Великие физики
статья по физике на тему

АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ ПРОХОРОВ

Русский физик и радиофизик, удостоенный в 1964 г. Нобелевской премии по физике (совместно с Н. Г. Басовым и Ч. Таунсом) за фундаментальные работы по квантовой электронике. Родился 11 июля 1916 г. в Атертоне (Австралия) - сюда его отец, русский революционер, бежал из сибирской ссылки. В 1923 г. семья вернулась на родину. В 1939 г. А. М. Прохоров окончил физический факультет Ленинградского государственного университета и поступил в аспирантуру Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН). Здесь он занимался разработкой метода исследования ионосферы, основанного на интерференции радиоволн. В 1941 г. был призван в армию. В 1944 г., после двух ранений, возвратился в ФИАН, где в 1946 г. защитил кандидатскую диссертацию по теории нелинейных колебаний. В 1947 г. приступил к исследованиям синхротронного излучения и в 1951 г. защитил по этой теме докторскую диссертацию.

В 1950 г. Прохоров начал заниматься радиоспектроскопией, исследовал колебательные и вращательные спектры молекул. В 1952-1953 гг. совместно со своим аспирантом Н. Г. Басовым сформулировал основные положения теории молекулярного генератора - мазера (аббревиатура от англ. Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation - усиление микроволн стимулированным излучением), в 1954 г. создал первый молекулярные генератор на аммиаке, а в 1955 г. предложил новый эффективный «трехуровневый» метод получения инверсной заселенности. Первая публикация Басова и Прохорова, посвященная созданию мазеров, относится к 1954 г., а за 10 месяцев до нее результаты своих успешных экспериментов в этой области опубликовал американский физик Ч. Таунс.

В 1954 г. Прохоров стал заведующим Лабораторией колебаний ФИАНа. С этого времени он занимался преимущественно созданием лазеров и мазеров, подбором веществ для них с подходящими спектральными и релаксационными свойствами. В 1957 г. вместе с сотрудниками разработал принцип создания парамагнитных мазеров, в 1958 г. предложил для создания субмиллиметровых лазеров использовать открытый резонатор с двумя зеркалами - такой тип резонатора оказался особенно эффективным при разработке лазеров оптического диапазона. В 1963 г. разработал новый принцип действия генераторов с использованием двухквантовых переходов, создал целый ряд генераторов непрерывного действия. В 1966 г. предложил идею создания нового типа мощного газового лазера - газодинамического, в 1967 г. реализовал ее. Большой вклад внес Прохоров и в развитие исследований по лазерному термоядерному синтезу: его исследования по взаимодействию лазерного излучения с веществом привели к открытию ряда эффектов. Среди последних работ ученого - исследования по физике твердого тела, в частности по сверхвысокочастотным свойствам плазмы твердого тела, созданию непрерывных сверхсильных магнитных полей.

С 1969 г. Прохоров был главным редактором Большой Советской и новой, Большой Российской энциклопедии, Энциклопедического словаря «Физика». Много сил он отдавал преподаванию - с 1959 г. являлся профессором МГУ, а с 1968 г. заведовал кафедрой в Московском физико-техническом институте. В 1960 г. Прохоров был избран членом-корреспондентом, в 1966 г. - действительным членом АН СССР.

В 1948 г. Прохоров был удостоен премии им. Л. И. Мандельштама, в 1964 г. - Ленинской премии. Был членом Американской академии наук и искусств, почетным доктором ряда университетов.

Умер Прохоров в Москве 8 января 2002 г.

АЛЕКСАНДР СТЕПАНОВИЧ ПОПОВ

Русский физик и электротехник, изобретатель электрической связи без проводов (радиосвязи, радио). Родился 4 (16) марта в поселке Турьинские Рудники, ныне Краснотурьинск Свердловской области. В 1882 г. окончил физико-математический факультет Петербургского университета и был оставлен в нём для подготовки к научной деятельности. Преподаватель физики и электротехники Минного офицерского класса (1883-1901) и Технического училища Морского ведомства в Кронштадте (1890-1900); профессор физики (с 1901 г.) и директор (с 1905 г.) Петербургского электротехнического института. Почётный инженер-электрик (1900) и почётный член Русского технического общества (1901).

Первые научные исследования Попова были посвящены анализу наивыгоднейшего действия динамоэлектрических машины (1883) и индукционным весам Юза (1884). После опубликования (1888) работ Г. Герца по электродинамике Попов стал изучать электромагнитные явления и прочитал серию публичных лекций на тему «Новейшие исследования о соотношении между световыми и электрическим явлениями». Пытаясь найти способ эффективной демонстрации опытов Герца перед большой аудиторией, Попов занялся конструированием более наглядного индикатора электромагнитных волн (ЭВ), излучаемых Герца вибратором. Хорошо понимая потребность флота в средствах беспроводной сигнализации, он в начале 90-х гг. поставил перед собой также задачу использовать ЭВ для сигнализации. Поиски решения этих задач проходили в два этапа: отыскание достаточно чувствительного индикатора ЭВ; разработка прибора, способного надёжно регистрировать ЭВ, излучаемые вибратором Герца. В качестве индикатора Попов выбрал радиокондуктор, предложенный французским физиком Э. Бранли и названный позже когерером. Когерер представлял собой заполненную металлическими опилками небольшую стеклянную трубку с двумя электродами на концах. Под действием ЭВ электрическое сопротивление опилок резко уменьшалось и когерер терял чувствительность, но при лёгком встряхивании она снова восстанавливалась. В результате кропотливых экспериментов с когерером П. сделал его достаточно чувствительным и удобным индикатором ЭВ. 2-й этап завершился в начале 1895 г. созданием «прибора для обнаружения и регистрирования электрических колебаний» - радиоприёмника (рис. 1). Он состоял из соединённых последовательно когерера, поляризованного реле, замыкающего цепь электрического звонка, и источника постоянного тока - электрической батареи. При уменьшении сопротивления когерера (под действием ЭВ) реле срабатывало и включало электрический звонок. Его молоточек сначала ударял по колокольчику, а затем по когереру, встряхивая его и тем самым возвращая в чувствительное состояние. Таким образом тотчас после приёма одной посылки ЭВ когерер был готов к приёму следующей.

К весне 1895 г. Попов построил чувствительный и надёжно работавший приёмник, пригодный для беспроводной сигнализации (радиосвязи). В качестве передатчика Попов применил видоизменённый вибратор Герца, возбуждаемый катушкой Румкорфа. К концам стержней вибратора Попов прикрепил квадратные металлические листы размером 4040 см. Сигнализация производилась замыкателем (ключом) в цепи питания катушки Румкорфа. В первых опытах по радиосвязи, проведённых в физическом кабинете, а затем в саду Минного офицерского класса, приёмник обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком, на расстоянии до 60 м. При проведении опытов Попов заметил, что подсоединение к когереру вертикального металлического провода (антенны) приводило к увеличению расстояния уверенного приёма. 25 апреля (7 мая) 1895 г. на заседании физического отделения Русского физико-химического общества Попов сделал научный доклад об изобретении им системы связи без проводов и продемонстрировал её работу; о содержании доклада Попова напечатано в газете «Кронштадтский вестник» от 30 апреля (12 мая) 1895 г., в «Журнале Русского физико-химического общества», 1895, т. 27, в. 8, часть физическая, и там же, 1896, т. 28, в. 1, часть физическая.

Во время опытов в 1895 г. Попов обнаружил, что его приёмник реагирует также и на грозовые разряды. Поэтому П. построил специальный прибор, записывающий на движущуюся бумажную ленту сигналы, вызванные электромагнитным излучением гроз. Этот прибор, названный впоследствии грозоотметчиком, в 1895-1896 гг. использовался им для изучения характера атмосферных помех. Приёмник Попова и грозоотметчик Попова хранятся в Центральном музее связи в Ленинграде.

В 1895-1896 гг. Попов занимался усовершенствованием созданных им приборов, выступал с докладами и показом их работы. Весной 1897 г. в опытах в Кронштадтской гавани Попов достиг дальности радиосвязи 600 м, а летом 1897 г. при испытании на кораблях - 5 км. В это время он обнаружил, что металлические корабли влияют на распространение ЭВ и предложил способ определения направления на работающий передатчик. Во время опытов в 1897 г. Попов пользовался ЭВ, лежащими на границе дециметрового и метрового диапазонов.

К этому же времени относятся работы Попова по изучению рентгеновских лучей; им сделаны первые в России рентгеновские снимки предметов и конечностей человека.

В 1899 г. П. Н. Рыбкин и Д. С. Троицкий - помощники Попов - обнаружили детекторный эффект когерера. На основе этого эффекта Попов построил «телефонный приёмник депеш» для слухового приёма радиосигналов (на головные телефоны) и запатентовал его (Русская привилегия № 6066 от 1901). Приёмники этого типа выпускались в 1899-1904 гг. в России и во Франции (фирма «Дюкрете») и широко использовались для радиосвязи. В начале 1900 г. приборы Попова были применены для связи во время работ по ликвидации аварии броненосца «Генерал-адмирал Апраксин» у острова Гогланд и при спасении рыбаков, унесённых на льдине в море. При этом дальность связи достигла 45 км. В 1901 г. Попов в реальных корабельных условиях получил дальность связи 148-150 км.

Работы Попова получили высокую оценку уже его современников в России и за рубежом: так, приёмник Попова был удостоен Большой золотой медали на Всемирной выставке 1900 г. в Париже. Особым признанием заслуг Попова явилось постановление Совета Министров СССР, принятое в 1945 г., которым установлен День радио (7 мая) и учреждена золотая медаль имени А. С. Попова, присуждаемая АН СССР за выдающиеся работы и изобретения в области радио.

Умер Попов 31.12.1905 г. (13.01.1906 г.) в Петербурге.

АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН

Физик-теоретик, один из основоположников современной физики. Известен прежде всего как автор теории относительности. Эйнштейн внес также значительный вклад в создание квантовой механики, развитие статистической физики и космологии. Лауреат Нобелевской премии по физике 1921 г. («за объяснение фотоэлектрического эффекта»).

Родился 14 марта 1879 г. в Ульме (Вюртемберг, Германия) в семье мелкого коммерсанта. Предки Эйнштейна поселились в Швабии около 300 лет назад, и ученый до конца жизни сохранил мягкое южногерманское произношение, даже когда говорил по-английски. Учился в католической народной школе в Ульме, затем, после переезда семьи в Мюнхен, в гимназии. Школьным урокам, однако, предпочитал самостоятельные занятия. В особенности привлекали его геометрия и популярные книги по естествознанию, и вскоре в точных науках он далеко опередил своих сверстников. К 16 годам Эйнштейн овладел основами математики, включая дифференциальное и интегральное исчисления. В 1895 г., не окончив гимназию, отправился в Цюрих, где находилось Федеральное высшее политехническое училище, пользовавшееся высокой репутацией. Не выдержав экзаменов по современным языкам и истории, поступил в старший класс кантональной школы в Аарау. По окончании школы, в 1896 г., Эйнштейн стал студентом Цюрихского политехникума. Здесь одним из его учителей был превосходный математик Герман Минковский (впоследствии именно он придал специальной теории относительности законченную математическую форму), так что Энштейн мог бы получить солидную математическую подготовку, однако большую часть времени он работал в физической лаборатории, а в остальное время читал классические труды Г. Кирхгофа, Дж. Максвелла, Г. Гельмгольца и др.

После выпускного экзамена в 1900 г. Эйнштейн в течение двух лет не имел постоянного места работы. Недолгое время он преподавал физику в Шаффгаузене, давал частные уроки, а затем по рекомендации друзей получил место технического эксперта в Швейцарском патентном бюро в Берне. В этом «светском монастыре» Эйнштейн проработал 7 лет (1902-1907) и считал это время самым счастливым и плодотворным периодом в своей жизни.

В 1905 г. в журнале «Анналы физики» («Annalen der Physik») вышли работы Эйнштейна, принесшие ему мировую славу. С этого исторического момента пространство и время навсегда перестали быть тем, чем были прежде (специальная теория относительности), квант и атом обрели реальность (фотоэффект и броуновское движение), масса стала одной из форм энергии (E = mc2).

Хронологически первыми были исследования Эйнштейна по молекулярной физике (начало им было положено в 1902 г.), посвященные проблеме статистического описания движения атомов и молекул и взаимосвязи движения и теплоты. В этих работах Эйнштейн пришел к выводам, существенно расширяющим результаты, которые были получены австрийским физиком Л. Больцманом и американским физиком Дж. Гиббсом. В центре внимания Эйнштейна в его исследованиях по теории теплоты находилось броуновское движение. В статье 1905 г. О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты (Über die von molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen) он с помощью статистических методов показал, что между скоростью движения взвешенных частиц, их размерами и коэффициентами вязкости жидкостей существует количественное соотношение, которое можно проверить экспериментально. Эйнштейн придал законченную математическую форму статистическому объяснению этого явления, представленному ранее польским физиком М. Смолуховским. Закон броуновского движения Эйнштейна был полностью подтвержден в 1908 г. опытами французского физика Ж. Перрена. Работы по молекулярной физике доказывали правильность представлений о том, что теплота есть форма энергии неупорядоченного движения молекул. Одновременно они подтверждали атомистическую гипотезу, а предложенный Эйнштейном метод определения размеров молекул и его формула для броуновского движения позволяли определить число молекул.

Если работы по теории броуновского движения продолжили и логически завершили предшествовавшие работы в области молекулярной физики, то работы по теории света, тоже базировавшиеся на сделанном ранее открытии, носили поистине революционный характер. В своем учении Эйнштейн опирался на гипотезу, выдвинутую в 1900 г. М. Планком, о квантовании энергии материального осциллятора. Но Эйнштейн пошел дальше и постулировал квантование самого светового излучения, рассматривая последнее как поток квантов света, или фотонов (фотонная теория света). Это позволяло простым способом объяснить фотоэлектрический эффект - выбивание электронов из металла световыми лучами, явление, обнаруженное в 1886 г. Г. Герцем и не укладывавшееся в рамки волновой теории света. Девять лет спустя предложенная Эйнштейном интерпретация была подтверждена исследованиями американского физика Милликена, а в 1923 г. реальность фотонов стала очевидной с открытием эффекта Комптона (рассеяние рентгеновских лучей на электронах, слабо связанных с атомами). В чисто научном отношении гипотеза световых квантов составила целую эпоху. Без нее не могли бы появиться знаменитая модель атома Н. Бора (1913) и гениальная гипотеза «волн материи» Луи де Бройля (начало 1920-х годов).

В том же 1905 г. была опубликована работа Эйнштейна К электродинамике движущихся тел (Zur Elektrodynamik der bewegter Körper). В ней излагалась специальная теория относительности, которая обобщала ньютоновские законы движения и переходила в них при малых скоростях движения (v < c). В основе теории лежали два постулата: специальный принцип относительности, являющийся обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические явления (в любых инерциальных, т. е. движущихся без ускорения системах все физические процессы - механические, электрические, тепловые и т. д. - протекают одинаково), и принцип постоянства скорости света в вакууме (скорость света в вакууме не зависит от движения источника или наблюдателя, т. е. одинакова во всех инерциальных системах и равна 3⋅1010 см/с). Это привело к ломке многих основополагающих понятий (абсолютность пространства и времени), установлению новых пространственно-временных представлений (относительность длины, времени, одновременности событий). Минковский, создавший математическую основу теории относительности, высказал мысль, что пространство и время должны рассматриваться как единое целое (обобщение евклидова пространства, в котором роль четвертого измерения играет время). Разным эквивалентным системам отсчета соответствуют разные «срезы» пространства-времени.

Исходя из специальной теории относительности, Эйнштейн в том же 1905 г. открыл закон взаимосвязи массы и энергии. Его математическим выражением является знаменитая формула E = mc2. Из нее следует, что любой перенос энергии связан с переносом массы. Эта формула трактуется также как выражение, описывающее «превращение» массы в энергию. Именно на этом представлении основано объяснение т. н. «дефекта массы». В механических, тепловых и электрических процессах он слишком мал и потому остается незамеченным. На микроуровне он проявляется в том, что сумма масс составных частей атомного ядра может оказаться больше массы ядра в целом. Недостаток массы превращается в энергию связи, необходимую для удержания составных частей. Атомная энергия есть не что иное, как превратившаяся в энергию масса. Принцип эквивалентности массы и энергии позволил упростить законы сохранения. Оба закона, сохранения массы и сохранения энергии, до этого существовавшие раздельно, превратились в один общий закон: для замкнутой материальной системы сумма массы и энергии остается неизменной при любых процессах. Закон Эйнштейна лежит в основе всей ядерной физики.

В 1907 г. Эйнштейн распространил идеи квантовой теории на физические процессы, не связанные с излучением. Рассмотрев тепловые колебания атомов в твердом теле и используя идеи квантовой теории, он объяснил уменьшение теплоемкости твердых тел при понижении температуры, разработав первую квантовую теорию теплоемкости. Эта работа помогла В. Нернсту сформулировать третье начало термодинамики.

В конце 1909 г. Эйнштейн получил место экстраординарного профессора теоретической физики Цюрихского университета. Здесь он преподавал только три семестра, затем последовало почетное приглашение на кафедру теоретической физики Немецкого университета в Праге, где долгие годы работал Э. Мах. Пражский период отмечен новыми научными достижениями ученого. Исходя из своего принципа относительности, он в 1911 г. в статье О влиянии силы тяжести на распространение света (Über den Einfluss der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtes) заложил основы релятивистской теории тяготения, высказав мысль, что световые лучи, испускаемые звездами и проходящие вблизи Солнца, должны изгибаться у его поверхности. Таким образом, предполагалось, что свет обладает инерцией и в поле тяготения Солнца должен испытывать сильное гравитационное воздействие. Эйнштейн предложил проверить это теоретическое соображение с помощью астрономических наблюдений и измерений во время ближайшего солнечного затмения. Провести такую проверку удалось только в 1919 г. Это сделала английская экспедиция под руководством астрофизика Эддингтона. Полученные ею результаты полностью подтвердили выводы Эйнштейна.

Летом 1912 г. Эйнштейн возвратился в Цюрих, где в Высшей технической школе была создана кафедра математической физики. Здесь он занялся разработкой математического аппарата, необходимого для дальнейшего развития теории относительности. В этом ему помогал его соученик Марсель Гросман. Плодом их совместных усилий стал труд Проект обобщенной теории относительности и теории тяготения (Entwurf einer verallgemeinerten Relativitatstheorie und Theorie der Gravitation, 1913). Эта работа стала второй, после пражской, вехой на пути к общей теории относительности и учению о гравитации, которые были в основном закончены в Берлине в 1915 г.

В Берлин Эйнштейн прибыл в апреле 1914 г., будучи уже членом Академии наук (1913), и приступил к работе в созданном Гумбольдтом университете - крупнейшем высшем учебном заведении Германии. Здесь он провел 19 лет - читал лекции, вел семинары, регулярно участвовал в работе коллоквиума, который во время учебного года раз в неделю проводился в Физическом институте.

В 1915 г. Эйнштейн завершил создание общей теории относительности. Если построенная в 1905 г. специальная теория относительности, справедливая для всех физических явлений, за исключением тяготения, рассматривает системы, движущиеся по отношению друг к другу прямолинейно и равномерно, то общая имеет дело с произвольно движущимися системами. Ее уравнения справедливы независимо от характера движения системы отсчета, а также для ускоренного и вращательного движений. По своему содержанию, однако, она являтся в основном учением о тяготении. Она примыкает к гауссовой теории кривизны поверхностей и имеет целью геометризацию гравитационного поля и действующих в нем сил. Эйнштейн утверждал, что пространство отнюдь не однородно и что его геометрическая структура зависит от распределения масс, от вещества и поля. Сущность тяготения объяснялась изменением геометрических свойств, искривлением четырехмерного пространства-времени вокруг тел, которые образуют поле. По аналогии с искривленными поверхностями в неевклидовой геометрии используется представление об «искривленном пространстве». Здесь нет прямых линий, как в «плоском» пространстве Евклида; есть лишь «наиболее прямые» линии - геодезические, представляющие собой кратчайшее расстояние между точками. Кривизной пространства определяется геометрическая форма траекторий тел, движущихся в поле тяготения. Орбиты планет определяются искривлением пространства, задаваемым массой Солнца, и характеризуют это искривление. Закон тяготения становится частным случаем закона инерции.

Для проверки общей теории относительности, которая основывалась на очень небольшом числе эмпирических фактов и представляла собой продукт чисто умозрительных рассуждений, Эйнштейн указал на три возможных эффекта. Первый состоит в дополнительном вращении или смещении перигелия Меркурия. Речь идет о давно известном явлении, в свое время открытом французским астрономом Леверье. Оно заключается в том, что ближайшая к Солнцу точка эллиптической орбиты Меркурия смещается за 1 тысячу лет на 43 дуговые секунды. Эта цифра превышает значение, следующее из ньютоновского закона тяготения. Теория Эйнштейна объясняет его как прямое следствие изменения структуры пространства, вызванное Солнцем. Второй эффект состоит в искривлении световых лучей в поле тяготения Солнца. Третий эффект - релятивистское «красное смещение». Оно заключается в том, что спектральные линии света, испускаемого очень плотными звездами, смещены в «красную» сторону, т.е. в сторону больших длин волн, по сравнению с их положением в спектрах тех же молекул, находящихся в земных условиях. Смещение объясняется тем, что сильное гравитационное воздействие уменьшает частоту колебаний световых лучей. Красное смещение было проверено на спутнике Сириуса - звезды с очень большой плотностью, а затем и на других звездах - белых карликах. Впоследствии оно было обнаружено и в поле земного тяготения при измерениях частоты γ -квантов с помощью эффекта Мёссбауэра.

Всего через год после опубликования работы по общей теории относительности Эйнштейн представил еще одну работу, имеющую революционное значение. Поскольку не существует пространства и времени без материи, т. е. без вещества и поля, отсюда с необходимостью следует, что Вселенная должна быть пространственно конечной (идея замкнутой Вселенной). Эта гипотеза находилась в резком противоречии со всеми привычными представлениями и привела к появлению целого ряда релятивистских моделей мира. И хотя статическая модель Эйнштейна оказалась в дальнейшем несостоятельной, основная ее идея - замкнутости - сохранила силу. Одним из первых, кто творчески продолжил космологические идеи Эйнштейна, был советский математик А.Фридман. Исходя из эйнштейновских уравнений, он в 1922 г. пришел к динамической модели - к гипотезе замкнутого мирового пространства, радиус кривизны которого возрастает во времени (идея расширяющейся Вселенной).

В 1916-1917 гг. вышли работы Эйнштейна, посвященные квантовой теории излучения. В них он рассмотрел вероятности переходов между стационарными состояниями атома (теория Н. Бора) и выдвинул идею индуцированного излучения. Эта концепция стала теоретической основой современной лазерной техники.

Середина 1920-х годов ознаменовалась в физике созданием квантовой механики. Несмотря на то что идеи Эйнштейна во многом способствовали ее становлению, вскоре обнаружились значительные расхождения между ним и ведущими представителями квантовой механики. Эйнштейн не мог примириться с тем, что закономерности микромира носят лишь вероятностный характер (известен его упрек, адресованный Борну, в том, что тот верит «в Бога, играющего в кости»). Эйнштейн не считал статистическую квантовую механику принципиально новым учением, а рассматривал ее как временное средство, к которому приходится прибегать, пока не удается получить полное описание реальности. На Сольвеевских конгрессах 1927 и 1930 г. разгорелись жаркие, полные драматизма дискуссии между Эйнштейном и Бором по поводу интерпретации квантовой механики. Эйнштейн не смог убедить ни Бора, ни более молодых физиков - Гейзенберга и Паули. С тех пор он следил за работами «копенгагенской школы» с чувством глубокого недоверия. Статистические методы квантовой механики казались ему «невыносимыми» с теоретико-познавательной и неудовлетворительными с эстетической точки зрения. Начиная со второй половины 1920-х годов Эйнштейн уделял много времени и сил разработке единой теории поля. Такая теория должна была объединить электромагнитное и гравитационное поля на общей математической основе. Однако те несколько работ, которые он опубликовал по этому вопросу, не удовлетворили его самого.

Между тем политическая ситуация в Германии становилась все более напряженной. К началу 1920 г. относятся первые организованные выходки против ученого. В феврале реакционно настроенные студенты вынудили Эйнштейна прервать лекцию в Берлинском университете и покинуть аудиторию. Вскоре началась планомерная кампания против создателя теории относительности. Ею руководила группа антисемитов, которая выступала под вывеской «Рабочее объединение немецких естествоиспытателей для сохранения чистой науки»; одним из ее основателей был гейдельбергский физик Ф. Ленард. В августе 1920 г. «Рабочее объединение» организовало в зале Берлинской филармонии демонстрацию против теории относительности. Вскоре в одной из газет появился призыв к убийству ученого, а спустя несколько дней в немецкой прессе были напечатаны сообщения, что Эйнштейн, оскорбленный травлей, намеревается покинуть Германию. Ученому была предложена кафедра в Лейдене, но он отказался, решив, что отъезд был бы предательством по отношению к тем немецким коллегам, которые его самоотверженно защищали, прежде всего к Лауэ, Нернсту и Рубенсу. Однако Эйнштейн выразил готовность принять звание экстраординарного почетного профессора в нидерландском Королевском университете, и голландская «выездная» профессура оставалась за ним вплоть до 1933 г.

Антисемитская травля в Берлине оказала существенное влияние на отношение Эйнштейна к сионизму. «Пока я жил в Швейцарии, я никогда не сознавал своего еврейства, и в этой стране не было ничего, что влияло бы на мои еврейские чувства и оживляло бы их. Но все изменилось, как только я переехал в Берлин. Там я увидел бедствия многих молодых евреев. Я видел, как их антисемитское окружение делало невозможным для них добиться систематического образования... Тогда я понял, что лишь совместное дело, которое будет дорого всем евреям в мире, может привести к возрождению народа». Таким делом ученый полагал создание независимого еврейского государства. Вначале он счел необходимым поддержать усилия по созданию Еврейского университета в Иерусалиме, что побудило его предпринять совместную поездку по США с главой сионистского движения, химиком Х. Вейцманом. Поездка должна была содействовать пропаганде сионистской идеи и сбору средств для университета. В США Эйнштейн прочел ряд научных докладов, в том числе в Принстонском университете.

В марте 1922 г. Эйнштейн отправился с лекциями в Париж, а осенью снова предпринял большую зарубежную поездку - в Китай и Японию. На обратном пути он впервые посетил Палестину. В Иерусалимском университете Эйнштейн рассказывал о своих исследованиях по теории относительности, беседовал с первыми еврейскими переселенцами. После 1925 г. Эйнштейн не предпринимал дальних путешествий и жил в Берлине, совершая лишь поездки в Лейден для чтения лекций, а летом в Швейцарию, на побережье Северного или Балтийского моря. Весной 1929 г. по случаю пятидесятилетия ученого магистрат Берлина подарил ему участок лесистой местности на берегу Темплинского озера. В просторном, удобном доме Эйнштейн проводил много времени. Отсюда он уплывал на парусном ялике, часами курсируя по озерам.

Начиная с 1930 г. Эйнштейн проводил зимние месяцы в Калифорнии. В Пасаденском технологическом институте ученый читал лекции, в которых рассказывал о результатах своих исследований. В начале 1933 г. Эйнштейн находился в Пасадене, и после прихода Гитлера к власти никогда более не ступал на немецкую землю. В марте 1933 г. он заявил о своем выходе из Прусской Академии наук и отказался от прусского гражданства.

С октября 1933 г. Эйнштейн приступил к работе в Принстонском университете, а вскоре получил американское гражданство, одновременно оставаясь гражданином Швейцарии. Ученый продолжал свои работы по теории относительности; большое внимание уделял попыткам создания единой теории поля.

Находясь в США, ученый старался любыми доступными ему средствами оказывать моральную и материальную поддержку немецким антифашистам. Его очень беспокоило развитие политической ситуации в Германии. Эйнштейн опасался, что после открытия деления ядра Ганом и Штрассманом у Гитлера появится атомное оружие. Тревожась за судьбу мира, Эйнштейн направил президенту США Ф.Рузвельту свое знаменитое письмо, которое побудило последнего приступить к работам по созданию атомного оружия. После окончания Второй мировой войны Эйнштейн включился в борьбу за всеобщее разоружение. На торжественном заседании сессии ООН в Нью-Йорке в 1947 г. он заявил об ответственности ученых за судьбы мира, а в 1948 г. выступил с обращением, в котором призывал к запрещению оружия массового поражения. Мирное сосуществование, запрещение ядерного оружия, борьба против пропаганды войны - эти вопросы занимали Эйнштейна в последние годы его жизни не меньше, чем физика.

Умер Эйнштейн в Принстоне (США) 18 апреля 1955 г. Его прах был развеян друзьями в месте, которое должно навсегда остаться неизвестным.

АНДРЕ МАРИ АМПЕР

Французский физик и математик. Родился 22 января 1775 г. в Полемье близ Лиона в аристократической семье. Получил домашнее образование. С 14 лет, прочитав Энциклопедию Д. Дидро и Ж. Д'Аламбера, увлекся естественными науками и математикой, изучал математические труды Л. Эйлера, Ж. Лагранжа и Бернулли, а в 18 лет - Небесную механику П. Лапласа и Аналитическую механику Ж. Лагранжа. С 1796 г. Ампер давал уроки в Лионе по математике, химии и языкам. В 1801 г. получил место преподавателя физики и химии в Центральной школе в Бур-ан-Бресе. В 1804 г. после издания небольшой, но имевшей успех работы Размышления о математической теории игр (Considérations sur la théorie mathématique de jeu) и завершения серии экспериментов с электрическими машинами Ампер поступил на работу в Лионский лицей, а через год получил приглашение читать лекции по математике в Политехнической школе в Париже. В 1809 г. Ампер стал профессором Политехнической школы, а в 1814 г. был избран членом Академии наук. Тогда же ученый приступил к исследованиям связи между электричеством и магнетизмом (этот круг явлений Ампер называл электродинамикой).

11 сентября 1820 г. Ампер присутствовал на заседании Академии, где сообщалось об открытии Х. Эрстедом действия электрического тока на магнитную стрелку. Проведя соответствующие эксперименты, ученый уже через несколько дней представил Академии первые полученные им важные результаты: он сформулировал правило для определения направления, в котором отклоняется стрелка вблизи проводника с током (правило Ампера), закон взаимодействия электрических токов (закон Ампера). Впоследствии разработал теорию магнетизма, согласно которой в основе всех магнитных взаимодействий лежат круговые молекулярные токи (теорема Ампера). Таким образом, он впервые указал на тесную связь между электрическими и магнитными процессами. В 1822 г. Ампер открыл магнитный эффект катушки с током - соленоида.

Умер Ампер в Марселе 10 июня 1836 г.

АНДРЕЙ ДМИТРИЕВИЧ САХАРОВ

Советский физик и правозащитник. Родился в Москве 21 мая 1921 г. В 1938 г. поступил на физический факультет МГУ, который окончил с отличием в 1942 г. В годы Второй мировой войны работал инженером на большом военном заводе в Ульяновске. Сделал несколько изобретений, написал ряд статей по теоретической физике и отослал их в Москву на рецензию. И хотя эти первые работы не были опубликованы, они, по словам самого Сахарова, дали ему «то чувство уверенности в своих силах, которое так необходимо каждому ученому». В 1945 г. Сахаров поступил в аспирантуру Физического института им. П. Н. Лебедева в Москве, где его научным руководителем стал И. Е. Тамм. В ноябре 1947 г. защитил диссертацию. В 1948 г. был включен в группу ученых, работавших над созданием ядерного оружия. Первое испытание советской водородной бомбы, «отцом» которой считается Сахаров, состоялось в 1953. Начиная с 1950 г. Сахаров вместе с Таммом занимался проблемами управляемого термоядерного синтеза. Ими был предложен принцип магнитной термоизоляции плазмы. В 1952 г. по инициативе Сахарова были начаты экспериментальные работы по созданию взрывомагнитных генераторов - устройств, в которых энергия взрыва химической или ядерной реакции преобразуется в энергию магнитного поля. В 1964 г. в ходе этих работ удалось получить рекордно большое магнитное поле - 25 млн. Гс. В 1953 г. Сахаров был избран действительным членом АН СССР.

Работая над созданием термоядерного оружия, Сахаров как никто другой осознавал его огромную опасность для человечества. С конца 1950-х годов он стал активно выступать за ограничение его испытаний. Именно Сахаров убедил Н. С. Хрущева вступить в переговоры о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах, завершившиеся подписанием Московского договора в 1963 г. В следующем году Сахаров выступил против попыток оживить дискредитировавшую себя теорию наследственности Т. Д. Лысенко. В 1967 г. участвовал в работе Комитета по защите Байкала. К 1966-1967 гг. относятся первые обращения Сахарова в защиту жертв политических репрессий. В статье Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе, опубликованной на Западе в 1968 г., Сахаров обращал внимание на опасность ядерной войны, пагубность политики диктаторских режимов и выступал за развитие открытых демократических обществ в СССР и США. После опубликования этой статьи Сахаров был отстранен от работ по секретной тематике и в 1969 г. вернулся в Физический институт, где занимался теорией элементарных частиц, теорией гравитации, космологией. В 1970 г. Сахаров стал одним из учредителей Московского комитета по правам человека. Он защищал своих коллег и друзей, подвергавшихся преследованиям со стороны властей, выступал за право на эмиграцию, отмену смертной казни, против принудительного лечения политических оппонентов режима в психиатрических больницах, высказывался по таким проблемам, как загрязнение окружающей среды. Правозащитная деятельность Сахарова была отмечена Нобелевской премией мира 1975 г.

В декабре 1979 г., сразу после ввода советских войск в Афганистан, Сахаров публично выступил с осуждением агрессии. Был лишен всех правительственных наград СССР (ордена Ленина, звания трижды Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской и Государственной премий). 22 января 1980 г. Сахаров был выслан в Горький, пробыл в изоляции от внешнего мира 7 лет, дважды объявлял голодовку в знак протеста против незаконных действий властей по отношению к его родным и близким. В декабре 1986 г. Сахаров был возвращен в Москву по распоряжению М. С. Горбачева.

В марте 1989 г. Сахаров был избран народным депутатом СССР от Академии наук. Стал одним из лидеров группы наиболее радикально настроенных депутатов, выступавших за быструю экономическую и политическую  децентрализацию  в  стране  и  отмену  привилегированного  положения  Коммунистической  партии.  Умер  Сахаров  в  Москве  14 декабря 1989 г.

АРМАН ИППОЛИТ ЛУИ ФИЗО

Французский физик. Родился 23 сентября 1819 г. в Париже в семье профессора медицины. Мечтая пойти по стопам отца, поступил на медицинский факультет Парижского университета. Из-за болезни был вынужден прервать учебу и уехать из столицы. Когда же он вернулся в Париж, то отказался от изучения медицины и решил заняться физикой. Поступил в Коллеж де Франс, где прослушал курс лекций известного физика-экспериментатора В. Реньо, посещал лекции в Политехнической школе. Учился в Парижской обсерватории под руководством Ф. Араго. В 1863 г. стал профессором Политехнической школы в Париже.

Первым серьезным достижением Физо в оптике были опыты по интерференции света с использованием монохроматического излучения. Они были поставлены им в 1846 г. совместно с Фуко, однако сотрудничество ученых длилось недолго, вскоре они порознь занялись проблемой измерения скорости света в земных условиях. В 1849 г. Физо поставил ставший классическим опыт по определению скорости света с помощью зубчатого колеса (метод Физо). Еще до постановки этого опыта, в 1848 г., Физо опубликовал теоретическую работу, в которой независимо от Доплера сформулировал идею о зависимости частоты света, воспринимаемой наблюдателем, от относительного движения источника и наблюдателя. Интерес к оптике движущихся тел привел Физо к постановке опытов по исследованию распространения света в движущейся воде, которые подтвердили формулу Френеля. Однако Физо полагал, что несмотря на это предположения, на которых основывается формула Френеля, впоследствии могут быть пересмотрены. Позже предположения Физо подтвердились: его опыты рассматриваются теперь как важное подтверждение релятивистского правила сложения скоростей. Физо сконструировал ряд приборов: индукционную катушку, интерференционный спектроскоп, дилатометр; он также исследовал кристаллы, занимаясь фотографией.

В 1875 г. Физо был избран членом Лондонского королевского общества, в 1866 г. награжден медалью Румфорда.

Умер Физо в Нантейе 18 сентября 1896 г.

АРХИМЕД

Величайший древнегреческий математик и механик.

Жизнь Архимеда. Уроженец греческого города Сиракузы на острове Сицилия, Архимед был приближенным управлявшего городом царя Гиерона (и, вероятно, его родственником). Возможно, какое-то время Архимед жил в Александрии - знаменитом научном центре того времени. То, что сообщения о своих открытиях он адресовал математикам, связанным с Александрией, например Эратосфену, подтверждает мнение о том, что Архимед являлся одним из деятельных преемников Эвклида, развивавших математические традиции александрийской школы. Вернувшись в Сиракузы, Архимед находился там вплоть до своей гибели при захвате Сиракуз римлянами в 212 г. до н.э.

Дата рождения Архимеда (287 г. до н.э.) определяется исходя из свидетельства византийского историка 12 в. Иоанна Цеца, согласно которому он «прожил семьдесят пять лет». Яркие картины его гибели, описанные Ливием, Плутархом и Валерием Максимом, различаются лишь в деталях, но сходятся в том, что Архимеда, занимавшегося в глубокой задумчивости геометрическими построениями, зарубил римский воин. Кроме того, Плутарх сообщает, что Архимед, «как утверждают, завещал родным и друзьям установить на его могиле описанный вокруг шара цилиндр с указанием отношения объема описанного тела к вписанному», что было одним из наиболее славных его открытий. Цицерон, который в 75 г. до н.э. был на Сицилии, обнаружил выглядывавшее из колючего кустарника надгробие и на нем - шар и цилиндр.

Легенды об Архимеде. В наше время имя Архимеда связывают главным образом с его замечательными математическими работами, однако в античности он прославился также как изобретатель различного рода механических устройств и инструментов, о чем сообщают авторы, жившие в более позднюю эпоху. Правда, авторство Архимеда во многих случаях вызывает сомнения. Так, считается, что Архимед был изобретателем т.н. архимедова винта, который служил для подъема воды на поля и явился прообразом корабельных и воздушных винтов, хотя, судя по всему, такого рода устройство использовалось и раньше. Не внушает особого доверия и то, что рассказывает Плутарх в Жизнеописании Марцелла. Здесь говорится, что в ответ на просьбу царя Гиерона продемонстрировать, как тяжелый груз может быть сдвинут малой силой, Архимед «взял трехмачтовое грузовое судно, которое перед этим с превеликим трудом вытянули на берег много людей, усадил на него множество народа и загрузил обычным грузом. После этого Архимед сел поодаль и стал без особых усилий тянуть на себя канат, перекинутый через полиспаст, отчего судно легко и плавно, словно по воде, «поплыло» к нему». Именно в связи с этой историей Плутарх приводит замечание Архимеда, что, «если бы имелась иная Земля, он сдвинул бы нашу, перейдя на ту» (более известный вариант этого высказывания сообщает Папп Александрийский: «Дайте мне, где стать, и я сдвину Землю»). Вызывает сомнение и подлинность истории, поведанной Витрувием, что будто бы царь Гиерон поручил Архимеду проверить, из чистого ли золота сделана его корона или же ювелир присвоил часть золота, сплавив его с серебром. «Размышляя над этой задачей, Архимед как-то зашел в баню и там, погрузившись в ванну, заметил, что количество воды, переливающейся через край, равно количеству воды, вытесненной его телом. Это наблюдение подсказало Архимеду решение задачи о короне, и он, не медля ни секунды, выскочил из ванны и, как был нагой, бросился домой, крича во весь голос о своем открытии: «Эврика! Эврика!» (греч. «Нашел! Нашел!»)».

Более достоверным представляется свидетельство Паппа, что Архимеду принадлежало сочинение Об изготовлении [небесной] сферы, речь в котором шла, вероятно, о построении модели планетария, воспроизводившей видимые движения Солнца, Луны и планет, а также, возможно, звездного глобуса с изображением созвездий. Во всяком случае Цицерон сообщает, что тот и другой инструмент захватил в Сиракузах в качестве трофеев Марцелл. Наконец, Полибий, Ливий, Плутарх и Цец сообщают о грандиозных баллистических и иных машинах, построеннных Архимедом для отражения римлян.

Математические труды. Сохранившиеся математические сочинения Архимеда можно разделить на три группы. Сочинения первой группы посвящены в основном доказательству теорем о площадях и объемах криволинейных фигур или тел. Сюда относятся трактаты О шаре и цилиндре, Об измерении круга, О коноидах и сфероидах, О спиралях и О квадратуре параболы. Вторую группу составляют работы по геометрическому анализу статических и гидростатических задач: О равновесии плоских фигур, О плавающих телах. К третьей группе можно отнести различные математические работы: О методе механического доказательства теорем, Исчисление песчинок, Задача о быках и сохранившийся лишь в отрывках Стомахион. Существует еще одна работа - Книга о предположениях (или Книга лемм), сохранившаяся лишь в арабском переводе. Хотя она и приписывается Архимеду, в своем нынешнем виде она явно принадлежит другому автору (поскольку в тексте имеются ссылки на Архимеда), но, возможно, здесь приведены доказательства, восходящие к Архимеду. Несколько других работ, приписываемых Архимеду древнегреческими и арабскими математиками, утеряны.

Дошедшие до нас работы не сохранили своей первоначальной формы. Так, судя по всему, I книга трактата О равновесии плоских фигур является отрывком из более обширного сочинения Элементы механики; кроме того, она заметно отличается от II книги, написанной явно позднее. Доказательство, упоминаемое Архимедом в сочинении О шаре и цилиндре, было утрачено ко 2 в. н.э. Работа Об измерении круга сильно отличается от первоначального варианта, и предложение II в ней скорее всего заимствовано из другого сочинения. Заглавие О квадратуре параболы вряд ли могло принадлежать самому Архимеду, так как в его время слово «парабола» еще не использовалось в качестве названия одного из конических сечений. Тексты таких сочинений, как О шаре и цилиндре и Об измерении круга, скорее всего, подвергались изменениям в процессе перевода с дорийско-сицилийского на аттический диалект.

При доказательстве теорем о площадях фигур и объемах тел, ограниченных кривыми линиями или поверхностями, Архимед постоянно использует метод, известный как «метод исчерпывания». Изобрел его, вероятно, Эвдокс (расцвет деятельности ок. 370 г. до н.э.) - по крайней мере, так считал сам Архимед. К этому методу время от времени прибегает и Эвклид в XII книге Начал. Доказательство с помощью метода исчерпывания, в сущности, представляет собой косвенное доказательство от противного. Иначе говоря, утверждение «А равно В» считается истинным в том случае, когда принятие противоположного утверждения, «А не равно В», ведет к противоречию. Основная идея метода исчерпывания заключается в том, что в фигуру, площадь или объем которой требуется найти, вписывают (или вокруг нее описывают, либо же вписывают и описывают одновременно) правильные фигуры. Площадь или объем вписанных или описанных фигур увеличивают или уменьшают до тех пор, пока разность между площадью или объемом, которые требуется найти, и площадью или объемом вписанной фигуры не становится меньше заданной величины. Пользуясь различными вариантами метода исчерпывания, Архимед смог доказать различные теоремы, эквивалентные в современной записи соотношениям S = 4r2 для площади поверхности шара, V = 4/3r3 для его объема, теореме о том, что площадь сегмента параболы равна 4/3 площади треугольника, имеющего те же оcнование и высоту, что и сегмент, а также многие другие интересные теоремы.

Ясно, что, используя метод исчерпывания (который является скорее методом доказательства, а не открытия новых соотношений), Архимед должен был располагать каким-то другим методом, позволяющим находить формулы, которые составляют содержание доказанных им теорем. Один из методов нахождения формул раскрывает его трактат О механическом методе доказательства теорем. В трактате излагается механический метод, при котором Архимед мысленно уравновешивал геометрические фигуры, как бы лежащие на чашах весов. Уравновесив фигуру с неизвестной площадью или объемом с фигурой с известной площадью или объемом, Архимед отмечал относительные расстояния от центров тяжести этих двух фигур до точки подвеса коромысла весов и по закону рычага находил требуемые площадь или объем, выражая их соответственно через площадь или объем известной фигуры. Одно из основных допущений, используемых в методе исчерпывания, состоит в том, что площадь рассматривается как сумма чрезвычайно большого множества плотно прилегающих друг к другу «материальных» прямых, а объем - как сумма плоских сечений, тоже плотно прилегающих друг к другу. Архимед считал, что его механический метод не имеет доказательной силы, но позволяет получить предварительный результат, который впоследствии может быть доказан более строгими геометрическими методами.

Хотя Архимед был в первую очередь геометром, он совершил ряд интересных экскурсов и в область численных расчетов, пусть примененные им методы и не вполне ясны. В предложении III сочинения Об измерении круга он установил, что число  меньше и больше. Из доказательства видно, что он располагал алгоритмом получения приближенных значений квадратных корней из больших чисел. Интересно отметить, что у него приведена и приближенная оценка числа , а именно: . В сочинении, известном под названием Исчисление песчинок, Архимед излагает оригинальную систему представления больших чисел. Эта система потребовалась ему, чтобы сосчитать, сколько песчинок понадобилось бы, чтобы заполнить Вселенную.

В труде О спирали Архимед исследовал свойства т.н. архимедовой спирали, записал в полярных координатах характеристическое свойство точек спирали, дал построение касательной к этой спирали, а также определил ее площадь.

В истории физики Архимед известен как один из основоположников успешного применения геометрии к статике и гидростатике. В I книге сочинения О равновесии плоских фигур он приводит чисто геометрический вывод закона рычага. По сути, его доказательство основано на сведении общего случая рычага с плечами, обратно пропорциональными приложенным к ним силам, к частному случаю равноплечего рычага и равных сил. Все доказательство от начала и до конца пронизано идеей геометрической симметрии.

В своем сочинении О плавающих телах Архимед применяет аналогичный метод к решению задач гидростатики. Исходя из двух допущений, сформулированных на геометрическом языке, Архимед доказывает теоремы (предложения) относительно величины погруженной части тел и веса тел в жидкости как с большей, так и с меньшей плотностью, чем само тело. В предложении VII, где говорится о телах более плотных, чем жидкость, выражен т.н. закон Архимеда, согласно которому «всякое тело, погруженное в жидкость, теряет по сравнению со своим весом в воздухе столько, сколько весит вытесненная им жидкость». В книге II содержатся тонкие соображения относительно устойчивости плавающих сегментов параболоида.

Значение работ Архимеда. В отличие от Эвклида, Архимеда вспоминали в античности лишь от случая к случаю. Если мы что-то знаем о его работах, то лишь благодаря тому интересу, который питали к ним в Константинополе в 6-9 в. Эвтокий, математик, родившийся в конце 5 в., прокомментировал по крайней мере три работы Архимеда, по-видимому, наиболее известные в то время: О шаре и цилиндре, Об измерении круга и О равновесии плоских фигур. Работы Архимеда и комментарии Эвтокия изучали и преподавали математики Анфимий из Тралл и Исидор из Милета, архитекторы собора св. Софии, возведенного в Константинополе в правление императора Юстиниана. Реформа преподавания математики, которую проводил в Константинополе в 9 в. Лев Фессалоникийский, по-видимому, способствовала собиранию работ Архимеда. Тогда же он стал известен мусульманским математикам. Теперь мы видим, что арабским авторам недоставало некоторых наиболее важных работ Архимеда, таких как О квадратуре параболы, О спиралях, О коноидах и сфероидах, Исчисление песчинок и О методе. Но в целом арабы овладели методами, изложенными в других работах Архимеда, и нередко блестяще ими пользовались.

Средневековые латиноязычные ученые впервые услышали об Архимеде в 12 в., когда появились два перевода с арабского на латынь его сочинения Об измерении круга. Лучший перевод принадлежал знаменитому переводчику Герарду Кремонскому, и в последующие три столетия он послужил основой многих изложений и расширенных версий. Герарду принадлежал также перевод трактата Слова сынов Моисеевых арабского математика 9 в. Бану Мусы, в котором приводились теоремы из сочинения Архимеда О шаре и цилиндре с доказательством, аналогичным приведенному у Архимеда. В начале 13 в. Иоанн де Тинемюэ перевел сочинение О криволинейных поверхностях, по которому видно, что автор был знаком с другой работой Архимеда - О шаре и цилиндре. В 1269 г. доминиканец Вильгельм из Мербеке перевел с древнегреческого весь корпус работ Архимеда, кроме Исчисления песчинок, Метода и небольших сочинений Задача о быках и Стомахион. Для перевода Вильгельм из Мербеке использовал две из трех известных нам византийских рукописей (рукописи А и В). Мы можем проследить историю всех трех. Первая из них (рукопись А), источник всех копий, снятых в эпоху Возрождения, по-видимому, была утрачена примерно в 1544 г. . Вторая рукопись (рукопись В), содержавшая работы Архимеда по механике, в том числе сочинение О плавающих телах, исчезла в 14 в. Копий с нее снято не было. Третья рукопись (рукопись С) не была известна до 1899 г., а изучать ее стали лишь с 1906 г. Именно рукопись С стала драгоценной находкой, так как содержала великолепное сочинение О методе, известное ранее лишь по отрывочным фрагментам, и древнегреческий текст О плавающих телах, исчезнувший после утраты в 14 в. рукописи В, которую использовал при переводе на латынь Вильгельм из Мербеке. Этот перевод имел хождение в 14 в. в Париже. Он использовался также Якобом Кремонским, когда в середине 15 в. тот предпринял новый перевод корпуса сочинений Архимеда, входивших в рукопись А (т.е. за исключением сочинения О плавающих телах). Именно этот перевод, несколько поправленный Региомонтаном, был опубликован в 1644 г. в первом греческом издании трудов Архимеда, хотя некоторые переводы Вильгельма из Мербеке были изданы в 1501 и 1543 г. После 1544 г. известность Архимеда начала возрастать, и его методы оказали значительное влияние на таких ученых, как Симон Стевин и Галилей, а тем самым, хотя и косвенно, воздействовали на формирование современной механики.

ВЕРНЕР КАРЛ ГЕЙЗЕНБЕРГ

Немецкий физик-теоретик, удостоенный в 1932 г. Нобелевской премии по физике за создание квантовой механики в матричной форме. Родился 5 декабря 1901 г. в Вюрцбурге. В 1920 г. поступил в Мюнхенский университет, где прослушал курс лекций по теоретической физике А. Зоммерфельда; окончил университет в 1923 г. В 1923-1927 гг. - ассистент М. Борна в Гёттингенском университете, в 1927-1941 гг. - профессор физики Лейпцигского и Берлинского университетов, с 1941 г. - директор Института физики Макса Планка в Берлине и профессор Гёттингенского университета.

Совместно с Н. Бором Гейзенберг выдвинул концепцию матричной механики, к которой пришел, пытаясь разрешить противоречия между классическими уравнениями движения и постулатами Бора. Гейзенберг постулировал, что элементарные частицы обладают волновыми свойствами и не наблюдаемы в традиционном смысле. Это - распространяющиеся в пространстве волновые «пакеты», которые в зависимости от характера исследования можно рассматривать либо как волны, либо как частицы. Каждой физической величине ставился в соответствие некий оператор, а операторы представлялись в виде бесконечных матриц (отсюда и название теории). На основе своей теории Гейзенберг произвел квантовомеханический расчет атома гелия, показав возможность существования его в двух различных состояниях.

В 1927 г. Гейзенберг сформулировал в математическом виде «принцип неопределенности», возникший из необходимости учета материального характера наблюдения за элементарной частицей. Согласно этому принципу, невозможно точно указать одновременно координаты частицы и ее импульс: чем точнее экспериментатор определит одну из этих характеристик, тем менее точным будет значение другой. В описание атомного объекта, его состояния и поведения вводился существенно новый момент - понятие вероятности.

В 1928 г. Гейзенберг совместно с П. Дираком выдвинул идею обменного взаимодействия, независимо от Я. И. Френкеля разработал квантовомеханическую теорию спонтанной намагниченности ферромагнетиков, основанную на обменном взаимодействии электронов. В 1929 г. совместно с В. Паули работал над построением теории квантовой электродинамики, ввел схему квантования полей. Пытался получить массы и другие характеристики элементарных частиц из единого полевого уравнения.

Среди трудов Гейзенберга - Физические принципы квантовой теории (Die physikalische Prinzipien der Quantentheorie, 1930), Физика и философия (Physik und Philosophie, 1958), Физика и за ее пределами (Physics and Beyond, 1971).

Умер Гейзенберг в Мюнхене 1 февраля 1976 г.

ВИЛЬГЕЛЬМ КОНРАД РЕНТГЕН

Немецкий физик, удостоенный в 1901 г.Нобелевской премии по физике за открытие лучей, названных его именем. Родился 27 марта 1845 г. в Леннепе близ Дюссельдорфа в семье состоятельного торговца и владельца суконной фабрики. Когда мальчику было три года, семья переехала в Голландию. Здесь он сначала посещал частную школу в Апельдоорне, потом техническое училище в Утрехте - родители намеревались передать ему сукновальное дело. Одновременно прослушал некоторые естественнонаучные лекции в Утрехтском университете. Не окончив училища, пытался сдать экстерном экзамены на аттестат зрелости в другом учебном заведении, но безуспешно. В 1865 г. отправился в Цюрих, чтобы изучать машиностроение в Высшей технической школе, где не требовался аттестат зрелости. За хорошие отметки, которые он привез из Утрехтского технического училища, был освобожден от вступительного экзамена - того самого, на котором провалился молодой Эйнштейн, прибывший в Цюрих по тем же причинам. Три года Рентген изучал машиностроение, проявив особый интерес к прикладной математике и технической физике. По окончании научно-инженерного курса по совету физика А. Кундта обратился к экспериментальной физике. Уже в 1869 г. получил за статью по теории газов степень доктора философии. В 1874 г. последовал за Кундтом в Страсбургский университет. В 1875 г. сдал экзамены на право преподавать физику и математику и стал профессором Высшей сельскохозяйственной школы в Гоенгейме. Через год вернулся в Страсбург, а в 1879 г. по рекомендации Г. Гельмгольца получил место профессора в Гисенском университете. Здесь он занимался в основном вопросами электромагнетизма и оптики и сделал  очень  важное  открытие: основываясь на электродинамике Фарадея - Максвелла, обнаружил магнитное поле движущегося заряда. Среди других его работ этого периода - исследования по физике кристаллов кварца.

В 1888 г. Рентген был приглашен в Вюрцбургский университет, в 1894 г. стал его ректором. В стенах этого университета 8 ноября 1895 г. он сделал открытие, которое принесло ему всемирную известность. Используя приборы, которые имелись в любой лаборатории, - искровой индуктор с прерывателем, газоразрядную трубку и флуоресцирующий экран - он заметил странное свечение кристаллов, лежавших на лабораторном столе. Бумажная ширма, покрытая платиносинеродистым барием, тоже светилась бледно-зеленым светом. В ходе дальнейших опытов с «невидимыми лучами» Рентген обнаружил другие загадочные явления: фотопленки, упакованные в светонепроницаемую бумагу и лежащие вблизи трубки, после проявления оказались засвеченными. Предметы, помещенные между трубкой и ширмой (книга, кусок алюминия, разновесы в деревянном ящике), пронизывались лучами в большей или меньшей степени. Но самый волнующий момент наступил, когда Рентген увидел кости своей руки, которую он держал между разрядным аппаратом и световым экраном. На протяжении почти двух месяцев Рентген в одиночестве работал в лаборатории над изучением свойств новых лучей: их отражением, поглощением, способностью ионизировать воздух. 28 декабря 1895 г. он выступил с первым сообщением о своем открытии перед Вюрцбургским физико-медицинским обществом. Открытие Рентгена сразу привлекло к себе внимание: брошюра с его докладом за несколько дней была издана пять раз и переведена на английский, французский, итальянский и русский языки, только в 1896 ему было посвящено более 50 публикаций. Однако сам ученый отверг предложение Берлинского электрического общества передать ему за большую сумму право на использование его изобретения, полагая, что оно должно стать достоянием всего общества. Природа таинственных лучей была объяснена лишь в 1912 г. физиками Лауэ, Фридрихом и Книппингом: они показали, что лучи образуются при столкновении катодных лучей, исходящих из разрядной трубки, со стенками трубки и распространяются во все стороны со скоростью света, а длина их волны меньше, чем у УФ-излучения.

В 1900 г. Рентген получил приглашение в университет Мюнхена. Профессором этого университета он оставался до 1920 г. В 1903-1906 гг. его ассистентом здесь был русский физик А. Ф. Иоффе.

Рентген был удостоен многих престижных наград - медали Б. Румфорда, Королевского отличия Баварской короны, ордена «Железный крест» и др.

Умер Рентген в Мюнхене 10 февраля 1923 г.

ВИЛЬГЕЛЬМ ЭДУАРД ВЕБЕР

Немецкий физик. Родился 24 октября 1804 г. в Виттенберге. Окончил университет в Галле (1826 г.). В 1831-1837 гг. - профессор физического факультета Гёттингенского университета. Вместе с другими преподавателями Вебер выступил против подавления конституционных прав королем Ганновера и в 1837 г. был уволен со своего поста. Несколько лет зарабатывал на жизнь уроками. В 1843-1849 гг. - профессор Лейпцигского университета, с 1849 г. - профессор Гёттингенского университета.

Основные работы Вебера посвящены электромагнетизму, а также акустике, теплоте, молекулярной физике. В 1825 г. он в соавторстве со своим братом Э. Вебером написал трактат о волновом движении. Наблюдал интерференцию звука (1826 г.), выдвинул идею звукозаписи (1830 г.). Совместно с К. Гауссом участвовал в разработке методов и аппаратуры для геомагнитных измерений; в 1833 г. ученые создали первый в Германии электромагнитный телеграф. Начиная с 1840 г. Вебер занимался разработкой систем электростатических и магнитных единиц. В 1846 г. вывел закон взаимодействия движущихся зарядов с учетом относительной скорости их перемещения. В 1856 г. совместно с Р. Кольраушем определил скорость света, исходя из отношения заряда конденсатора в электростатических и магнитных единицах. Полученное значение совпадало со скоростью света, вычисленной в результате оптических опытов А. Физо. Совпадение побудило Дж. Максвелла сделать вывод о том, что «свет состоит из поперечных колебаний той же самой среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений». Работы Вебера привели к независимому определению единицы электрического тока в электромагнитной системе единиц по величине создаваемого током магнитного поля. Именем Вебера названа единица магнитного потока.

Умер Вебер в Гёттингене 23 июня 1891 г.

ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ

Итальянский физик, механик и астроном, один из основателей естествознания Нового времени. Родился 15 февраля 1564 г. в Пизе в семье, принадлежавшей к знатному, но обедневшему флорентийскому роду. Отец Галилео, Винценцо, был известным музыковедом, но, чтобы содержать семерых детей, был вынужден не только давать уроки музыки, но и заниматься торговлей сукном. Начальное образование Галилео получил дома. В 1575 г., когда семья переехала во Флоренцию, он был направлен в школу при монастыре Валломброса, где изучал тогдашние «семь искусств», в частности грамматику, риторику, диалектику, арифметику, познакомился с работами латинских и греческих писателей. Опасаясь, что сын станет монахом, отец забрал его из монастыря в возрасте 15 лет под предлогом тяжелой болезни глаз, и следующие полтора года Галилео учился дома. Винценцо обучал его музыке, литературе, живописи, но желал видеть сына врачом, полагая, что медицина - занятие почтенное и прибыльное. В 1581 г. Галилео поступил по настоянию отца в Пизанский университет, где должен был изучать медицину. Однако лекции в университете он посещал нерегулярно, предпочитая им самостоятельные занятия геометрией и практической механикой. В это время он впервые познакомился с физикой Аристотеля, с работами древних математиков - Евклида и Архимеда (последний стал его настоящим учителем). В Пизе Галилей пробыл четыре года, а затем, увлекшись геометрией и механикой, оставил университет. К тому же у отца не было возможности платить за дальнейшее обучение. Галилей вернулся во Флоренцию. Здесь ему удалось найти замечательного учителя математики Остилио Риччи, который на своих занятиях обсуждал не только чисто математические проблемы, но и применял математику к практической механике, в особенности к гидравлике. Результатом четырехлетнего флорентийского периода жизни Галилея стало небольшое сочинение Маленькие гидростатические весы (La bilancetta, 1586). Работа преследовала чисто практические цели: усовершенствовав уже известный метод гидростатического взвешивания, Галилей применил его для определения плотности металлов и драгоценных камней. Он изготовил несколько рукописных копий своей работы и попытался их распространить. Этим путем он познакомился с известным математиком того времени - маркизом Гвидо Убальдо дель Монте, автором Учебника по механике. Монте сразу оценил выдающиеся способности молодого ученого и, занимая высокий пост генерал-инспектора всех крепостей и укреплений в герцогстве Тосканском, смог оказать Галилею важную услугу: по его рекомендации в 1589 г. последний получил место профессора математики в том самом Пизанском университете, где ранее был студентом. Ко времени пребывания Галилея на кафедре в Пизе относится его труд О движении (De Motu, 1590). В нем он впервые приводит доводы против аристотелевского учения о падении тел (по утверждению Аристотеля, «в безвоздушном пространстве все тела падают бесконечно быстро»). Позже эти доводы были сформулированы им в виде закона о пропорциональности пути, пройденного телом, квадрату времени падения. В 1591 г. умер отец Галилея, и ему пришлось взять на себя заботу об остальных членах семьи. К счастью, маркиз дель Монте добился для своего протеже места, более соответствовавшего его способностям: в 1592 г. Галилей занял кафедру математики Падуанского университета в Венецианской республике. Он должен был преподавать геометрию, механику, астрономию. Курс астрономии он читал, оставаясь в рамках официально принятых воззрений Аристотеля - Птолемея, и даже написал краткий курс геоцентрической астрономии. Однако его действительные взгляды на систему мироздания были совершенно иными, о чем говорят следующие строки из письма к Кеплеру (4 августа 1597 г.): «К мнению Коперника (о гелиоцентрической системе) я пришел много лет назад и, исходя из него, нашел причины многих естественных явлений». В первые годы своего профессорства Галилей занимался главным образом разработкой новой механики, построенной не по принципам Аристотеля. Он сформулировал более четко «золотое правило механики», которое вывел из открытого им более общего принципа, сформулированного в Трактате по механике (Le Meccaniche, 1594). В этом трактате, написанном для студентов, Галилей изложил основы теории простых механизмов, пользуясь понятием момента силы. Этот труд и записки по астрономии, распространившись среди студентов, создали автору славу не только в Италии, но и в других странах Европы. Кроме того, в устном преподавании Галилей часто пользовался итальянским языком, что привлекало на его лекции многочисленных студентов. В Падуанский период жизни Галилея (1592-1610 гг.) созрели его основные работы из области динамики: о движении тела по наклонной плоскости и тела, брошенного под углом к горизонту; к этому же времени относятся исследования о прочности материалов. Однако из всех своих работ того времени Галилей опубликовал только небольшую брошюру об изобретенном им пропорциальном циркуле, позволявшем производить различные расчеты и построения.

В 1608 г. до Галилея дошли вести о новых инструментах для наблюдения за отдаленными объектами - «голландских трубах». Используя свои познания в геометрической оптике, Галилей посвятил все свои труды изысканию научных начал и средств, которые делали бы возможным устройство инструментов подобного рода, и скоро нашел желаемое, основываясь на законах преломления света. Историки науки почти единодушно считают, что Галилей если не изобрел, то усовершенствовал телескоп. Он изготовил трубу с увеличением в 30 раз и в августе 1609 г. продемонстрировал ее сенату Венеции. С помощью своей трубы Галилей начал наблюдение ночного неба. Он обнаружил, что поверхность Луны очень напоминает земную - она такая же неровная и гористая; что Млечный Путь состоит из мириадов звезд; что у Юпитера есть по крайней мере четыре спутника («луны»). Эти спутники Галилей назвал «светилами Медичи» в честь герцога Тосканского Козимо II Медичи. В марте 1610 г. вышло небольшое сочинение Галилея на латинском языке, содержавшее обзор всех его телескопических открытий. Оно называлось Звездный вестник (Siderius Nuncius) и было издано очень большим по тому времени тиражом: 550 экземпляров, разошедшихся в течение нескольких дней. Галилей не только демонстрировал в телескоп небесные объекты своим согражданам, но и разослал экземпляры зрительной трубы по дворам многих европейских правителей. «Медичейские звезды» сделали свое дело: в 1610 г. Галилей был пожизненно утвержден в должности профессора Пизанского университета с освобождением от чтения лекций, и ему было назначено втрое большее жалование, чем он получал прежде. В том же 1610 г. Галилей перебрался во Флоренцию. Тому было множество причин: и его желание получить место при дворе герцога Тосканского (им к этому времени стал Козимо II Медичи), и семейные проблемы, и напряженные отношения с некоторыми коллегами в университете, не прощавшими его научных успехов и высокого жалования. Закончился 18-летний период пребывания Галилея в Падуе, по его признанию - самый спокойный и плодотворный.

Мысли, высказанные Галилеем в Звездном вестнике, никак не вписывались в рамки аристотелевского мировоззрения. Они совпадали со взглядами Коперника и Бруно. Так, Галилей считал Луну сходной по своей природе с Землей, а с точки зрения Аристотеля (и церкви), не могло быть и речи о подобии «земного» и «небесного». Далее, Галилей объяснял природу «пепельного света» Луны тем, что ее темная сторона в это время освещается светом Солнца, отраженным от Земли, а отсюда следовало, что Земля - лишь одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Аналогичные выводы Галилей делает и из своих наблюдений за движением спутников Юпитера: «...теперь имеется не только одна планета, вращающаяся вокруг другой и вместе с ней - вокруг Солнца, но целых четыре, путешествующих вокруг Юпитера и вместе с ним - вокруг Солнца». В октябре 1610 г. Галилей сделал новое сенсационное открытие. Он наблюдал фазы Венеры. Объяснение этому могло быть только одно: движение планеты вокруг Солнца и изменение положения Венеры и Земли относительно Солнца.

Против астрономических открытий Галилея посыпались возражения. Его оппоненты - немецкий астролог Мартин Хорки, итальянец Коломбе, флорентиец Францеско Сицци - выдвигали чисто астрологические и богословские аргументы, соответствовавшие учению «великого Аристотеля» и взглядам церкви. Однако вскоре открытия Галилея получили подтверждение. Существование спутников Юпитера констатировал Иоганн Кеплер; в ноябре 1610 г. Пейреск во Франции начал регулярные наблюдения за ними. А к концу 1610 г. Галилей сделал еще одно замечательное открытие: он усмотрел на Солнце темные пятна. Их видели и другие наблюдатели, в частности иезуит Христофер Шейнер, но последний считал пятна небольшими телами, обращающимися вокруг Солнца. Заявление Галилея о том, что пятна должны находиться на самой поверхности Солнца, противоречило представлениям Аристотеля об абсолютной нетленности и неизменности небесных тел. Спор с Шейнером поссорил Галилея с иезуитским орденом. В ход пошли рассуждения об отношении Библии к астрономии, споры по поводу пифагорейского (т. е. коперниканского) учения, выпады озлобленного духовенства против Галилея. Даже при дворе великого герцога Тоскансого стали холоднее относиться к ученому. 23 марта 1611 г. Галилей едет в Рим. Здесь находился влиятельный центр католической учености, т. н. Римская коллегия. Она состояла из ученых-иезуитов, среди которых были хорошие математики. Отцы-иезуиты сами вели астрономические наблюдения. Римская коллегия подтвердила, с некоторыми оговорками, действительность телескопических наблюдений Галилея, и на некоторое время ученого оставили в покое.

По возвращении во Флоренцию Галилей вступил в еще один научный спор - о плавании тел. По предложению герцога Тосканского он написал по этому вопросу специальный трактат - Рассуждение о телах, пребывающих в воде (Discorso intorno alle cose, che stanno in su l'aqua, 1612). В своем труде Галилей обосновывал закон Архимеда строго математически и доказывал ошибочность утверждения Аристотеля о том, что погружение тел в воду зависит от их формы. Католическая церковь, поддерживавшая учение Аристотеля, расценила печатное выступление Галилея как выпад против церкви. Ученому припомнили и его приверженность теории Коперника, которая, по мнению схоластов, не соответствовала Священному Писанию. Галилей ответил двумя письмами, носящими явно коперниканский характер. Одно из них - к аббату Кастелли (ученику Галилея) - послужило поводом к прямому доносу на Галилея в инквизицию. В этих письмах Галилей призывал придерживаться буквальной интерпретации любого фрагмента Библии, если только из какого-нибудь другого источника не следует «явное доказательство» того, что буквальное толкование приводит к ложным выводам. Такой заключительный вывод не противоречил мнению, высказанному ведущим римским теологом, кардиналом Беллармином, согласно которому, если бы было найдено «реальное доказательство» движения Земли, то в буквальную интерпретацию Библии следовало бы внести изменения. Поэтому против Галилея не было предпринято никаких действий. Тем не менее до него дошли слухи о доносе, и в декабре 1615 г. он едет в Рим. Защититься от обвинений в ереси Галилею удалось: прелаты и кардиналы, даже сам папа Павел V принимали его как ученую знаменитость. Тем временем, однако, был подготовлен удар по учению Коперника: 5 марта 1616 г. был опубликован декрет Священной Конгрегации по вопросам веры, в котором учение Коперника объявлялось еретическим, а его сочинение О вращении небесных сфер вносилось в «Индекс запрещенных книг». Имя Галилея не упоминалось, однако Священная Конгрегация поручила Беллармину «увещевать» Галилея и внушить ему необходимость отказаться от взгляда на теорию Коперника как на реальную модель, а не как на удобную математическую абстракцию. Галилей вынужден был подчиниться. Отныне он фактически не мог проводить какую бы то ни было научную работу, поскольку в рамках аристотелевских традиций он эту работу не мыслил. Но Галилей не смирился и продолжал осторожно собирать доводы в пользу учения Коперника. В 1632 г. после долгих мытарств был опубликован его замечательный труд Диалоги о двух важнейших системах мира - Птолемеевой и Коперниковой (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo ptolemaico e copernicano). Согласие на издание книги дал папа Урбан VIII (друг Галилея, бывший кардинал Маффео Барберини, вступивший на папский престол в 1623 г.), а Галилей в предисловии к книге, усыпляя бдительность цензуры, заявлял, что хотел лишь подтвердить справедливость запрещения учения Коперника. Свой знаменитый труд Галилей написал в виде бесед: три персонажа обсуждают различные доводы в пользу двух систем мироздания - геоцентрической и гелиоцентрической. Автор не становится на сторону ни одного из собеседников, но у читателя не остается сомнений в том, что победителем в споре является коперниканец.

Враги Галилея, ознакомившись с книгой, сразу поняли, что именно хотел сказать автор. Через несколько месяцев после выходы книги был получен приказ из Рима прекратить ее продажу. Галилей по требованию инквизиции прибыл в феврале 1633 г. в Рим, где против него начался процесс. Его признали виновным в нарушении церковных запретов и приговорили к пожизненному тюремному заключению. 22 июня 1633 г. он был вынужден, стоя на коленях, публично отречься от учения Коперника. Ему было предложено подписать акт о своем согласии впредь никогда не утверждать ничего, что могло бы вызвать подозрения в ереси. С учетом этих выражений покорности и раскаяния трибунал заменил тюремное заключение домашним арестом, и Галилей 9 лет оставался «узником инквизиции».

Сначала Галилей жил в доме своего друга архиепископа Сиены, где продолжил исследования по динамике, а затем возвратился на свою виллу под Флоренцией. Здесь, несмотря на папский запрет, он написал трактат Беседы и математические обоснования двух новых наук, касающихся механики и законов падения (Discorsi e dimonstrazioni mathematiche intorno à due nuove scienze attenenti alla meccanica ed movimenti locali), который в 1638 г. был опубликован в протестантской Голландии. Беседы по своей структуре похожи на Диалоги. В них фигурируют те же персонажи, один из которых является олицетворением старой науки, не укладывающейся в рамки науки, развиваемой Галилеем и другими передовыми учеными его эпохи. Этот труд подытожил мысли Галилея по различным проблемам физики; он содержал основные положения динамики, оказавшие огромное влияние на развитие физической науки в целом. Уже после выхода Бесед Галилей сделал свое последнее астрономическое открытие: он обнаружил либрацию Луны (небольшие периодические покачивания Луны относительно центра). В 1637 г. зрение Галилея стало ухудшаться, и в 1638 г. он полностью ослеп. Окруженный учениками (В. Вивиани, Э. Торричелли и др.), он тем не менее продолжал работать над приложениями к Беседам и над некоторыми экспериментальными проблемами. В 1641 г. здоровье Галилея резко ухудшилось. Он умер в Арчетри 8 января 1642 г. В 1737 г. была исполнена последняя воля Галилея: его прах был перенесен во Флоренцию, в церковь Санта-Кроче.

ГЕНРИХ РУДОЛЬФ ГЕРЦ

Немецкий физик. Родился 22 февраля 1857 г. в Гамбурге. Учился в Высшей технической школе в Дрездене, в Мюнхенском, а затем в Берлинском университете, по окончании которого в 1880 г. защитил докторскую диссертацию и стал ассистентом Г. Гельмгольца. За три года работы в Берлине опубликовал 15 статей на самые разные темы - от электромагнетизма до твердости материалов и испарения жидкостей. В 1883 г. стал доцентом кафедры теоретической физики в Кильском университете. В 1885-1889 гг. - профессор Высшей технической школы в Карлсруэ, с 1889 г. - профессор физики Боннского университета, преемник Р. Клаузиуса. Основные работы Герца относятся к области электродинамики, интерес к которой возник у него под влиянием Гельмгольца. Возможность заняться ею появилась у него в Карлсруэ в 1886 г., где оказались подходящие для экспериментов приборы. Но еще в Киле Герц написал теоретическую статью, посвященную электродинамике Максвелла, и был хорошо подготовлен к работе в этой области. В 1887 г. он предложил удачную конструкцию генератора электромагнитных колебаний (вибратор Герца) и метод их обнаружения (резонатор Герца). Наблюдая отражение, преломление, интерференцию, дифракцию и поляризацию электромагнитных волн, показал их тождественность излучению, предсказанному Максвеллом. Установил, что скорость распространения электромагнитных волн в воздухе равна скорости света. Развивая теорию Максвелла, он придал уравнениям электродинамики симметричную форму, что позволило обнаружить полную связь между электрическими и магнитными явлениями (электродинамика Максвелла - Герца). В 1887 г. впервые наблюдал внешний фотоэффект, исследуя влияние УФ-лучей на электрический разряд; изучал свойства катодных лучей. Работы Герца в области электродинамики послужили основой при создании беспроволочной телеграфии, радио и телевидения. Именем Герца названа единица частоты колебаний.

Умер Герц в Бонне 1 января 1894 г.

ГЕОРГ СИМОН ОМ

Немецкий физик. Родился 16 марта 1787 г. в Эрлангене в семье слесаря. Учился в Эрлангенском университете (1805-1806 гг.). Преподавал математику и физику в различных гимназиях. Докторскую диссертацию защитил в Эрлангенском университете. Преподавал в Бамберге, Кёльне, Берлине. Профессор Политехнической школы в Нюрнберге, Мюнхенского университета. Большинство открытий Ом сделал за 10-летний период своей работы в одной из школ Кёльна. В 1826 г. экспериментально открыл основной закон электрической цепи, связывающий между собой силу тока, напряжение и сопротивление. В математическом представлении закон Ома выражается простой формулой V = IR, где V - разность потенциалов (в вольтах) на концах проводника в неразветвленной цепи постоянного тока, I - сила тока (в амперах), R - сопротивление проводника (в омах). Ом показал также, что сопротивление зависит от материала проводника, прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения. В 1827 г. попытался вывести закон из теоретических положений, исходя из аналогии между распространением электричества и теплоты. Ом сопоставил закон для электрического тока с законом для теплового потока, сформулированным Фурье, по аналогии с разностью температур ввел понятие «падения электрических напряжений». Ему принадлежат понятия «электродвижущая сила» (э.д.с.), «проводимость». В 1830 г. Ом выполнил первые измерения э.д.с. источника тока.

Более поздние работы Ома посвящены акустике, в частности исследованию сложного состава звуков (наличия обертонов). В 1841 г. ученый был награжден медалью Копли, в 1842 г. стал членом Королевского общества.

Умер Ом в Мюнхене 7 июля 1854 г.

ГУСТАВ РОБЕРТ КИРХГОФ

Немецкий физик. Родился 12 марта 1824 г. в Кёнигсберге. В 1846 г. окончил Кёнигсбергский университет. Профессор университетов в Бреслау (ныне Вроцлав, Польша) (1850), Гейдельберге (с 1854) и Берлине (с 1875). Научную работу Кирхгоф начал, еще будучи студентом. В 1845-1847 гг., занимаясь исследованием электрический цепей, он открыл закономерности протекания тока в разветвленных цепях (правила Кирхгофа), в 1857 г. опубликовал статью о распространении переменного тока по проводам, результаты которой во многом предвосхитили идеи Максвелла, касающиеся электромагнитного поля. В 1859 г. Кирхгоф занялся анализом связи между процессами испускания и поглощения света. На эти исследования его натолкнули наблюдения, сделанные ранее Л. Фуко и Дж. Стоксом, о близости положения в спектре Солнца темных (фраунгоферовых) D-линий и линий испускания в спектре Na. Вскоре он обнаружил интересное явление - обращение линий испускания в спектре Na при пропускании через пламя солнечного света: на месте светлых линий испускания появлялись отчетливые темные. Как раз в это время к нему обратился Бунзен, занимавшийся анализом газов, основанным на наблюдении за изменением окраски пламени при введении в него разных элементов. Кирхгоф заметил, что метод анализа можно сделать более информативным, если наблюдать не просто окраску пламени, а его спектр. Совместная разработка этой идеи привела их к созданию спектрального анализа и открытию новых элементов - рубидия и цезия. В 1859 г. на заседании Прусской АН Кирхгоф сделал сообщение об открытии закона теплового излучения, согласно которому отношение испускательной способности тела к поглощательной одинаково для всех тел при одной и той же температуре (закон Кирхгофа). В 1862 г. он ввел понятие «абсолютно черного тела» и предложил его модель - полость с небольшим отверстием. Разработка проблемы излучения «абсолютно черного тела» в конечном счете привела к созданию квантовой теории излучения. Кирхгоф внес значительный вклад в обобщение теории дифракции Френеля, он занимался также теорией деформации твердых тел, колебанием пластин и дисков, движением тел в жидкой среде. Среди основных трудов ученого - Исследования спектра Солнца и спектров химических элементов (Untersuchungen über das Sonnenspectrum und die Spektren der chemischen Elemente, 1861-1862); Лекции по математической физике (Vorlesungen über mathematische Physik, Bd. 1-4, 1874-1894).

Умер Кирхгоф в Берлине 17 октября 1887 г.

ДЖЕЙМС КЛЕРК МАКСВЕЛЛ

Английский физик. Родился 13 июня 1831 г. в Эдинбурге в семье шотландского дворянина из знатного рода Клерков. Учился сначала в Эдинбургском (1847-1850 гг.), затем в Кембриджском (1850-1854 гг.) университетах. В 1855 г. стал членом совета Тринити-колледжа, в 1856-1860 гг. был профессором Маришал-колледжа Абердинского университета, с 1860 г. возглавлял кафедру физики и астрономии в Кингз-колледже Лондонского университета. В 1865 г. в связи с серьезной болезнью Максвелл отказался от кафедры и поселился в своем родовом поместье Гленлэр близ Эдинбурга. Продолжал заниматься наукой, написал несколько сочинений по физике и математике. В 1871 в Кембриджском университете занял кафедру экспериментальной физики. Организовал научно-исследовательскую лабораторию, которая открылась 16 июня 1874 г. и была названа Кавендишской - в честь Г. Кавендиша.

Свою первую научную работу Максвелл выполнил еще в школе, придумав простой способ вычерчивания овальных фигур. Эта работа была доложена на заседании Королевского общества и даже опубликована в его «Трудах». В бытность членом совета Тринити-колледжа занимался экспериментами по теории цветов, выступая как продолжатель теории Юнга и теории трех основных цветов Гельмгольца. В экспериментах по смешиванию цветов Максвелл применил особый волчок, диск которого был разделен на секторы, окрашенные в разные цвета (диск Максвелла). При быстром вращении волчка цвета сливались: если диск был закрашен так, как расположены цвета спектра, он казался белым; если одну его половину закрашивали красным, а другую - желтым, он казался оранжевым; смешивание синего и желтого создавало впечатление зеленого. В 1860 г. за работы по восприятию цвета и оптике Максвелл был награжден медалью Румфорда.

В 1857 г. Кембриджский университет объявил конкурс на лучшую работу об устойчивости колец Сатурна. Эти образования были открыты Галилеем в начале 17 в. и представляли удивительную загадку природы: планета казалась окруженной тремя сплошными концентрическими кольцами, состоящими из вещества неизвестной природы. Лаплас доказал, что они не могут быть твердыми. Проведя математический анализ, Максвелл убедился, что они не могут быть и жидкими, и пришел к заключению, что подобная структура может быть устойчивой только в том случае, если состоит из роя не связанных между собой метеоритов. Устойчивость колец обеспечивается их притяжением к Сатурну и взаимным движением планеты и метеоритов. За эту работу Максвелл получил премию Дж. Адамса.

Одной из первых работ Максвелла стала его кинетическая теория газов. В 1859 г. ученый выступил на заседании Британской ассоциации с докладом, в котором привел распределение молекул по скоростям (максвелловское распределение). Максвелл развил представления своего предшественника в разработке кинетической теории газов Р. Клаузиуса, который ввел понятие «средней длины свободного пробега». Максвелл исходил из представления о газе как об ансамбле множества идеально упругих шариков, хаотически движущихся в замкнутом пространстве. Шарики (молекулы) можно разделить на группы по скоростям, при этом в стационарном состоянии число молекул в каждой группе остается постоянным, хотя они могут выходить из групп и входить в них. Из такого рассмотрения следовало, что «частицы распределяются по скоростям по такому же закону, по какому распределяются ошибки наблюдений в теории метода наименьших квадратов, т. е. в соответствии со статистикой Гаусса». В рамках своей теории Максвелл объяснил закон Авогадро, диффузию, теплопроводность, внутреннее трение (теория переноса). В 1867 г. показал статистическую природу второго начала термодинамики («демон Максвелла»).

В 1831 г., в год рождения Максвелла, М. Фарадей проводил классические эксперименты, которые привели его к открытию электромагнитной индукции. Максвелл приступил к исследованию электричества и магнетизма примерно 20 лет спустя, когда существовали два взгляда на природу электрических и магнитных эффектов. Такие ученые, как А. М. Ампер и Ф. Нейман, придерживались концепции дальнодействия, рассматривая электромагнитные силы как аналог гравитационного притяжения между двумя массами. Фарадей был приверженцем идеи силовых линий, которые соединяют положительный и отрицательный электрические заряды или северный и южный полюсы магнита. Силовые линии заполняют все окружающее пространство (поле, по терминологии Фарадея) и обусловливают электрические и магнитные взаимодействия. Следуя Фарадею, Максвелл разработал гидродинамическую модель силовых линий и выразил известные тогда соотношения электродинамики на математическом языке, соответствующем механическим моделям Фарадея. Основные результаты этого исследования отражены в работе Фарадеевы силовые линии (Faraday's Lines of Force, 1857). В 1860-1865 гг. Максвелл создал теорию электромагнитного поля, которую сформулировал в виде системы уравнений (уравнения Максвелла), описывающих основные закономерности электромагнитных явлений: 1-е уравнение выражало электромагнитную индукцию Фарадея; 2-е - магнитоэлектрическую индукцию, открытую Максвеллом и основанную на представлениях о токах смещения; 3-е - закон сохранения количества электричества; 4-е - вихревой характер магнитного поля.

Продолжая развивать эти идеи, Максвелл пришел к выводу, что любые изменения электрического и магнитного полей должны вызывать изменения в силовых линиях, пронизывающих окружающее пространство, т. е. должны существовать импульсы (или волны), распространяющиеся в среде. Скорость распространения этих волн (электромагнитного возмущения) зависит от диэлектрической и магнитной проницаемости среды и равна отношению электромагнитной единицы к электростатической. По данным Максвелла и других исследователей, это отношение составляет 3·1010 см/с, что близко к скорости света, измеренной семью годами ранее французским физиком А. Физо. В октябре 1861 г. Максвелл сообщил Фарадею о своем открытии: свет - это электромагнитное возмущение, распространяющееся в непроводящей среде, т. е. разновидность электромагнитных волн. Этот завершающий этап исследований изложен в работе Максвелла Динамическая теория электромагнитного поля (Treatise on Electricity and Magnetism, 1864), а итог его работ по электродинамике подвел знаменитый Трактат об электричестве и магнетизме (1873).

Последние годы жизни Максвелл занимался подготовкой к печати и изданием рукописного наследия Кавендиша. Два больших тома вышли в октябре 1879 г. Умер Максвелл в Кембридже 5 ноября 1879 г.

ДЖЕЙМС ПРЕСКОТТ ДЖОУЛЬ

Английский физик. Родился в Солфорде близ Манчестера 24 декабря 1818 г. Получил домашнее образование. В течение нескольких лет его учил математике, физике, началам химии известный физик и химик Дж. Дальтон, под влиянием которого Джоуль уже в 19 лет начал экспериментальные исследования. В 1838 г. в журнале «Анналы электричества» («Annals of Electricity») появилась его статья с описанием электромагнитного двигателя, в 1840 г. он обнаружил эффект магнитного насыщения, в 1842 г. - явление магнитострикции. Под влиянием работ Фарадея обратился к изучению тепловых эффектов тока, результатом чего стало открытие закона, называющегося теперь законом Джоуля - Ленца (в 1842 г. независимо этот закон был открыт русским физиком Э. Х. Ленцем). Согласно этому закону, количество теплоты, выделяющейся в проводнике с током, пропорционально сопротивлению проводника и квадрату силы тока. В 1843 г. Джоуль занялся новой проблемой: доказательством существования количественного соотношения между «силами» разной природы, приводящими к выделению тепла. Первые его опыты состояли в измерении количества тепла, выделяющегося в сосуде с водой, в котором под действием опускающегося груза вращался электромагнит, а сам сосуд был помещен в магнитное поле. В этих опытах он впервые определил механический эквивалент теплоты (4,5 Дж/кал в современных единицах), а в последующие годы исследовал тепловые эффекты при продавливании жидкости через узкие отверстия (1844 г.), сжатии газа (1845 г.) и т. д. Все эти опыты привели Джоуля к открытию закона сохранения энергии. Впоследствии его именем была названа единица измерения всех видов энергии - механической, тепловой, электрической, лучистой и др. В 1847 г. Джоуль познакомился с У. Томсоном и исследовал вместе с ним поведение газов в различных условиях. Результатом этого сотрудничества стало открытие эффекта охлаждения газа при медленном адиабатическом протекании его через пористую перегородку (эффект Джоуля - Томсона). Этот эффект используется для ожижения газов. Кроме того, Джоуль построил термодинамическую температурную шкалу, рассчитал теплоемкость некоторых газов, вычислил скорость движения молекул газа и установил ее зависимость от температуры. Среди наград и почестей, которых был удостоен ученый, - золотая медаль Королевского общества (1852), медаль Копли (1866), медаль Альберта (1880). В 1872 и 1877 г. Джоуль был избран президентом Британской ассоциации по распространению научных знаний.

Умер Джоуль в Сейле 11 октября 1889 г.

ДЖОН ДАЛЬТОН

Английский физик и химик, сыгравший большую роль в развитии атомистических представлений применительно к химии. Родился 6 сентября 1766 г. в деревне Иглсфилд в Камбеоленде. Образование получил самостоятельно, если не считать уроков по математике, которые он брал у слепого учителя Дж. Гауфа. В 1781–1793 гг. преподавал математику в школе в Кендале, с 1793 г. – физику и математику в Нью-колледже в Манчестере.

Научная работа Дальтона началась с 1787 г. с наблюдений над воздухом. В течение последующих 57 лет он вел метеорологический дневник, в котором записал более 200 000 наблюдений. Во время ежегодных поездок по Озерному краю поднимался на вершины Скиддо и Хелвеллин, чтобы измерить атмосферное давление  и взять  пробы  воздуха.  В 1793 г.  опубликовал  свой  первый  труд – Метеорологические  наблюдения  и  этюды (Meteorological Observations and Essays), в котором содержатся зачатки его будущих открытий. Стремясь понять, почему газы в атмосфере составляют смесь с определенными физическими свойствами, а не располагаются друг под другом слоями соответственно своей плотности, он установил, что поведение данного газа не зависит от состава смеси; сформулировал закон парциальных давлений газов, обнаружил зависимость растворимости газов от их парциального давления. В 1802 г. Дальтон самостоятельно, независимо от Гей-Люссака, открыл один из газовых законов: при постоянном давлении с повышением температуры все газы расширяются одинаково (адиабатическое расширение). Открытые законы Дальтон пытался объяснить с помощью развиваемых им же атомистических представлений. Он ввел понятие атомной массы и, приняв за единицу массу атома водорода, в 1803 г. составил первую таблицу относительных атомных масс элементов. Исходя из закона постоянства состава соединений, установил, что в различных соединениях двух элементов на одно и то же количество одной составной части приходятся количества другой, относящиеся между собой как простые целые числа (закон кратных отношений). Дальтон рассматривал химические реакции как связанные друг с другом процессы соединения и разъединения атомов. Только так можно было объяснить, почему превращение одного соединения в другое сопровождается скачкообразным изменением состава. Поэтому каждый атом любого элемента должен, кроме определенной массы, обладать специфическими свойствами и быть неделимым. Однако Дальтон не делал различия между атомами и молекулами, называя последние сложными атомами. В 1804 он предложил систему химических знаков для «простых» и «сложных» атомов. Именем Дальтона назван дефект зрения – дальтонизм, которым страдал он сам и который описал в 1794 г.

В 1816 г. Дальтон был избран членом Французской академии наук, председателем Манчестерского литературно-философского общества, а в 1822 г. – членом Лондонского королевского общества. В 1832 г. Оксфордский университет присудил ему степень доктора юридических наук.

Умер Дальтон в Манчестере 27 июля 1844.

ЖАН БЕРНАР ЛЕОН ФУКО

Французский физик. Родился 18 сентября 1819 г. в Париже. По настоянию отца изучал медицину, но увлекся экспериментальной физикой. С 1845 г. - научный обозреватель газеты «Журнал дискуссий» («Journal des Débats»), с 1855 г. - сотрудник Парижской обсерватории, с 1862 г. - член Бюро долгот. Основные исследования относятся к оптике, механике, электромагнетизму. Вместе с А. Физо провел ряд оптических исследований, наиболее известное - наблюдение интерференции света. В 1849-1850 гг. измерил скорость света в воздухе и воде, используя быстро вращающееся зеркало. В 1851 г. провел эксперимент с маятником, доказавший вращение Земли вокруг оси. В 1852 г. изобрел гироскоп. В 1855 г. обнаружил нагревание проводящего материала вихревыми индукционными токами (токи Фуко). Разработал прецизионный способ изготовления зеркал для больших рефлекторов и предложил использовать вместо металлических зеркал более легкие и дешевые стеклянные, покрытые пленкой серебра.

Среди других изобретений Фуко - автоматический регулятор света для дуговой лампы, фотометр, поляризационная призма, пригодная для работы в УФ-области. Фуко был членом Лондонского королевского общества, Берлинской академии наук; награжден медалью Копли.

Умер Фуко в Париже 11 февраля 1868 г.

ЖОРЕС ИВАНОВИЧ АЛФЕРОВ

Русский физик. Родился 15 марта 1930 г. в Витебске. Его родители, убежденные коммунисты, назвали старшего сына (в возрасте 20 лет он погиб на войне) Марксом, а младшего - Жоресом, в честь основателя французской социалистической партии. Отец был «красным директором» разных военных заводов, семью бросало из города в город. Семилетку Жорес окончил на Сясьстрое (Урал), а в 1945 г. родители переехали в Минск; здесь в 1948 г. Алферов окончил 42-ю среднюю школу, где физику преподавал Я. Б. Мельцерзон - «учитель милостью божьей», ухитрившийся в разоренной школе, без физического кабинета, привить ученикам интерес и любовь к своему предмету. По его совету Алферов поступил в Ленинградский электротехнический институт на факультет электронной техники. В 1953 г. он окончил институт и как один из лучших студентов был принят на работу в Физико-технический институт в лабораторию В. М. Тучкевича. В этом институте Алферов работает и поныне, с 1987 г. - в качестве директора.

В первой половине 1950-х годов лаборатория Тучкевича начала разрабатывать отечественные полупроводниковые приборы на основе монокристаллов германия. Алферов участвовал в создании первых в СССР транзисторов и силовых германиевых тиристоров, а в 1959 г. защитил кандидатскую диссертацию, посвященную исследованию германиевых и кремниевых силовых выпрямителей. В те годы была впервые высказана идея использования не гомо-, а гетеропереходов в полупроводниках для создания более эффективных приборов. Однако многие считали работу над гетеропереходными структурами бесперспективной, поскольку к тому времени создание близкого к идеальному перехода и подбор гетеропар казались неразрешимой задачей. Однако на основе так называемых эпитаксиальных методов, позволяющих варьировать параметры полупроводника, Алферову удалось подобрать пару - GaAs и GaAlAs - и создать эффективные гетероструктуры. Он и сейчас любит пошутить на эту тему, говоря, что «нормально - это когда гетеро, а не гомо. Гетеро - это нормальный путь развития природы».

Начиная с 1968 г. развернулось соревнование ЛФТИ с американскими фирмами Bell Telephone, IBM и RCA: кто первый разработает промышленную технологию создания полупроводников на гетероструктурах. Отечественным ученым удалось буквально на месяц опередить конкурентов; первый непрерывный лазер на гетеропереходах был создан тоже в России, в лаборатории Алферова. Эта же лаборатория по праву гордится разработкой и созданием солнечных батарей, успешно примененных в 1986 г. на космической станции «Мир»: батареи проработали весь срок эксплуатации до 2001 г. без заметного снижения мощности.

Технология конструирования полупроводниковых систем достигла такого уровня, что стало возможным задавать кристаллу практически любые параметры: в частности, если расположить запрещенные зоны определенным образом, то электроны проводимости в полупроводниках смогут перемещаться лишь в одной плоскости - получится так называемая «квантовая плоскость». Если расположить запрещенные зоны иначе, то электроны проводимости смогут перемещаться лишь в одном направлении - это «квантовая проволока»; можно и вовсе перекрыть возможности перемещения свободных электронов - получится «квантовая точка». Именно получением и исследованием свойств наноструктур пониженной размерности - квантовых проволок и квантовых точек - занимается сегодня Алферов.

По известной физтеховской традиции Алферов многие годы сочетает научные исследования с преподаванием. С 1973 г. он заведует базовой кафедрой оптоэлектроники Ленинградского электротехнического института (ныне Санкт-Петербургский электротехнический университет), с 1988 г. он - декан физико-технического факультета Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Научный авторитет Алферова чрезвычайно высок. В 1972 г. он был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, в 1979 г. - ее действительным членом, в 1990 г. - вице-президентом Российской академии наук и Президентом Санкт-Петербургского научного центра РАН.

Алферов - почетный доктор многих университетов и почетный член многих академий. Награжден Золотой медалью Баллантайна (1971) Франклиновского института (США), Хьюлет-Паккардовской премией Европейского физического общества (1972), медалью Х. Велькера (1987), премией
А. П. Карпинского и премией А. Ф. Иоффе Российской академии наук, Общенациональной неправительственной Демидовской премией РФ (1999), премией Киото за передовые достижения в области электроники (2001).

В 2000 г. Алферов получил Нобелевскую премию по физике «за достижения в электронике» совместно с американцами Дж. Килби и Г. Крёмером. Крёмер, как и Алферов, получил награду за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов (Алферов и Крёмер получили половину денежной премии), а Килби - за разработку идеологии и технологии создания микрочипов (вторую половину).

ИСААК НЬЮТОН

Английский математик и естествоиспытатель, механик, астроном и физик, основатель классической физики.

Родился 25 декабря 1642 г. в Вулсторпе (графство Линкольншир). Отец Ньютона умер еще до его рождения, и, когда мальчику было два года, его мать вторично вышла замуж. Воспитанием Исаака занималась бабушка с материнской стороны. В возрасте 10 лет Ньютон был отдан в классическую школу в Грантеме. В 1656 г. мать Ньютона после смерти второго мужа вернулась в Вулсторп и забрала сына из школы с намерением сделать из него фермера. Однако он не проявил никаких наклонностей к фермерскому делу. Уступив настойчивым уговорам учителя Грантемской школы, мать наконец разрешила сыну готовиться к поступлению в Кембриджский университет. В июне 1661 г. Ньютон был принят в Тринити-колледж на правах сабсайзера - студента, в обязанности которого входило прислуживать преподавателям колледжа. Из записных книжек Ньютона того периода явствует, что он изучал арифметику, геометрию, тригонометрию, астрономию и оптику. Несомненно, большим стимулом для него стало общение с выдающимся математиком и теологом И. Барроу. В январе 1665 г. Ньютон получил степень бакалавра.

К тому времени Ньютон основательно продвинулся в разработке «метода флюксий» (анализе бесконечно малых). Когда в Кембридже вспыхнула эпидемия чумы, Ньютон вернулся в Вулсторп, где пробыл почти два года. Именно в этот период он записал свои первые мысли о всемирном тяготении. По словам Ньютона, импульсом к размышлениям о тяготении послужило яблоко, упавшее на его глазах в саду. Как явствует из записи разговора с Ньютоном в преклонном возрасте, в то время он пытался определить, какого рода силы могли бы удерживать Луну на ее орбите. Падение яблока навело его на мысль, что, возможно, на яблоко действует та же самая сила тяготения. Свою догадку он проверил, оценив, какой должна быть сила притяжения, если исходить из гипотезы о том, что она обратно пропорциональна квадрату расстояния (именно такова сила притяжения между Солнцем и планетами).

В Вулсторпе Ньютон поставил первые опыты по исследованию света. В то время белый свет считался однородным. Однако эксперименты с призмой сразу показали, что прошедший через нее пучок солнечного света разворачивается в разноцветную полоску (спектр). Выводы Ньютона, проверенные с помощью остроумных экспериментов, сводились к следующему: солнечный свет представляет собой комбинацию лучей всех цветов, сами же эти лучи монохроматичны, или, как говорил ученый, «гомогенеальны», и разделяются потому, что обладают разной преломляемостью.

В октябре 1667 г., после возвращения в Кембридж, Ньютона избрали младшим членом Тринити-колледжа; шесть месяцев спустя он стал одним из старших членов и вскоре получил степень магистра. Первые же эксперименты с призмами убедили его в том, что дальнейшее усовершенствование телескопа ограничено не столько трудностями вытачивания линз, сколько разной преломляемостью лучей разных цветов, из-за чего пучок белого света невозможно сфокусировать в одной точке. Хроматическая аберрация обусловлена различием в углах, на которые отклоняются при прохождении через линзу лучи света разных цветов и, следовательно, разных длин волн. Сегодня хроматическую аберрацию корректируют подбором линз, изготовленных из стекол с разными показателями преломления (такие комбинации линз называются ахроматами), но во времена Ньютона этот способ еще не был изобретен. Ньютон обратился к единственному практически возможному решению - конструированию зеркального телескопа (телескопа-рефлектора). Схему такого телескопа предложил в 1663 г. шотландский математик Дж. Грегори, но первым его построил Ньютон в 1668 г.

В 1669 г. Ньютон передал Барроу рукопись, известную под сокращенным латинским названием Об анализе (De analysi). Благодаря Барроу этот труд стал известен нескольким ведущим математикам Великобритании и континентальной Европы, но был опубликован лишь в 1711 г. К концу
1669 г. Барроу оставил кафедру в Кембриджском университете и употребил все свое влияние, чтобы его преемником стал Ньютон.

В 1671 г. Королевское общество удостоверило приоритет Ньютона в создании телескопа, опубликовав описание инструмента. В начале следующего года он был избран членом Королевского общества и вскоре получил предложение представить отчет об открытии сложной природы белого света. Отчет ученого произвел сильное впечатление, однако в ряде статей взгляды Ньютона были подвергнуты критике. Большинство возражений пришло из континентальной Европы, часть принадлежала Р. Гуку, куратору Королевского общества. Споры о приоритете усилили нетерпимость к возражениям, столь типичную для Ньютона в конце его жизни.

В последующие годы Ньютон занимался различными математическими, оптическими и химическими исследованиями, а в 1679 г. вернулся к проблеме планетных орбит. Идея о том, что сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния от Солнца до планет, которую он проверил приближенными выкладками в Вулсторпе, стала предметом широкого обсуждения. Именно такой закон следовал (для простого случая круговой орбиты) из третьего закона Кеплера, устанавливающего зависимость между периодами обращения планет вокруг Солнца и радиусами их орбит, и формулы центростремительного ускорения тела, движущегося по окружности, которую в 1673 г. вывел Х. Гюйгенс. Обратную задачу - определение орбиты из закона изменения силы с расстоянием, бывшую предметом обсуждения Гука, Рена и Галлея, - Ньютон решил около 1680 г. Ньютон доказал теорему о том, что сферически симметрично распределенная масса притягивает внешние тела так, как если бы вся масса была сосредоточена в центре.

В августе 1684 г. Галлей посетил Кембридж. Во время беседы о форме орбиты тела, движущегося под действием силы притяжения к неподвижному центру, обратно пропорциональной квадрату расстояния, Ньютон высказал предположение, что орбита будет иметь форму эллипса. Во время второго визита Галлею был показан трактат о движении, по просьбе Галлея представленный Королевскому обществу в феврале 1685 г. Этот трактат о законах движения лег в основу первой книги Математических начал натуральной философии (Philosophiae naturalis principia mathematica). Важную роль в создании Начал сыграл Галлей, который сглаживал разногласия между Ньютоном и Гуком, утверждавшим, что о законе обратной пропорциональности силы квадрату расстояния Ньютон узнал из его, Гука, сообщения. В порыве раздражения Ньютон даже решил было отказаться от издания третьей книги Начал, но Галлею удалось уговорить его не делать этого. Именно Галлей взял на себя все хлопоты, связанные с изданием, и оплатил все издержки. Летом 1687 г. Начала вышли из печати и сразу были признаны научным шедевром.

Несмотря на благосклонный прием труда, потребовалось еще пятьдесят лет для того, чтобы концепция Ньютона смогла ниспровергнуть теорию вихрей Р. Декарта. С самого начала в сочинении Ньютона видели доказательство существования в мироздании единого плана, указывающего на наличие Творца. Позднее идею неукоснительно действующего универсального закона стали связывать с материалистической и агностической философией.

За несколько месяцев до публикации Начал Ньютон приобрел известность  как  защитник  академических свобод. Король Яков II в феврале 1687 г. издал повеление, которым предписывал Кембриджу присвоить степень магистра некоему монаху ордена бенедиктинцев, не требуя от него обычной присяги на верность и послушание. Университет ответил категорическим отказом. Сенат назначил депутацию, в состав которой вошел и Ньютон. После низвержения короля Ньютон был избран представителем от университета в парламент, где заседал с января 1689 г. до его роспуска год спустя.

Работая над задачей о движении Луны, ученый вступил в переписку с Дж. Флемстидом, первым королевским астрономом. Однако отношения Ньютона и Флемстида оказались омраченными непониманием и ссорами. В 1698 г. Ньютон попытался продолжить работу над теорией орбиты Луны и возобновил отношения с Флемстидом, однако возникли новые трения, и Ньютон обвинил Флемстида в том, что тот утаивает часть наблюдений. Вражда между Ньютоном и Флемстидом не прекращалась вплоть до смерти последнего в 1719 г.

В 1696 г. усилиями друзей, пытавшихся подыскать для Ньютона должность на государственной службе, он был назначен смотрителем Монетного двора. Это потребовало от него постоянного пребывания в Лондоне. Ньютону было поручено руководство перечеканкой английской монеты. Имевшие тогда хождение монеты обесценились из-за мошеннической практики обрубания краев. Необходимо было наладить чеканку новых монет с насечкой по краю, имеющих стандартные массу и состав. Эта задача, требовавшая больших технических познаний и административного искусства, была успешно решена к 1699 г. Тогда же Ньютон был назначен на должность директора Монетного двора. Этот хорошо оплачиваемый пост ученый занимал до конца жизни.

В 1701 Ньютон отказался от кафедры в Кембридже и от должности члена совета Тринити-колледжа, а в 1703 г. был избран президентом Королевского общества. В 1704 г., после смерти своего главного оппонента, Гука, Ньютон выпустил свой второй фундаментальный труд - Оптику. В 1717 г. вышло второе издание со специальным приложением, содержащим общие рассуждения в форме Вопросов (Queries).

В 1705 г. Ньютон был возведен в рыцарское достоинство. К тому времени он стал признанным главой не только британских, но и европейских ученых. В последние два десятилетия жизни Ньютон подготовил второе и третье издания Начал (1713, 1726). Были опубликованы также второе и третье издания Оптики (1717, 1721). В эти же годы Ньютон оказался вовлеченным в долгий спор с Г. Лейбницем о приоритете в создании математического анализа. Спор, продолженный после смерти Лейбница его сторонниками, наполнил горечью последние годы жизни Ньютона и ослабил научные связи Великобритании с континентальной Европой, отрицательно сказавшись на развитии математической науки.

В 1664-1665 г. Ньютон предложил новую формулу, которую называют НЬЮТОНА БИНОМ и которая позволяет выписывать разложение алгебраической суммы двух слагаемых произвольной степени.

Слава Ньютона неразрывно связана с его приоритетом в систематическом применении математических методов к исследованию природы, а также в открытии закона тяготения. Ньютон упрочил основания динамики как надежной опоры механической картины мира, приложив ее законы к небесным явлениям. Достижения Ньютона в применении бесконечных рядов и в дифференциальном и интегральном исчислениях намного превосходят все, что было сделано до него, и поэтому Ньютона считают основоположником этих методов анализа.

Что касается влияния на развитие физической науки, то его трудно преуменьшить. Только к 20 в. основные положения, на которые опирался Ньютон, потребовали коренного пересмотра. Ревизия привела к созданию теории относительности и квантовой теории.

Ньютону принадлежат также многочисленные сочинения по теологии, хронологии, алхимии и химии.

В 1725 г. Ньютон вынужден был оставить Лондон и переехать в Кенсингтон. Умер Ньютон в Кенсингтоне 20 марта 1727 г.

ЛАЙНУС КАРЛ ПОЛИНГ

Американский химик и физик, удостоенный в 1954 г. Нобелевской премии по химии за исследования природы химической связи и определение структуры белков. Родился 28 февраля 1901 г. в Портленде (шт. Орегон). Окончил Калифорнийский технологический институт, в 1925 г. получил степень доктора. Стажировался в университетах Европы. Вернувшись в Америку, занял должность ассистента в Калифорнийском технологическом институте. Возглавил кафедру химии и химической технологии, с 1931 г. - профессор. В 1967-1969 гг. - профессор Калифорнийского университета, в  1969-1974 гг. - профессор Станфордского  университета, с  1975 г. - сотрудник Института медицинских исследований (ныне институт носит его имя).

Первые работы Полинга относятся к кристаллографии, именно за них он первым получил премию И. Ленгмюра Американского химического общества; в 1924 он ввел в эту науку понятие типа «дефектной структуры» в кристаллической решетке. В 1928-1931 гг. разработал квантовомеханический метод изучения строения молекул (наряду с американским физиком Дж. Слейером) - метод валентных связей, а также теорию резонанса, позволяющую объяснить строение углеродосодержащих соединений, прежде всего соединений ароматического ряда.

С начала 1940-х гг. Полинг начал заниматься исследованием биомолекул. Большое значение для развития молекулярной биологии и генетики человека имело открытие им в 1940 г. аномального гемоглобина S, выделенного из эритроцитов больного серповидноклеточной анемией. Высказанное им же предположение о молекулярной природе этого недуга полностью подтвердилось в 1961 г., когда было показано, что гемоглобин S отличается от нормального всего одним аминокислотным остатком. Используя методы квантовой механики и рентгеноструктурный анализ, Полинг создал основы структурного анализа белков (совместно с Дж. Берналом и У. Брэгом) (1946-1950). В 1951 г. он совместно с Р. Кори опубликовал серию блестящих работ, в которых была сформулирована концепция вторичной структуры белков - теория α-спирали. Кроме того, из этих работ стало ясно, что белки обладают и третичной структурой (α-спираль уложена в пространстве определенным образом). Помимо этих исследований, Полинг занимался изучением витаминов, в частности витамина С.

В 1946 г. Полинг был награжден медалью Д. Гиббса, в 1947 г. - медалью Г. Дэви, в 1951 г. - медалью Г. Льюиса. В 1933 г. он был избран в Национальную академию наук США. В 1949 г. стал президентом Американского химического общества, а в 1959 г. - иностранным членом АН СССР. Лауреат Нобелевской премии мира, присужденной ему за борьбу против испытаний ядерного оружия (1962), и Международной Ленинской премии «За укрепление мира между народами» (1970). В 1975 г. награжден правительством США Национальной медалью за научные достижения.

Среди основных трудов Полинга - Природа химической связи (The Nature of the Chemical Bond, 1939), Не бывать войне (No More War, 1958), Витамин С и простудные заболевания (Vitamin C and the Common Cold, 1970).

Умер Полинг в Биг-Суре (шт. Калифорния) 19 августа 1994 г.

ЛЕВ ДАВИДОВИЧ ЛАНДАУ

Русский физик-теоретик, удостоенный в 1962 г. Нобелевской премии по физике за пионерские работы в теории конденсированного состояния, в особенности жидкого гелия. Родился 9 (22) января 1908 г. в Баку. В 14 лет окончил 8-й класс средней школы и поступил в Бакинский государственный университет. В 1924 г. перевелся на физический факультет Ленинградского государственного университета, который окончил в 1927 г. С 1926 по 1929 г. - аспирант Ленинградского физико-технического института. В 1929 г. находился на стажировке у Н. Бора в Копенгагене, побывал в других научных центрах Европы. В 1931 г. вернулся в Ленинград и работал научным сотрудником Физико-технического института, в 1933 г. возглавил теоретический отдел Украинского физико-технического института в Харькове и кафедру теоретической физики Харьковского университета. В 1937 г. стал заведующим теоретическим отделом созданного П. Л. Капицей Института физических проблем в Москве, с 1943 г. - профессор МГУ. С 1947 по 1950 г. Ландау был также профессором МФТИ. Действительный член АН СССР (с 1946 г.), трижды лауреат государственной премии.

Как и большинство выдающихся физиков-теоретиков, Ландау отличался широтой научных интересов. Его первые работы были посвящены квантовой механике. В 1937 г. Ландау получил соотношение между плотностью уровней в ядре и энергией возбуждения, стал одним из создателей статистической теории ядра. В 1957 г. предложил «закон сохранения комбинированной четности» вместо обычного закона сохранения четности, нарушаемого при слабых взаимодействиях. Одно из центральных мест в исследованиях Ландау занимала термодинамика фазовых переходов II рода. Результатом их детального изучения стало создание теории фазовых переходов. В 1940-1941 гг. Ландау разработал теорию сверхтекучести жидкого гелия II, положившую начало физике квантовых жидкостей. В своем анализе опирался на понятия фононов и ротонов (высокоэнергетических возбуждений, связанных с вращательным движением). Дальнейшим развитием физики квантовых жидкостей стало создание в 1956 г. теории бозе- и ферми-жидкостей. В духе идей теории фазовых переходов Ландау совместно с В. Л. Гинзбургом построил в 1950 г. теорию сверхпроводимости. Существенных результатов достиг в области гидродинамики, физической кинетики и физики плазмы.

Значительное место в наследии Ландау занимает написанный им совместно с Е. М. Лившицем Курс теоретической физики.

Умер Ландау в Москве 1 апреля 1968 г.

ЛУИДЖИ ГАЛЬВАНИ

Итальянский анатом и физиолог. Родился 9 сентября 1737 г. в Болонье. В 1759 г. окончил Болонский университет, в 1762 г. получил степень доктора медицины. Преподавал медицину в Болонском университете, откуда незадолго до смерти был уволен за то, что отказался принести присягу Цизальпинской республике, основанной в 1797 г. Наполеоном Бонапартом. Известность Гальвани принесли его опыты по изучению мышечного сокращения. В 1771 г. он открыл феномен сокращения мышц препарированной лягушки под действием электрического тока. В самом этом факте с физической точки зрения не было ничего нового: явление электрической индукции было объяснено еще в 1779 г. Но Гальвани подошел к факту не как физик, а как физиолог, его заинтересовала способность мертвого препарата проявлять себя как живой материал. Он с величайшей тщательностью исследовал этот феномен, меняя самые разные параметры: положение в теле лягушки металлического провода с током, источники электричества и т. д. В одном из таких опытов, используя в качестве источника тока атмосферное электричество, он тщетно дожидался перемены в погоде и случайно прижал электроды, воткнутые в спинной мозг лягушки, к железной решетке, на которой она лежала. Появились такие же сокращения, как и во время опытов, проводимых в грозу. Вскоре Гальвани обнаружил, что мышцы сокращаются и в отсутствие внешнего источника тока, при простом наложении на них двух разных металлов, соединенных проводником. Гальвани объяснил это явление существованием «животного электричества», благодаря которому мышцы заряжаются подобно лейденской банке. Результаты наблюдений и теорию «животного электричества» он изложил в 1791 г. в работе Трактат о силах электричества при мышечном движении (De Viribus Electricatitis in Motu Musculari Commentarius). Открытие Гальвани произвело сенсацию. К его проверке приступил известный физик А. Вольта, вооруженный всеми имеющимися в то время электротехническими средствами, который и дал правильную физическую трактовку эффекта (1794 г.).

Умер Гальвани в Болонье 4 декабря 1798 г.

ЛЮДВИГ БОЛЬЦМАН

Австрийский физик. Родился 20 февраля 1844 г. в Вене в семье служащего. По окончании гимназии в Линце поступил в Венский университет, где учился у Й. Стефана и Й. Лошмидта. В 1866 г. защитил докторскую диссертацию, работал ассистентом у Стефана, затем стал приват-доцентом Венского университета. В 1869-1873 и 1876-1889 гг. - профессор теоретической физики в университете Граца. К этому времени относится расцвет творческой деятельности Больцмана. В 1886-1872 гг. он провел важнейшие исследования в области кинетической теории газов, вывел закон распределения молекул газа по скоростям, обобщив распределения Максвелла на случай, когда на газ действуют внешние силы (статистика Больцмана). Формула равновесного больцмановского распределения послужила основой классической статистической физики. В 1872 г., применив статистические методы к кинетической теории газов, вывел основное кинетическое уравнение газов. Установил фундаментальное соотношение между энтропией физической системы и вероятностью ее состояния, доказал статистический характер II начала термодинамики, что указало на несостоятельность гипотезы «тепловой смерти» Вселенной. В том же году доказал так называемую Н-теорему, утверждавшую, что Н-функция, характеризующая состояние замкнутой системы, не может возрастать во времени. Эти исследования Больцмана заложили основу термодинамики необратимых процессов.

Больцман впервые применил законы термодинамики к процессам излучения и в 1884 г. теоретически вывел закон теплового излучения, согласно которому энергия, излучаемая абсолютно черным телом, пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры. В 1879 г. этот закон был экспериментально установлен Й. Стефаном и известен теперь как закон Стефана - Больцмана.

Больцман был не только теоретиком, но и экспериментатором. Он провел первые опыты по проверке справедливости максвелловской теории электромагнетизма, измерил диэлектрические постоянные различных веществ, исследовал поляризацию диэлектриков.

В 1890 г. ученый переехал из Граца в Мюнхен, где до 1894 г. занимал кафедру теоретической физики. Затем работал в Венском и Лейпцигском университетах. В последние годы жизни читал лекции по физике.

Основные результаты исследований ученого представлены в его фундаментальных лекционных курсах - Лекции о максвелловской теории электричества и света (Vorlesungen über Maxwells Theorie der Elektrizitat und des Lichtes, Bd. 1-2, 1891-1893); Лекции по теории газов (Vorlesungen über Gastheorie, Bd. 1-2, 1896-1898); Лекции о принципах механики (Vorlesungen über die Prinzipien der Mechanik, Bd. 1-3, 1897-1920).

Жизнь Больцмана оборвалась трагически: он покончил с собой 5 сентября 1906 г. в Дуино (Италия).

МАЙКЛ ФАРАДЕЙ

Английский физик. Родился 22 сентября 1791 г. в предместье Лондона в семье кузнеца. С 12 лет работал разносчиком газет, затем учеником в переплетной мастерской. Занимался самообразованием, читал книги по химии и электричеству. В 1813 г. один из заказчиков подарил Фарадею пригласительные билеты на лекции Г. Дэви в Королевском институте, сыгравшие решающую роль в судьбе Фарадея. Благодаря Дэви он получил место ассистента в Королевской ассоциации.

В 1813-1815 гг., путешествуя вместе с Дэви по Европе, Фарадей посетил лаборатории ряда стран. Помогал Дэви в химических экспериментах, начал самостоятельные исследования по химии. Осуществил ожижение газов, получил бензол. В 1821 г. впервые наблюдал вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создал первую модель электродвигателя. В течение последующих 10 лет занимался исследованием связи между электрическими и магнитными явлениями, в 1831 г. открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе работы всех электрогенераторов постоянного и переменного тока.

В 1824 г. Фарадей  был  избран членом Королевского общества, в 1825 г. стал директором лаборатории в Королевской ассоциации. С 1833 г. состоял Фуллеровским профессором химии Королевского института, оставил этот пост в 1862 г. Широкую известность получили публичные лекции Фарадея. Используя огромный экспериментальный материал, Фарадей доказал тождественность известных тогда «видов» электричества: «животного», «магнитного», термоэлектричества, гальванического электричества и т. д. Стремление выявить природу электрического тока привело его к экспериментам по прохождению тока через растворы кислот, солей и щелочей. Результатом исследований стало открытие в 1833 г. законов электролиза (законы Фарадея). В 1845 г. Фарадей обнаружил явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). В том же году открыл диамагнетизм, в 1847 г. - парамагнетизм. Ввел ряд понятий - подвижности (1827), катода, анода, ионов, электролиза, электродов (1834); изобрел вольтметр (1833). В 1830-х годах предложил понятие поля, в 1845 г. впервые употребил термин «магнитное поле», а в 1852 г. сформулировал концепцию поля.

Основные работы по электричеству и магнетизму Фарадей представлял Королевскому обществу в виде серий докладов под названием Экспериментальные исследования по электричеству (Experimental Researches in Electricity). Кроме Исследований, Фарадей опубликовал работу Химические манипуляции (Chemical Manipulation, 1827). Широко известна его книга История свечи (A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle, 1861).

Умер Фарадей в Хэмптон-Корте 25 августа 1867 г.

МАРИЯ СКЛОДОВСКАЯ-КЮРИ

Французский физик и химик. Родилась 7 ноября 1867 г. в Варшаве в семье преподавателей. В 1883 г. окончила гимназию в Варшаве, несколько лет преподавала в одной из варшавских средних школ, давала частные уроки. В 1891–1894 гг. училась в Парижском университете, получила два диплома – по физике (1893) и математике (1894). В 1895 г. вышла замуж за французского физика Пьера Кюри и начала работать в его лаборатории в Школе индустриальной физики и химии в Париже. Занималась изучением свойств магнитных материалов. В 1897 г. начала исследования радиоактивного излучения солей урана. Обнаружила, что радиоактивность некоторых минералов, содержавших уран, намного интенсивнее, чем можно было ожидать, и предположила, что эти минералы (урановая смолка, хальколит и аутонит) содержат неизвестный радиоактивный элемент. В июле 1898 г. супруги Кюри открыли новый химический элемент, названный ими полонием, а в декабре – еще один, получивший название радий. В 1902 г. Склодовская-Кюри получила дециграмм чистой соли радия, определила атомную массу, физические и химические свойства этого элемента. В 1903 г. защитила докторскую диссертацию. В том же году за исследования радиоактивности супругам Кюри совместно с А. Беккерелем была присуждена Нобелевская премия по физике.

После гибели мужа в 1906 г. Мария Кюри заняла его кафедру в Парижском университете. Получила металлический радий и более точно определила его атомную массу. За эту работу в 1911 г. Мария Кюри была во второй раз удостоена Нобелевской премии (на этот раз по химии). В 1914 г. возглавила физико-химический отдел Института радия в Париже, основанного при ее участии.

Во время Первой мировой войны Мария Кюри организовала 220 передвижных рентгеновских установок для госпиталей Франции.

Умерла Мария Кюри в Салланше (Франция) 4 июля 1934 г.

МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ ЛОМОНОСОВ

Русский просветитель, ученый-энциклопедист, поэт, переводчик. Родился 8 (19) ноября 1711 г. в д. Денисовка (ныне с. Ломоносово) близ Холмогор Архангельской губ. в семье крестьянина-помора. Ходил с отцом на судах за рыбой в Белое море и Северный Ледовитый океан. Рано научился грамоте и к 14 годам прочел все книги, которые мог достать: Арифметику Магницкого, Славянскую грамматику Смотрицкого и Псалтирь рифмотворную Симеона Полоцкого. В декабре 1730 г. ушел с рыбным обозом в Москву.

В январе 1731 г. Ломоносов, выдав себя за дворянского сына, поступил в Московскую славяно-греко-латинскую академию, где получил хорошую подготовку по древним языкам и другим гуманитарным наукам. Латинский язык знал в совершенстве, впоследствии был признан одним из лучших латинистов Европы.

В начале 1736 г. как один из лучших студентов Ломоносов был направлен в университет при Петербургской академии наук, а осенью того же года - в Германию, в Марбургский университет, в котором 3 года обучался естественным и гуманитарным наукам. В 1739 г. отправился во Фрайбург, где изучал химию и горное дело в Горной академии. К этому времени относятся его первые поэтические и литературно-теоретические опыты. Ломоносов прислал в Россию Письмо о правилах российского стихотворства с приложенной к нему одой На взятие Хотина, в которой практически подтверждал провозглашенные в Письме правила русского силлабо-тонического стихосложения. Последовательно и смело развивал идеи, впервые высказанные В. К. Тредиаковским, и утверждал силлабо-тоническую систему как «природную» для русского языка. Его великим практическим открытием в этой области явился сжатый и энергичный ямбический  стих, с помощью которого он превратил свой  любимый  поэтический жанр - оду - в «урок царям», трибуну общественного мнения.

В 1741 г. Ломоносов вернулся в Россию. В 1742 г. был назначен адъюнктом Физического класса, а в 1745 г. - профессором химии (академиком) Петербургской академии наук. Сразу повел борьбу против «неприятелей наук российских» из числа иностранцев. Творчество Ломоносова было исключительно разносторонним. В его работах получили освещение почти все отрасли современного ему естествознания, горного дела и металлургии, математики, истории, филологии, языкознания, искусства, литературы. В 1748 г. он создал химическую лабораторию АН, в которой проводил научные исследования, в том числе разрабатывал состав стекла, фарфора и смальты, которую использовал для своих мозаик, созданных в 1751 г. Самостоятельно сконструировал приборы для химических исследований, оптические инструменты. Занимался астрономией, мореходным делом, краеведением, географией, метеорологией и другими науками. Ввел в употребление химические весы и заложил основы количественного анализа, опроверг флогистонную теорию горения, аргументы против которой позже изложил Лавуазье. В 1741-1761 гг. в башне Кунсткамеры, построенной в Петербурге Петром I, проводил астрономические наблюдения, химические и физические опыты.

В 1742 г. Ломоносов впервые в России начал читать публичные лекции на русском языке в Академии наук. В 1755 г. по инициативе Ломоносова и по его проекту был основан Московский университет, «открытый для всех лиц, способных к наукам», а не только для дворян. Ломоносов выступил организатором многих научных, технических и культурных начинаний, сыгравших огромную роль в развитии России. В 1758 г. ему было поручено «смотрение» за Географическим департаментом, Историческим собранием, университетом и гимназией при Академии наук.

Первым сочинением Ломоносова, касавшимся проблем языка, было написанное еще в Германии Письмо о правилах российского стихотворства (1739 г., опубликовано в 1778 г.), где он обосновывает применимость к русскому языку силлабо-тонического стихосложения.

Главным сочинением Ломоносова по языку была Российская грамматика, написанная в 1755 г. и выдержавшая 14 изданий. Это была первая получившая широкую известность грамматика русского языка, созданная в России. Использовав ряд идей старославянской грамматики Мелетия Смотрицкого (ок. 1578-1633), Ломоносов высказал ряд оригинальных идей. Сохраняя некоторые архаичные представления (например, восходящую к латинскому эталону схему частей речи), ко многим вопросам подходил по-новому, в частности, отделяя звуки от букв и рассматривая физиологические и акустические свойства звуков. В Грамматике дается первая классификация основных диалектов (наречий) русского языка. Четко разграничены русский и церковнославянский языки, определены их основные различия на разных уровнях организации звуковой системы.

Большое значение имело произведенное Ломоносовым стилистическое нормирование русского языка. Идеи о стилях русского языка Ломоносов впервые высказал в Кратком руководстве к красноречию... (1748); позднее писал об этом в Российской грамматике и более детально в сочинении О пользе книг церковных в российском языке (1758). Здесь Ломоносов создает получившую широкую известность концепцию «трех штилей» русского языка, призванную обосновать возможность и необходимость и при этом кодифицировать использование русского языка во всех функциональных стилях языкового общения.

Согласно Ломоносову, каждый литературный жанр должен писаться в определенном «штиле»: «высокий штиль» «потребен» для героических поэм, од, «прозаичных речей о важных материях»; средний - для стихотворных посланий, элегий, сатир, описательной прозы и др.; низкий - для комедий, эпиграмм, песен, «писаний обыкновенных дел». «Штили» упорядочивались прежде всего в области лексики, в зависимости от соотношения нейтральных (общих для русского и церковнославянского языков), церковнославянских и русских просторечных слов. «Высокий штиль» характеризуется сочетанием славянизмов с нейтральными словами, «средний штиль» строится на основе нейтральной лексики с добавлением некоторого количество славянизмов и просторечных слов, «низкий штиль» комбинирует нейтральные и просторечные слова. Такая программа давала возможность преодолеть русско-церковнославянскую диглоссию, еще заметную в первой половине 18 в., создать единый стилистически дифференцированный литературный язык. Теория «трех штилей» оказала значительное влияние на развитие русского литературного языка во второй половине 18 в. вплоть до деятельности школы
Н. М. Карамзина (с 1790-х годов), взявшей курс на сближение русского литературного языка с разговорным.

Поэтическое наследие Ломоносова включает в себя торжественные оды, философские оды-размышления Утреннее размышление о Божием величестве (1743) и Вечернее размышление о Божием величестве (1743), стихотворные переложения псалмов и примыкающую к ним Оду, выбранную из Иова (1751), дидактическое Письмо о пользе стекла (1752), незаконченную героическую поэму Петр Великий (1756-1761), сатирические стихотворения (Гимн бороде, 1756-1757 и др.), философский Разговор с Анакреоном (перевод анакреонтических од в соединении с собственными ответами на них; 1757-1761), героическую идиллию Полидор (1750), две трагедии, многочисленные стихи по случаю различных празднеств, эпиграммы, притчи, переводные стихи.

Вершиной поэтического творчества Ломоносова являются его оды, писавшиеся «на случай» - в связи с заметными событиями в жизни государства, например, к восшествию на престол императриц Елизаветы и Екатерины II. Ломоносов использовал торжественные поводы для создания ярких и величественных картин мироздания. Оды изобилуют метафорами, гиперболами, аллегориями, риторическими вопросами и др. тропами, создающими внутреннюю динамику и звуковое богатство стиха, проникнуты патриотическим пафосом, размышлениями о будущем России. В Оде на день восшествия на всероссийский престол Елизаветы Петровны (1747) он написал: «Науки юношей питают, / Отраду старым подают, / В счастливой жизни украшают, / В несчастный случай берегут». Как поэт Ломоносов воспевал то, над чем работал как ученый: «великое северное сияние», «пользу стекла», «превосходство новоизобретенной артиллерии пред старою» и т. п. Вместе с тем он не превращал своих стихи в рифмованные трактаты. Они полны величественных образов - например, солнце поэт назвал «Горящий вечно Океан», о ночном небе сказал: «Открылась бездна звезд полна; / Звездам числа нет, бездне дна». Особенность поэтического мировоззрения Ломоносова подметил впоследствии Н. В. Гоголь: «Сила восторга превратила натуралиста в поэта».

Характеристику личности Ломоносова дал А. С. Пушкин: «Соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенною силою понятия, Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшею страстию сей души, исполненной страстей. Историк, ритор, механик, химик, минералог, художник и стихотворец, он все испытал и все проник».

Русский ученый-энциклопедист знал и ценил философское творчество Лейбница и Декарта («Декарту мы особливо благодарны за то, что он ободрил ученых людей против Аристотеля и прочих философов - в их праве спорить и тем открыл дорогу к свободному философствованию»). Особое значение он придавал опытному познанию: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мыслей, порожденных только воображением». В то же время в своих гносеологических воззрениях Ломоносов стремился избегать крайностей сенсуализма, признавая исключительную роль рационального познания: «Те, кто, собираясь извлечь из опыта истины, не берет с собой ничего, кроме собственных чувств, по большей части должны остаться ни с чем, ибо они или не замечают лучшего и необходимейшего, или не умеют воспользоваться тем, что видят или постигают при помощи остальных чувств». Ученый не был склонен к мистицизму в понимании природы, утверждая, что «приписывать... физическое свойство тел божественной воле или какой-нибудь чудодейственной силе мы не можем». Ему казалось возможным и необходимым достижение гармонии между верой и разумом, наукой и религией: «Неверно рассуждает математик, если захочет циркулем измерить Божью волю, но не прав и богослов, если он думает, что на Псалтирье можно научиться астрономии или химии». Само научное познание для Ломоносова было своеобразным служением: «Испытание натуры трудно, однако приятно, полезно, свято». Один из основоположников новой светской российской культуры, Ломоносов был убежден, что научное и культурное творчество требуют высокого нравственного и даже религиозного вдохновения.

Умер Ломоносов в Петербурге 4 (15) апреля 1765 г.

НИЛЬС ХЕНРИК ДАВИД БОР

Датский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1922 г., присужденной за создание квантовой теории строения атома. Родился 7 октября 1885 г. в Копенгагене. Физическое образование получил в Копенгагенском университете, который окончил в 1908 г. Здесь же выполнил свою первую научную работу - экспериментальное и теоретическое исследование поверхностного натяжения воды (1907-1910), за которую был удостоен золотой медали Датского научного общества. В 1911 г. получил степень доктора философии, написав работу по электронной теории металлов. После защиты диссертации провел несколько месяцев в Кембридже в Кавендишской лаборатории у Дж. Дж. Томсона, затем направился в Манчестер, где работал под руководством Э. Резерфорда и читал курс математической физики. В 1916 г. стал профессором Копенгагенского университета, а с 1920 г. и до конца жизни руководил созданным им Институтом теоретической физики.

В 1943 г., спасаясь от преследований нацистов, Бор бежал из Дании - датские антифашисты переправили его в Швецию, откуда он перебрался в Англию, а затем в США. Здесь Бор консультировал физиков, работавших над созданием атомной бомбы, но не участвовал непосредственно в этой работе и выступал против применения атомного оружия. В 1945 г. он вернулся в Копенгаген и вознобновил работу в своем институте.

В 1917 г. Бор был избран членом Датского королевского научного общества, в 1939 г. - его президентом. С самого основания датской Комиссии по атомной энергии (1955) и Института теоретической ядерной физики (НОРДИТА, 1957) Бор был их бессменным председателем. Ученый создал целую школу физиков. В его Институте теоретической физики в разное время работали Ф. Блох, В. Вайскопф, Х. Краммерс, Л. Д. Ландау, Дж. Уилер и др.

Становление Бора как ученого происходило в очень острый для физики период, когда она вплотную подошла к изучению атомных процессов. Был накоплен огромный экспериментальный материал, весьма противоречивый с точки зрения известных законов и представлений о строении атома. Речь идет прежде всего о спектроскопических данных: неизменные, с дискретными линиями спектры атомов нельзя было объяснить в рамках планетарной модели строения атома, предложенной Резерфордом. Резерфордовский атом не согласовывался также с законами электродинамики Максвелла - Лоренца: при таком строении атом должен быть в высшей степени неустойчивым. Заслуга Бора состояла в том, что он устранил принципиальные недостатки модели Резерфорда, введя квантовые представления в теорию строения атома. В 1913 г. он создал свою теорию строения водородоподобного атома, основанную на двух постулатах, прямо противоречащих законам классической физики. Первый из них состоял в том, что электрон может находиться в атоме лишь на стационарных разрешенных орбитах, двигаясь по которым, он, вопреки законам электродинамики, не излучает энергию. Второй постулат утверждал, что электрон может скачком перейти на более близкую к ядру, также разрешенную орбиту, испустив при этом квант энергии, равный разности энергий атома в стационарных состояниях. Теория Бора позволила объяснить целый ряд экспериментальных фактов, в частности природу линейчатых спектров атомов и закономерности перехода от одного элемента к другому в периодической таблице Менделеева. В 1923 г. Бор пришел к идее оболочечной структуры атома, основанной на классификации электронных орбит по главному и азимутальному квантовым числам. В 1918 г. он сформулировал так называемый принцип соответствия, показывающий, при каких условиях существенны квантовые ограничения, а когда с достаточной степенью точности выполняются законы классической физики.

Большой вклад внес Бор и в развитие квантовой механики. В 1927 г. он сформулировал важный для ее понимания принцип дополнительности, породивший известные дискуссии с А. Эйнштейном о детерминизме.

Примерно с 1930-х годов круг интересов Бора все более сосредоточивался на проблемах ядерной физики. В 1936 г. он предложил общую теорию составного ядра, объясняющую механизм протекания ядерных реакций. Согласно Бору, ядерная реакция протекает в две стадии. На первой происходит захват налетающей частицы ядром и образование «составного ядра» с высокой энергией, подобного сильно нагретой капле жидкости. На второй стадии ядро отдает излишек энергии, испуская элементарную частицу или излучение (испарение капли). Тяжелое ядро может после захвата частицы распасться на два «осколка» сравнимых размеров. В 1939 г. Бор совместно с Дж. Уилером создал теорию деления ядер, в котором высвобождается огромное количество энергии, показал спонтанное деление урана. В 1940-1950-х годах ученый занимался вопросами взаимодействия элементарных частиц со средой.

Бор был членом многих иностранных научных обществ и академий, в том числе АН СССР (с 1929 г.). Среди наград ученого высший орден Дании - Орден Слона, медаль Гельмгольца. В 1957 г. ему была присуждена премия «Атом во имя мира». Бор - автор книг Теория спектров и строение атомов (Theory of Spectra and Atomic Constitution, 1922), Атомная теория и описание природы (Atomteorie og Naturbeskrivelse, 1929), Атомная физика и человеческое познание (Atomic Physics and Human Knowledge, 1958) и др.

Умер Бор в Копенгагене 18 ноября 1962 г.

ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА

Русский физик; удостоен в 1978 г. Нобелевской премии за фундаментальные открытия и изобретения в области физики низких температур. Родился 26 июня (8 июля) 1894 г. в Кронштадте. Окончил Кронштадское реальное училище (1912), затем Петроградский политехнический институт (1918). Руководителем дипломной работы Капицы был академик А. Ф. Иоффе. На его же кафедре Капица остался работать после окончания института. В 1921 г. вместе с Иоффе и другими учеными отправился в командировку в Англию. Занимался приобретением оборудования для научных учреждений России, работал в Кембриджском университете у Э. Резерфорда. Здесь выполнил исследования по α- и β-излучению, создал метод получения сильных магнитных полей. За эти работы в 1923 г. получил премию им. Дж. Максвелла. В том же году получил степень доктора философии в Кембриджском университете. С 1924 г. - помощник директора Кавендишской лаборатории. В 1925 г. был избран членом совета Тринити-колледжа, в 1929 г. - членом Лондонского королевского общества и членом-корреспондентом АН СССР. В 1930 г. возглавил лабораторию им. Монда Королевского общества, специально созданную для проведения работ под его руководством.

В 1934 г. Капица приехал в отпуск в СССР, но вернуться обратно в Кембридж ему не разрешили. В 1935 г. он возглавил Институт физических проблем в Москве. В 1939 г. был избран действительным членом Академии наук СССР. Лауреат Сталинских премий 1941 и 1943 г. по физике.

В 1946 г. Капица был снят с поста директора, и ему пришлось заниматься исследованиями в созданной им на даче домашней лаборатории. В 1939-1946 гг. был профессором МГУ, с 1947 г. - профессором МФТИ. В 1955 г. Капица был вновь назначен директором Института физических проблем. В том же году стал главным редактором «Журнала экспериментальной и теоретической физики».

Наибольшую известность Капице принесли его новаторские экспериментальные исследования в области физики низких температур, создание техники для получения импульсных сверхсильных магнитных полей, работы по физике плазмы. В 1924 г. ему удалось получить магнитное поле напряженностью 500 кГс. В 1932 г. Капица создал ожижитель водорода, в 1934 г. - ожижитель гелия, а в 1939 г. - установку низкого давления для промышленного получения кислорода из воздуха. В 1938 г. открыл необычное свойство жидкого гелия - резкое уменьшение вязкости при температуре ниже критической (2,19 К); это явление называют теперь сверхтекучестью. Эти исследования стимулировали развитие квантовой теории жидкого гелия, разработанной Л. Ландау. В послевоенный период внимание Капицы привлекает электроника больших мощностей. Им были созданы магнетронные генераторы непрерывного действия. В 1959 г. он экспериментально обнаружил образование высокотемпературной плазмы в высокочастотном разряде. Капица был членом многих зарубежных академий наук и научных обществ, награжден медалями М. Фарадея (1942), Б. Франклина (1944), М. В. Ломоносова (1959), Н. Бора (1964), Э. Резерфорда (1966).

Умер Капица в Москве 8 апреля 1984 г.

РОБЕРТ БОЙЛЬ

Английский химик и физик. Родился 25 января 1627 г. в замке Лисмор (графство Уотерфорд, Ирландия). В 1635 г. в возрасте 8 лет поступил в Итон. В 1638 г. вместе с наставником отправился в путешествие по странам Европы, учился во Флоренции и Женеве. В 1644 г. вернулся в Англию и поселился в своем имении Стелбридж. Занимался исследованиями в области естественных наук, уделяя вместе с тем много времени религиозным и философским вопросам. В 1654 г. переехал в Оксфорд, где оборудовал лабораторию и с помощью специально приглашенных ассистентов проводил опыты по физике и химии. Одним из таких ассистентов был Р. Гук. В 1660 г. Бойль усовершенствовал воздушный насос Герике и поставил с его помощью ряд опытов: продемонстрировал упругость воздуха, определил его удельный вес и т. д. В 1662 г. открыл закон изменения объема воздуха с изменением давления, который независимо от него установил в 1676 г. Э. Мариотт (закон Бойля – Мариотта). В 1668 г. Бойль получил степень почетного доктора физики Оксфордского университета; в том же году переехал в Лондон. В 1673 г. опубликовал результаты опытов по обжигу металлов в запаянных сосудах, которые ошибочно объяснял поглощением «корпускул» огня металлами. Правильную интерпретацию эти опыты получили столетие спустя в трудах Лавуазье. Среди других работ Бойля – исследование упругости твердых тел, поведения воды при затвердевании, гидростатических эффектов. В 1663 г. он открыл цветные кольца в тонких слоях, названные впоследствии ньютоновскими.

Умер Бойль в Лондоне 30 декабря 1691 г.

РОБЕРТ ЭНДРЮС МИЛЛИКЕН

Американский физик, удостоенный в 1923 г. Нобелевской премии по физике за работы по определению элементарного электрического заряда и изучению фотоэффекта. Родился в Моррисоне (шт. Иллинойс) 22 марта 1868 г. в семье священника. По окончании средней школы поступил в Оберлин-колледж (шт. Огайо). Со второго курса преподавал гимнастику там же и физику в средней школе. В 1891 г. продолжил учебу в Колумбийском университете, где впервые прослушал полноценный курс лекций по физике и заинтересовался этой наукой. По настоянию профессора университета М. Пьюпина, учившегося ранее в Кембридже, поехал в 1895 г. на стажировку в Германию. Перед самым отъездом судьба свела его еще с одним человеком, сыгравшим большую роль в его научной биографии, профессором Чикагского университета А. Майкельсоном. В 1896 г., работая в Гёттингенском университете, Милликен получил от Майкельсона телеграмму с предложением занять место ассистента в Чикагском университете. Отдав в заклад капитану одного из судов Американской транспортной линии все свое имущество, он отправился в Нью-Йорк. Следующие 25 лет Милликен провел в стенах Чикагского университета. Первые годы он занимался написанием приемлемых американских учебников по физике и преподаванием, а к научно-исследовательской работе приступил лишь в 40 лет. Проблемы для исследований он обычно выбирал из числа тех, которые увлекли его, когда он был в Европе. Одной из них было измерение заряда электрона. К началу 20 в. предпринимались многочисленные попытки решить эту проблему, но, по словам Г. Вильсона, ассистента Дж. Томсона, «после одиннадцати измерений нами было получено одиннадцать разных результатов». Милликен начал свои опыты в 1903 г., а в 1906 г. разработал «метод капель», который позволил измерить заряд отдельного электрона. Метод состоял в наблюдении за поведением мельчайших заряженных капелек воды в мощном электрическом поле и выявлении тех из них, заряд и масса которых находились в идеальном равновесии. В 1910-1914 гг. он провел большое количество опытов с капельками масла (чтобы исключить эффект испарения) и получил значение заряда электрона 4,774·10 -10 электростатических единиц. Тем самым была экспериментально доказана дискретность электрического заряда и впервые точно измерена его величина.

В 1912 г. Милликен обратился к другой проблеме - проверке уравнения Эйнштейна для фотоэффекта. В основе этого уравнения лежала корпускулярная теория света, а само уравнение устанавливало связь между энергией поглощенного веществом кванта, энергией вылетающего при этом электрона и так называемой «работой выхода» (энергией, необходимой для выбивания электрона из атома). В 1914 г. с помощью оригинального аппарата он полностью подтвердил правильность уравнения Эйнштейна для видимой и УФ-областей и определил постоянную Планка (6,57·10 -27 эрг·с -1). В 1925-1927 гг. Милликен занимался исследованием космических лучей с помощью ионизационной камеры. Он подтвердил их внеземное происхождение,  установил их  сложный  характер, обнаружив α−частицы, быстрые электроны, протоны, нейтроны, γ−кванты.

В 1921-1945 гг. Милликен возглавлял лабораторию Нормана Бриджа в Калифорнийском университете. В последние годы жизни занимался литературным трудом, обратившись к истории науки и религии.

Умер Милликен в Сан-Марино (шт. Калифорния) 19 декабря 1953 г.

ХЕНДРИК АНТОН ЛОРЕНЦ

Нидерландский физик, лауреат Нобелевской премии 1902 г. по физике, присужденной за объяснение эффекта Зеемана. Родился в Арнеме 18 июля 1853 г. Учился в Лейденском университете, работал преподавателем в вечерней школе. В 1875 г. защитил докторскую диссертацию, посвященную отражению и преломлению света с точки зрения электромагнетизма Максвелла.  В 1878-1913 гг. - профессор  Лейденского университета, с 1913 г. - директор физического кабинета Тейлеровского музея в Харлеме.

Работы Лоренца посвящены электродинамике, статистической физике, оптике, теории излучения, атомной физике. Основываясь на электромагнитной теории Максвелла и введя в учение об электричестве атомистические представления, Лоренц создал классическую электронную теорию (1880-1909 гг.). Одно из значительных научных достижений Лоренца - предсказание  расщепления  спектральных  линий в магнитном поле. В 1896 г. этот эффект был экспериментально подтвержден П. Зееманом, а в 1897 г. Лоренц предложил его теоретическое обоснование.

В 1892 г. Лоренц дал объяснение опыта Майкельсона - Морли (определение скорости движения Земли относительно неподвижного эфира), выдвинул (независимо от Дж. Фитцджеральда) гипотезу о сокращении размеров тел в направлении их движения (сокращение Лоренца - Фитцджеральда). В 1895 г. ввел понятие локального времени (время для движущихся тел протекает иначе, чем для покоящихся). В 1904 г. вывел формулы, связывающие между собой координаты и время для одного и того же события в двух разных инерциальных системах отсчета (преобразование Лоренца). Из этих формул следовали все кинематические эффекты специальной теории относительности. В том же году получил формулу, связывающую массу электрона со скоростью его движения.

Среди других работ Лоренца - создание теории дисперсии света, объяснение зависимости электропроводности вещества от теплопроводности, вывод формулы, связывающей диэлектрическую проницаемость диэлектрика с плотностью, получение зависимости показателя преломления вещества от его плотности (формула Лоренца), определение силы, действующей на заряд, движущийся в электрическом поле (сила Лоренца). Известны также работы Лоренца по кинетической теории газов, электронной теории металлов.

Умер Лоренц в Харлеме 4 февраля 1928 г.

ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД

Английский физик, удостоенный в 1908 г. Нобелевской премии по химии за исследования по превращению элементов и химии радиоактивных веществ. Родился 30 августа 1871 г. в Спринг-Гроуве (Новая Зеландия). В 1894 г. окончил университет в Крайстчёрче. В 1895-1898 гг. занимался исследованиями в Кавендишской лаборатории в Кембридже под руководством Дж. Томпсона. В 1898 г. стал  профессором  физики  Макгильского  университета в Монреале. В 1907 г. вернулся в Англию. В 1907-1919 гг. - профессор физики Манчестерского университета, с 1919 г. - профессор Кембриджского университета и директор Кавендишской лаборатории, в 1920 г. - профессор физики Королевской ассоциации в Лондоне.

В каждой из трех областей науки, которыми занимался Резерфорд (радиоактивность, атомная и ядерная физика), он сделал фундаментальные открытия, заложившие основы учения о радиоактивности и строении атома. В 1899 г. он открыл α- и β-излучения, в 1900 г. ввел понятие периода полураспада. В 1903 г. вместе с Ф. Содди разработал теорию радиоактивного распада и установил закон превращений радиоактивных элементов. В том же году доказал, что α-излучение - это поток положительно заряженных частиц. Какие именно это частицы - Резерфорд установил в 1909 г., после того как им совместно с Г. Гейгером в 1908 г. был сконструирован прибор для регистрации отдельных заряженных частиц (прототип счетчика Гейгера): ими оказались дважды ионизированные атомы гелия.

В 1906 г., изучая прохождение α-частиц через вещество, открыл их рассеяние, в 1911 г. установил закон рассеяния α-частиц на атомах различных элементов (формула Резерфорда). Эти эксперименты привели его в 1911 г. к открытию в атоме плотной «сердцевины» диаметром ≈10-12 см с положительным зарядом и к созданию новой модели строения атома - планетарной. В 1914 г. Резерфорд выдвинул идею об искусственном превращении атомных ядер, а в 1919 г. первым осуществил искусственную ядерную реакцию, бомбардируя быстрыми α-частицами атомы азота и получив при этом кислород. В 1933 г. совместно с М. Олифантом экспериментально доказал справедливость взаимосвязи массы и энергии в ядерных реакциях, в 1934 г. провел ядерную реакцию синтеза дейтрона с образованием трития.

В 1903 г. Резерфорд был избран членом Лондонского королевского общества, с 1925 по 1930 г. был его президентом. В 1908 г. был награжден «Орденом за заслуги», в 1931 г. стал пэром Англии, получив титул лорда Нельсона. Создал большую школу физиков, среди его учеников О. Ган, Г. Мозли, Дж. Червик, Д. Хевеши. У него учились известные советские физики П. Л. Капица, Ю. Б. Харитон и др. Резерфорд был членом всех академий наук мира, в том числе АН СССР (с 1925 г.).

Умер Резерфорд в Кембридже 19 октября 1937 г.

ЯН ДИДЕРИК ВАН-ДЕР-ВААЛЬС

Также Ваальс или Валс. Нидерландский физик, удостоенный Нобелевской премии по физике 1910 г. за вывод уравнений агрегатных состояний газов и жидкостей. Родился 23 ноября 1837 г. в Лейдене. Изучал физику в Лейденском университете. В 1873 г. представил докторскую диссертацию О непрерывности газообразного и жидкого состояния. С 1877 по 1907 г. - профессор физики Амстердамского университета.

Работы Ван-дер-Ваальса посвящены молекулярной физике и низкотемпературным явлениям. В 1873 г. ученый вывел уравнение состояния реального газа, учитывающее как собственный объем молекул, так и взаимодействие между ними (уравнение Ван-дер-Ваальса). Из этого уравнения следовало, что при определенных давлении, температуре и объеме вещество находится в критическом состоянии. Введя т.н. «приведенные параметры», Ван-дер-Ваальс получил уравнение состояния, не содержащее индивидуальных для каждого вещества констант; из этого уравнения следовал закон соответственных состояний. В 1890 г. Ван-дер-Ваальс открыл закон бинарных смесей, в 1894 г. разработал термодинамическую теорию капиллярности.

Умер Ван-дер-Ваальс в Амстердаме 9 марта 1923 г.