Приоритет физики

Главнейшие успехи физики определялись исследованиями атомов и элементарных частиц, электромагнитных полей и волн. Это резко расширило горизонты познания и ускорило технический прогресс. Электричество, электроника перешли из лабораторий в производство и быт.

Казалось, все меняется к лучшему. Были учреждены премии за открытия в различных науках. Это подняло престиж интеллектуального труда. Особый авторитет приобрели Нобелевские премии за выдающиеся достижения в физиологии и медицине, в физике и химии.

Нобель Альфред Бернхард

Нобель Альфред Бернхард (1833–1896) – шведский инженер, изобретатель, предприниматель. Родился в России, где его отец был директором порохового завода. Специального образования не получил. Изобрел динамит – смесь нитроглицерина с диатомитом (1867) и бездымный порох на нитроглицериновой основе баллистит (1888). Основал в ряде стран фабрики по производству взрывчатых веществ. Часть своего огромного состояния завещал для учреждения пяти ежегодных премий.

Альфред Нобель

Первую Нобелевскую премию по физиологии и медицине получил немецкий бактериолог Эмиль фон Беринг (1854–1917) «за работы по серотерапии, а прежде всего за ее использование в борьбе против дифтерии». Первую Нобелевскую премию по физике получил В. Рентген «за открытие лучей, которые носят его имя».

Рентген Вильгельм Конрад

Рентген Вильгельм Конрад (1845–1923) – немецкий физик, инженер. Окончив Цюрихский политехникум, защитил докторскую диссертацию. Работал в университетских лабораториях, проводил филигранные опыты, определяя физические свойства различных сред. С 1875 г. – профессор физики в ряде германских университетов. Исследовал электрические свойства кристаллов. Его опыты по измерению магнитного поля, создаваемого движущимися зарядами на изолированных друг от друга проводниках, сыграли важную роль в обосновании электронной теории Лоренца. Рентген открыл Х-лучи (1895), дав подробное описание их свойств.

Рентгеновские лучи произвели сенсацию. За год о них было написано около тысячи статей. Их начали использовать в медицине, а фамилией изобретателя назвали прибор, просвечивающий организм. Последовали сообщения об открытии все новых таинственных лучей и их действии на живые существа. Это были результаты самовнушения и некорректных опытов – кроме одного исключения.

Вильгельм Конрад Рентген за работой. Неизвестный художник

А. Пуанкаре предположил, что соли урана, которые светятся после солнечного облучения, могут излучать рентгеновские лучи. Его гипотезу решил проверить А. Беккерель, отец и дядя которого были физиками, членами Парижской АН, изучавшими фосфоресценцию и флюоресценцию. Гипотеза Пуанкаре подтвердилась.

Беккерель Антуан Анри

Беккерель Антуан Анри (1852–1908) – французский физик. Окончив Политехническую школу, работал там репетитором, а с 1982 г. стал профессором. Проводил исследования по электричеству, оптике, магнетизму, фотохимии, электрохимии, метеорологии. Наиболее крупное открытие – обнаружение «урановых лучей» (1896).

Он закрыл фотопластинку черной бумагой, положил на нее минерал, содержащий уран, и выставил на солнце. Проявив пленку, увидел силуэт образца. Сделал вывод: произошла флуоресценция, испускание рентгеновсих лучей. Однако и без облучения образец испускал лучи! Они ионизировали воздух, делали его электропроводным. Изучали этот феномен вслед за Беккерелем, П. Кюри и М. Склодовская-Кюри. Все они в 1903 г. стали лауреатами Нобелевской премии.

Кюри Пьер

Кюри Пьер (1850–1906) – французский химик и физик. Родился в Париже на улице Кювье в семье врача – бескорыстного и небогатого, твердых республиканских и антицерковных убеждений. Пьер получил домашнее образование. Учился в Сорбоннском университете, работал в физической лаборатории ассистентом.

Совместно со старшим братом Полем Жаном, исследуя кристаллы, открыл явление пьезоэлектричества (1880). Изучал парамагнитные, ферромагнитные и диамагнитные тела. Установил для парамагнетиков обратную пропорциональность между коэффициентом магнитной восприимчивости и абсолютной температурой (закон Кюри); обнаружил температуру, при которой железо теряет ферромагнитные свойства (точка Кюри). Вместе с женой Марией Склодовской открыл в 1898 г. радиоактивные элементы полоний и радий.

Как писала Склодовская-Кюри, он по-новому осмыслил понятие симметрии, «рассматривая ее как состояние пространства», характерное для данной среды. Устойчивое нарушение симметрии представляет возможность для изменения, развития, а потому: «Дисимметрия творит явление».

Пьер Кюри

В нобелевской речи Пьер Кюри сказал: «Нетрудно предвидеть, что в преступных руках радий может сделаться крайне опасным; и возникает вопрос, действительно ли полезно для человечества знать секреты природы, действительно ли оно достаточно зрело для того, чтобы их правильно использовать, или это знание принесет ему только вред. Пример сделанного Нобелем открытия в этом отношении характерен. Мощные взрывчатые вещества позволили людям совершить замечательные деяния, и они же явились страшным средством разрушения в руках великих преступников, толкающих народы на путь войн. Я принадлежу к числу тех, которые, подобно Нобилю, считают, что все же новые открытия в конечном счете приносят человечеству больше пользы, чем вреда».

Но как учесть меру добра и зла? Разве взрывы скал для прокладки дорог или для добычи полезных ископаемых сопоставимы с гибелью тысяч, а то и миллионов людей, с разрушением городов и сел, инженерных сооружений? Все зависит от того, кто и ради чего использует средства уничтожения. А опыт истории учит, что они попадают в распоряжение далеко не лучших представителей рода человеческого.

Склодовская-Кюри Мария

Склодовская-Кюри Мария (1867–1934) – польская, французская физик, химик. Родилась в Варшаве в семье учителя. Окончила Парижский университет. С 1895 г. работала в лаборатории Пьера Кюри. Вместе с ним исследовала радиоактивность.

Мария Склодовская-Кюри

После смерти мужа она возглавила его кафедру в Парижском университете. Руководила Радиевым институтом, продолжая изучение закономерностей радиоактивного распада и его воздействие на живые организмы. Ей – уникальный случай! – вторично присудили Нобелевскую премию «в знак признания ее вклада в развитие химии, который она внесла открытием элементов радия и полония, определением свойств радия и выделением радия в металлической форме, и, наконец, за ее эксперименты с этим элементом».

Лоренц Хендрик Антон

Лоренц Хендрик Антон (1853–1928) – голландский физик. Окончив Лейденский университет, преподавал в нем. В 22 года защитил докторскую диссертацию. В 1880 г. выдвинул электронную теорию на основе взаимодействия электромагнитного поля и создающих его заряженных частиц. Предположил, что атомы состоят из тяжелых положительно заряженных ядер и окружающих их электронов – источников электромагнитного поля. Объяснил ряд электрических и оптических явлений, предсказав новые; вывел зависимость между показателями преломления и плотностью вещества.

Эти идеи подтвердились в 1896, когда его соотечественник Питер Зееман (1865–1943) экспериментально доказал влияние сильного магнитного поля на предсказанное Лоренцем расщепление спектральных линий (эффект Зеемана). В 1902 г. Лоренца и Зеемана удостоили Нобелевской премии «за исследование влияния магнетизма на процессы излучения».

Лоренц создал электродинамику движущихся тел. Показал, что законы электромагнетизма одинаковы во всех равномерно движущихся системах отсчета и нашел формулы преобразований координат пространства и времени (преобразование Лоренца). Опираясь на его открытия, А. Эйнштейн создал теорию относительности и отозвался о нем: «Необычайное отсутствие у него человеческих слабостей не действовало унижающе на близких. Каждый чувствовал его превосходство, но оно никого не подавляло, потому что он… всегда проявлял доброжелательность ко всем».

Пуанкаре Анри

Пуанкаре Анри (1854–1912) – французский математик, физик, философ. Родился в г. Нанси в семье профессора медицины. С детства проявил незаурядные математические способности. Окончил Политехническую и Горную школы (Париж). Недолго проработав горным инженером, защитил диссертацию и стал преподавателем. Читал лекции в Канском и Парижском университетах; с 1886 г. – профессор, с 1887 г. – член Парижской АН.

Основные математические труды по теории дифференциальных уравнений «О кривых, определяемых дифференциальными уравнениями», 1880), аналитических функций, топологии. В области математической физики он исследовал колебания трехмерных континиумов, некоторые задачи теплопроводности, теории потенциала, электромагнитных колебаний. Сочинение по небесной механике: «О проблеме трех тел и об уравнениях динамики» (1889).

В работе «О динамике электрона» (1905) он одновременно с А. Эйнштейном изложил основы специальной теории относительности. Но не претендовал на приоритет в этом открытии. Создал труды по философии науки, научному методу (на основе физико-математических знаний и личного опыта): «Наука и гипотеза» (1902), «Ценность науки» (1905), «Наука и метод» (1908).

«Ученый изучает природу не потому, что это полезно; он исследует ее потому, что это доставляет ему наслаждение, а это дает ему наслаждение потому, что природа прекрасна… Я имею в виду ту более глубокую красоту, которая кроется в гармонии частей и которая постигается только чистым разумом».

С этим высказыванием Пуанкаре согласились бы едва ли не все крупные ученые XIX, начала ХХ в. Но со временем многое стало меняться…

Томсон Джозеф Джон

Томсон Джозеф Джон (1856–1940) – английский физик. С детства интересуясь техникой и науками, несмотря на материальные трудности, смог поступить в Тринити-колледж Кембриджского университета, где с 1884 г. – профессор экспериментальной физики, директор Кавендишской лаборатории.

Пропуская электрический ток сквозь разряженные газы, Томсон показал, что носитель отрицательного заряда во много раз легче, чем положительного. Так была открыта первая «заатомная» частица – электрон. Томсон определил, что масса ее «должна быть не более чем одна тысячная массы атома водорода» (1898).

В дальнейшем он разработал модель атома, заложив основы современных представлений о структуре материи. Ему принадлежат новаторские работы по электронной теории металлов, по стабильным изотопам. Дж. Дж. Томсону была присуждена Нобелевская премия «за вклад, который он внес своими теоретическими и экспериментальными исследованиями прохождения электричесства через газы».

Планк Макс Карл Эрнст Людвиг

Планк Макс Карл Эрнст Людвиг (1858–1947) – немецкий физик. Учился в Мюнхенском и Берлинском университетах. Учителями его были Г. Гельмгольц и Г. Кирхгоф. С 1885 г. – профессор Кильского университета, с 1889 г. – Берлинского; член Берлинской АН (с 1894).

Первые исследования были посвящены обоснованию второго начала термодинамики, решению ряда задач физической химии, в частности, теории слабых растворов на основе термодинамики. Общие выводы изложил в работе «Принципы сохранения энергии» (1887). Наибольший успех ожидал его труды по термодинамике. Он установил в 1900 г. формулу распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела (закон Планка) и показал: этот закон предполагает, что энергия осциллятора – колебательной системы – всегда является целой кратной от частоты излучения, помноженной на новую физическую постоянную («постоянную Планка»).

Смело преступив принципы клас сической физики, он, развивая свою теорию, ввел представление о квантовом (порциями) обмене энергией между излучающими системами и полем излучения. Показал фундаментальное значение этой постоянной как кванта действия (1906), что позволило обосновать теорию квантов. Писал он о некоторых проблемах теории относительности, а также на общие темы познания: «Единство физической картины мира» (1909). Нобелевская премия «в знак признания того вклада, который он внес в развитие физики открытием элемента действия» (1918).

О нем А. Эйнштейн отозвался так: «Даже в такие времена, как наши, когда политические страсти и грубая сила нависают, как мечи, над головами встревоженных и трусливых людей, знамя идеала нашего поиска истины держится высоко и в чистоте. Этот идеал – вечная связь, объединяющий ученых всех времен и стран, на редкость совершенно отражен в личности Макса Планка».

Курнаков Николай Семенович

Курнаков Николай Семенович (1860–1941) – русский, советский химик, физико-химик, организатор науки. Родился в г. Нолинске Вятской губернии в семье офицера. Окончил Горный институт в Петербурге, где с 1885 г. – адъюнкт, а с 1893 г. – профессор неорганической, позже – органической химии. Академик с 1913 г. Через 2 года вместе с Вернадским и Ферсманом создал при АН Комиссию по изучению естественных производительных сил России. В СССР организовал и возглавил Институт физико-химического анализа, Химическую лабораторию, Институт общей и неорганической химии, Институт прикладной химии.

Большинство его работ связано с изучением сплавов, твердых растворов, комплексных соединений (в их молекулах центральный атом и окружающие его молекулы или ионы образуют внутреннюю сферу, которую окружают ионы противоположного заряда). Он создал основы физико-химического анализа; ввел в физическую химию понятие о многомерных пространствах.

«Н. С. Курнаков, – писал Вернадский, – изучая химические равновесия, в которых имеется более трех независимых компонентов мер пространства, допустил, что геометрические свойства отвечающих им поверхностей выражаются геометрией многомерных пространств (стольких измерений, сколько независимых переменных)». А в физике того периода укоренилось представление о четырехмерном пространстве-времени, провозглашенном Г. Минковским на основе работ А. Эйнштейна.

Исследования Курнакова способствовали созданию в СССР новых производств: аффинажа платиновых металлов, выплавки алюминия и магния, производства калийных удобрений, использованию минерального сырья. Он стал лауреатом Ленинской и Сталинской премий.