развития физики твердого тела связана с внутренней логикой самой науки, которая независимо подсказывает направление главного удара.
Известно, что в современной технике используются не только и не столько те свойства твердых тел, которые определяют их применение в качестве конструкционных материалов, сколько те свойства, которые позволяют использовать их в качестве независимых и весьма своеобразных физических приборов. Все эти свойства, как правило, теснейшим образом связаны с квантовыми особенностями и законами твердого тела, и именно эти законы являются в настоящее время наиболее важными, наиболее фундаментальными и интересными законами физики твердого тела.
Можно, пожалуй, сказать, что все или подавляющая часть успехов современной физики твердого тела обусловлены современным пониманием природы конденсированного состояния вещества и в первую очередь его квантовых особенностей.
Именно поиски закономерностей, которые следуют из квантовой механики в применении к физике твердого тела, привели к установлению такого фундаментального понятия современной физики, как понятие о квазичастицах (см. также § 5). Это чрезвычайно глубокое понятие в настоящее время лежит ,в основе квантовой физики кристаллов и в значительной мере является одной из ее характерных особенностей. Ниже при рассмотрении твердых тел, сначала кристаллических, а затем и аморфных,как раз и сделана попытка проследить несколько более подробно возникновение такого рода качественно новых особенностей твердых тел, отличающих их от отдельных атомов и молекул.