Google
бесплатные рефераты
естествознание
Реферат.
по теме: нобелевские лауреаты.
Москва 2009
СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ
НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ
Н. Бор.
Мария Кюри
Вильгельм Конрад Рентген
Альберт Эйнштейн
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В науке нет откровения, нет постоянных догматов;
всё в ней, напротив того, движется и совершенствуется.
А. И. Герцен
ВВЕДЕНИЕ
В наше время знание основ физики необходимо каждому, чтобы иметь
правильное представление об окружающем мире – от свойств элементарных
частиц до эволюции Вселенной. Тем же, кто решил связать свою будущую
профессию с физикой, изучение этой науки поможет сделать первые шаги на
пути к овладению профессией. Мы можем узнать, как даже абстрактные на
первый взгляд физические исследования рождали новые области техники, давали
толчок развитию промышленности и привели к тому, что принято называть НТР.
Успехи ядерной физики, теории твердого тела, электродинамики,
статистической физики, квантовой механики определили облик техники конца ХХ
века, такие ее направления, как лазерная техника, ядерная энергетика,
электроника. Разве можно представить себе в наше время какие-нибудь области
науки и техники без электронных вычислительных машин? Многим из нас после
окончания школы доведется работать в одной из этих областей, и кем бы мы ни
стали – квалифицированными рабочими, лаборантами, техниками, инженерами,
врачами, космонавтами, биологами, археологами, - знание физики поможет нам
лучше овладеть своей профессией.
Физические явления исследуются двумя способами: теоретически и
экспериментально. В первом случае (теоретическая физика) выводят новые
соотношения, пользуясь математическим аппаратом и основываясь на известных
ранее законах физики. Здесь главные инструменты – бумага и карандаш. Во
втором случае (экспериментальная физика) получают новые связи между
явлениями с помощью физических измерений. Здесь инструменты гораздо
разнообразнее – многочисленные измерительные приборы, ускорители,
пузырьковые камеры и т.п.
Естественно, что эти два подхода требуют различного склада ума и
разных способностей, которые редко совмещаются в одном человеке. Кроме
того, можно заниматься физикой как наукой или физикой, которая
подготавливает почву для практических применений. Так, электромагнитные
волны сначала были обнаружены английским ученым Дж. Максвеллом
теоретически, как следствие полученных им уравнений электродинамики. Затем
они были открыты на опыте немецким физиком Г. Герцем. После этого русский
ученый А. Попов и итальянский инженер Г. Маркони показали возможность
использования этого физического явления в практических целях, выступив как
представители прикладной физики. Эти работы были продолжены многими другими
теоретиками и экспериментаторами. Ими были развиты физические принципы
современных передатчиков и приемников. И наконец, реальное завершение
радиосвязь получила, перейдя из области прикладной физики в область
техники.
Какую из многочисленных областей физики предпочесть? Все они тесно
связаны между собой. Нельзя быть хорошим экспериментатором или теоретиком в
области, скажем, физики высоких энергий, не зная физики низких температур
или физики твердого тела. Новые методы и соотношения, появившиеся в одной
области, часто дают толчок в понимании другого, на первый взгляд далекого
раздела физики. Так, теоретические методы, развитые в квантовой теории
поля, произвели революцию в теории фазовых переходов, и наоборот, например,
явление спонтанного нарушения симметрии, хорошо известное в классической
физике, было заново «открыто» в теории элементарных частиц и совершенно
изменен даже сам подход к этой теории. И разумеется, прежде чем
окончательно выбрать какое-либо направление, нужно достаточно хорошо
изучить все области физики. Кроме того, время от времени по разным причинам
приходится переходить из одной области в другую. Особенно это относится к
физикам – теоретикам, которые не связаны в своей работе с громоздкой
аппаратурой.
Большинству физиков-теоретиков приходится работать в различных
областях науки : атомная физика, космические лучи, теория металлов, атомное
ядро, квантовая теория поля, астрофизика – все разделы физики интересны.
Сейчас наиболее принципиальные проблемы решаются в теории элементарных
частиц и в квантовой теории поля. Но и в других областях физики есть много
интересных нерешенных задач. И конечно, их очень много в прикладной физике.
Поэтому необходимо не только поближе познакомиться с различными разделами
физики, но, главное, почувствовать их взаимосвязь.
НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ
Н. Бор.
Из всех теоретических троп, тропа Бора была самой значительной
Б. был награжден в 1922 г. Нобелевской премией по физике «за заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения». При презентации лауреата Сванте Аррениус, член Шведской королевской академии наук, отметил, что открытия Б. «подвели его к теоретическим идеям, которые существенно отличаются от тех, какие лежали в основе классических постулатов Джеймса Клерка Максвелла». Аррениус добавил, что заложенные Б. принципы «обещают обильные плоды в будущих исследованиях».
НИЛЬС БОР (1885—1962) — крупнейший физик современности, создатель
первоначальной квантовой теории атома, личность поистине своеобразная и
неотразимая. Он не только стремился познать законы природы, расширяя
пределы человеческого познания, не только чувствовал пути развития физики,
но и старался всеми доступными ему средствами заставить науку служить миру
и прогрессу. Личные качества этого человека — глубокий ум, величайшая
скромность, честность, справедливость, доброта, дар предвидения,
исключительное упорство в поисках истины и ее отстаивании — не менее
притягательны, чем его научная и общественная деятельность.
Эти качества сделали его лучшим учеником и соратником Резерфорда,
уважаемым и незаменимым оппонентом Эйнштейна, противником Черчилля и
смертельным врагом немецкого фашизма. Благодаря этим качествам, он стал
учителем и наставником большого числа выдающихся физиков.
Бор пережил две войны и грандиозную революцию в физике; он был
вовлечен в целый ряд самых неожиданных ситуаций. К нему поступали секретные
послания, ему удалось ускользнуть от нацистов в люке военного
бомбардировщика, он занимался подпольной деятельностью, стремясь спасти
видных ученых от преследования фашистов, ряд лет жил под вымышленным
именем. Немногие детективы могут сравниться с приключениями этого скромного
профессора.
Яркая биография, история гениальных открытий, полная драматизма борьба
против нацизма, борьба за мир и мирное использование атомной энергии — все
это привлекало и будет привлекать внимание к великому ученому и
прекраснейшему человеку.
Н. Бор родился 7 октября 1885 г. Он был вторым ребенком в семье
профессора физиологии Копенгагенского университета Христиана Бора.
Семи лет Нильс пошел в школу. Учился он легко, был любознательным,
трудолюбивым и вдумчивым учеником, талантливым в области физики и
математики. Не ладилось только у него с сочинениями по родному языку: они
были у него слишком короткими.
Бор с детства любил что-нибудь конструировать, собирать и разбирать.
Его всегда интересовала работа больших башенных часов; он готов был подолгу
наблюдать за работой их колес и шестерен. Дома Нильс чинил все, что
нуждалось в ремонте. Но прежде чем разобрать что-либо, тщательно изучал
функции всех частей.
В 1903 г. Нильс поступил в Копенгагенский университет, годом позже
туда поступил и его брат Харальд. Вскоре за братьями укрепилась репутация
очень способных студентов.
В 1905 г. Датская академия наук объявила конкурс на тему:
«Использование вибрации струи для определения поверхностного натяжения
жидкостей». Работа, рассчитанная на полтора года, была очень сложной и
требовала хорошего лабораторного оборудования. Нильс принял участие в
конкурсе. В результате напряженной работы была одержана первая победа: он
стал обладателем золотой медали. В 1907 г. Бор закончил университет, а в
1909 г. его работа «Определение поверхностного натяжения воды методом
колебания струи» была напечатана в трудах Лондонского Королевского
общества.
В этот период Н. Бор начал готовиться к сдаче магистерского экзамена.
Свою магистерскую диссертацию он решил посвятить физическим свойствам
металлов. На основе электронной теории он анализирует электро- и
теплопроводность металлов, их магнитные и термоэлектрические свойства. В
середине лета 1909 г. магистерская диссертация в 50 страниц рукописного
текста готова. Но Бор не очень ею доволен: в электронной теории он
обнаружил слабые места. Однако защита прошла успешно, и Бор получил степень
магистра.
После короткого отдыха Бор вновь берется за работу, решив написать
докторскую диссертацию по анализу электронной теории металлов. В мае 1911
г. он успешно ее защищает и в этом же году едет на годичную стажировку в
Кембридж к Дж. Томсону. Так как в электронной теории у Бора возник ряд
неясных вопросов, то он решил свою диссертацию перевести на английский
язык, чтобы Томсон мог ее прочитать. «Меня очень волнует мнение Томсона о
работе в целом, а также его отношение к моей критике»,— писал Бор.
Знаменитый английский физик любезно принял молодого стажера из Дании.
Он предложил Бору заняться положительными лучами, и тот принялся за сборку
экспериментальной установки. Установка вскоре была собрана, но дело дальше
не пошло. И Нильс решает оставить данную работу и заняться подготовкой к
изданию своей докторской диссертации.
Однако Томсон не спешил прочитать диссертацию Бора. Не только потому,
что вообще не любил читать и был страшно занят. Но и потому, что, будучи
ревностным приверженцем классической физики, почувствовал в молодом Боре
«инакомыслящего». Докторская диссертация Бора так и осталась
ненапечатанной.
Трудно сказать, чем бы все это кончилось для Бора и какой оказалась бы
его дальнейшая судьба, не будь рядом молодого, но уже ставшего лауреатом
Нобелевской премии профессора Эрнеста Резерфорда, которого Бор увидел
впервые в октябре 1911 г. на ежегодном Кавендишском обеде. «Хотя в этот раз
мне не удалось познакомиться с Резерфордом, на меня произвели глубокое
впечатление его обаяние и энергия — качества, с помощью которых ему
удавалось достичь почти невероятных вещей, где бы он ни работал»,—
вспоминал Бор. Он принимает решение работать вместе с этим удивительным
человеком, обладающим почти сверхъестественной способностью безошибочно
проникать в суть научных проблем. В ноябре 1911 г. Бор побывал в
Манчестере, встретился с Резерфордом, побеседовал с ним. Резерфорд
согласился принять Бора в свою лабораторию, но вопрос необходимо было
отрегулировать с Томсоном. Томсон без колебаний дал свое согласие. Он не
мог понять физических воззрений Бора, но, видимо, и не хотел ему мешать.
Это было, несомненно, мудро и дальновидно ,со стороны знаменитого
«классика».
В апреле 1912 г. Н. Бор приехал в Манчестер, в лабораторию Резерфорда.
Свою главную задачу он видел в разрешении противоречий планетарной модели
атома Резерфорда. Своими мыслями он охотно делился с учителем, который
советовал ему более осторожно производить теоретическое построение на таком
фундаменте, каким он считал свою атомную модель. Близилось время отъезда,
а Бор работал все с большим энтузиазмом. Он понял, что разрешить
противоречия атомной модели Резерфорда в рамках чисто классической физики
не удастся. И он решил применить к планетарной модели атома квантовые
представления Планка и Эйнштейна. Первая часть работы вместе с письмом, в
котором Бор спрашивал Резерфорда, как ему удалось одновременно использовать
классическую механику и квантовую теорию излучения, была отправлена в
Манчестер 6 марта с просьбой ее опубликования в журнале. Суть теории Бора
была выражена в трех постулатах:
1. Существуют некоторые стационарные состояния атома, находясь в
которых он не излучает и не поглощает энергии. Этим стационарным состояниям
соответствуют вполне определенные (стационарные) орбиты.
2. Орбита является стационарной, если момент количества движения
электрона (L=m v r) кратен Ь/2(= h. т. е. L=m v r = n h, где n=1. 2, 3, ...
— целые числа.
3. При переходе атома из одного стационарного состояния в другое
испускается или поглощается один квант энергии hvnm==Wn—Wm, где Wn, Wm —
энергия атома в двух стационарных состояниях, h — постоянная Планка, vnm —
частота излучения.При Wп>Wт происходит излучение кванта, при Wn<0б индукции во вращающихся телах», взятой в
качестве докторской диссертации. Это была теоретическая работа. Он
предполагал завершить ее за 2—3 месяца, защитить и получить поскорее звание
доктора, хотя университет еще не был закончен. Работая с большим подъемом и
воодушевлением, Герц быстро закончил исследование. Зашита прошла успешно, и
ему присудили степень доктора с «отличием» — явление исключительно редкое,
тем более для студента.
С 1883 по 1885 г. Герц заведовал кафедрой теоретической физики в
провинциальном городке Киле, где совсем не было физической лаборатории.
Герц решил заниматься здесь теоретическими вопросами. Он корректирует
систему уравнения электродинамики одного из ярких представителей
дальнодействия Неймана. В результате этой работы Герц написал свою систему
уравнений, из которой легко получались уравнения Максвелла. Герц
разочарован, ведь он пытался доказать универсальность электродинамических
теорий представителей дальнодействия, а не теории Максвелла. «Данный вывод
нельзя считать точным доказательством максвелловской системы как
единственно возможной», — делает он для себя, по существу, успокаивающий
вывод.
В 1885 г. Герц принимает приглашение технической школы в Карлсруэ, где
будут проведены его знаменитые опыты по распространению электрической силы.
Еще в 1879 г. Берлинская академия наук поставила задачу: «Показать
экспериментально наличие какой-нибудь связи между электродинамическими
силами и диэлектрической поляризацией диэлектриков». Предварительные
подсчеты Герца показали, что ожидаемый эффект будет очень мал даже при
самых благоприятных условиях. Поэтому, видимо, он и отказался от этой
работы осенью 1879 г. Однако он не переставал думать о возможных путях ее
решения и пришел к выводу, что для этого нужны высокочастотные
электрические колебания.
Герц тщательно изучил все, что было известно к этому времени об
электрических колебаниях и в теоретическом, и в экспериментальном планах.
Найдя в физическом кабинете технической школы пару индукционных катушек и
проводя с ними лекционные демонстрации, Герц обнаружил, что с их помощью
можно было получить быстрые электрические колебания с периодом 10-8С. В
результате экспериментов Герц создал не только высокочастотный генератор
(источник высокочастотных колебаний), но и резонатор — приемник этих
колебаний.
Генератор Герца состоял из индукционной катушки и присоединенных к ней
проводов, образующих разрядный промежуток, резонатор — из провода прямоугольной формы и двух шариков на его концах, образующих также разрядный промежуток.
В результате проведенных опытов Герц обнаружил, что если в генераторе будут происходить
высокочастотные колебания (в его разрядном промежутке проскакивает искра),
то в разрядном промежутке резонатора, удаленном от генератора даже на 3 м,
тоже будут проскакивать маленькие искры. Таким образом, искра во второй
цепи возникала без всякого непосредственного контакта с первой цепью. Каков
же механизм ее передачи? Или это электрическая индукция, согласно теории
Гельмгольца, или электромагнитная волна, согласно теории Максвелла? В 1887
г. Герц пока ничего еще не говорит об электромагнитных волнах, хотя он уже
заметил, что влияние генератора на приемник особенно сильно в случае
резонанса (частота колебаний генератора совпадает с собственной частотой
резонатора).
Проведя многочисленные опыты при различных взаимных положениях
генератора и приемника, Герц приходит к выводу о существовании
электромагнитных волн, распространяющихся с конечной скоростью. Будут ли
они вести себя, как свет? И Герц проводит тщательную проверку этого
предположения. После изучения законов отражения и преломления, после
установления поляризации и измерения скорости электромагнитных волн он
доказал их полную аналогию со световыми. Все это было изложено в работе «О
лучах электрической силы», вышедшей в декабре 1888 г. Этот год считается
годом открытия электромагнитных волн и экспериментального подтверждения
теории Максвелла. В 1889 г., выступая на съезде немецких
естествоиспытателей, Герц говорил: «Все эти опыты очень просты в принципе,
тем не менее они влекут за собой важнейшие следствия. Они рушат всякую
теорию, которая считает, что электрические силы перепрыгивают пространство
мгновенно. Они означают блестящую победу теории Максвелла. Насколько
маловероятным казалось ранее ее воззрение на сущность света, настолько
трудно теперь не разделить это воззрение».
Напряженная работа Герца не прошла безнаказанно для его и без того
слабого здоровья. Сначала отказали глаза, затем заболели уши, зубы и нос.
Вскоре началось общее заражение крови, от которого и скончался знаменитый
уже в свои 37 лет ученый Генрих Герц.
Герц завершил огромный труд, начатый Фарадеем. Если Максвелл
преобразовал представления Фарадея в математические образы, то Герц
превратил эти образы в видимые и слышимые электромагнитные волны, ставшие
ему вечным памятником. Мы помним Г. Герца, когда слушаем радио, смотрим
телевизор, когда радуемся сообщению ТАСС о новых запусках космических
кораблей, с которыми поддерживается устойчивая связь с помощью радиоволн. И
не случайно первыми словами, переданными русским физиком А. С. Поповым по
первой беспроволочной связи, были: «Генрих Герц».
Мария Кюри
Кюри опубликовали огромное количество информации о радиоактивности, собранной ими за время исследований: с 1898 по 1904 г. они выпустили тридцать шесть работ. Еще до завершения своих исследований. Кюри побудили других физиков также заняться изучением радиоактивности. В 1903 г. Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди высказали предположение о том, что радиоактивные излучения связаны с распадом атомных ядер. Распадаясь (утрачивая какие-то из образующих их частиц), радиоактивные ядра претерпевают трансмутацию в другие элементы. Кюри одними из первых поняли, что радий может применяться и в медицинских целях. Заметив воздействие излучения на живые ткани, они высказали предположение, что препараты радия могут оказаться полезными при лечении опухолевых заболеваний.
Шведская королевская академия наук присудила супругам Кюри половину Нобелевской премии по физике 1903 г. «в знак признания... их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем», с которым они разделили премию. Кюри были больны и не смогли присутствовать на церемонии вручения премий. В своей Нобелевской лекции, прочитанной два года спустя, К. указал на потенциальную опасность, которую представляют радиоактивные вещества, попади они не в те руки, и добавил, что «принадлежит к числу тех, кто вместе с Нобелем считает, что новые открытия принесут человечеству больше бед, чем добра».
Мария Склодовская родилась 7 ноября 1867 г. в Варшаве, в семье учителя
русской гимназии; Мать ее тоже была преподавательницей. Окончив в 16 лет с
золотой медалью русскую гимназию, Мария из-за нужды не смогла продолжить
образование. Чтобы помогать семье, она начала репетиторскую работу в
богатых домах. Это было своеобразной школой для молодой гимназистки.
Но время идет, а положение Марии остается прежним. Она уже начинает
терять веру в будущее. «Мои планы самые скромные: я мечтаю иметь
собственный угол... Чтобы получить независимость, я отдала бы полжизни»,—
писала она в 1887 г. Но вот в 1890 г. старшая сестра выходит замуж и
приглашает к себе в Париж Марию. Сбывается давнишняя мечта: Мария поступает
в Сорбонну — знаменитый Парижский университет.
Ей приходится много работать, чтобы восполнить пробелы в образовании.
Молодая полька проявляет большие способности и исключительное трудолюбие. В
26 лет в 1893 г. она заканчивает физический факультет и признается лучшей в
выпуске; а через год получает диплом об окончании и математического
факультета Сорбонны, оказавшись в выпуске второй.
Еще будучи студенткой, Мария посещает заседания физического общества,
где с огромным интересом слушает сообщения ученых о новых открытиях. Здесь
весной 1894 г. она знакомится с молодым, но уже известным физиком Пьером
Кюри, ставшим в 1895 г. профессором парижской Школы промышленной физики и
химии. 25 июля 1895 г. состоялась свадьба Пьера Кюри и Марии Склодовской.
Так образовался крепкий союз из любящих друг друга людей, союз редкостный
по общности жизненных, культурных и научных интересов.
В 1897 г. Мария решает заняться докторской диссертацией. Когда речь
зашла о теме, Пьер вспомнил разговор с Беккерелем и посоветовал жене ближе
познакомиться с его открытием... Итак, тема выбрана, нужны материалы и
место для работы. По просьбе Пьера директор института выделяет на первом
этаже небольшое помещение, служившее раньше машинным отделением и складом.
Трудно было представить себе место, менее пригодное для научной работы:
сырость, теснота, холод, никакого оборудования и никаких удобств. Но Марию
это мало смущает. Она упорно ищет ответ на вопрос: что является подлинным
источником уранового излучения? С этой целью она решает исследовать большое
количество образцов минералов и солей и выяснить, только ли уран обладает
свойством излучать. Работая с образцами тория, она обнаруживает, что он,
подобно урану, дает такие же лучи и примерно такой же интенсивности.
Значит, данное явление оказывается свойством не только урана, и ему надо
дать особое название. Мария Кюри предложила назвать это явление
радиоактивностью, а уран и торий — радиоактивными элементами. Работа
продолжается с новыми минералами.
12 апреля 1898 г. на заседании Парижской академии наук было сделано
сообщение о результатах этих опытов. Приводим отрывок из этого сообщения:
«Два минерала, содержащих уран— урановая смоляная руда (окись урана) и
хальколит (фосфат меди и уранила) — гораздо активнее самого урана. Факт
этот весьма примечателен и заставляет думать, что эти минералы, очевидно,
содержат какой-то новый элемент, обладающий гораздо большей активностью,
чем уран». Когда новое вещество будет выделено и преподнесено ученым, тогда
можно будет говорить об открытии. Пьер, как физик, верит результатам Марии,
верит в ее интуицию. Он чувствует важность работы и, оставив временно
исследование кристаллов, начинает работать вместе с супругой. И эта
беспримерная в истории совместная научная работа продолжалась восемь лет,
до трагической гибели Пьера. Они терпеливо выделяют обычными химическими
анализами все тела. входящие в состав урановой смолки, и в результате
опытов убеждаются, что существуют каких-то два новых элемента, которыми и
объясняется необычная активность окиси урана. В июле 1898 г. они уже могут
заявить об открытии одного из них и предлагают назвать его «полонием» — по
имени родной страны Марии.
26 декабря 1898 г. на заседании академии наук было зачитано новое
сообщение супругов Кюри: «...В силу различных, только что изложенных
обстоятельств мы склонны к убеждению, что новое радиоактивное вещество
содержит новый элемент, который мы предлагаем назвать «радием». Мы получили
хлористые соли этого вещества, они в 900 раз активнее чистого урана». В
своем сообщении об открытии радия Кюри ссылались на химика Дэмарсе,
который, исследуя данный ими образец вещества методом спектрального
анализа, нашел в его спектре новую линию, не принадлежащую ни одному из
известных элементов. Аргумент был серьезным и вполне убедительным, особенно
для физиков. Химики же заявили: «Вы говорите о новых элементах. Покажите их
нам, и мы тогда скажем, что вы правы». Мария приняла вызов и уговорила мужа
пройти весь путь от начала до конца, хотя, где этот конец, она не знала. А
наступил он только через четыре года титанической работы, в которой с
самого начала все было проблемой: не было сырья, не было помещения, не
хватало средств.
Мария понимала, что для выделения ничтожного количества нового
элемента потребуется переработать огромное количество урановой руды, так
как, по их предположению, в ней содержится всего 1 % радия. В
действительности же оказалось, что содержание радия не достигает в ней даже
одной стотысячной доли процента! Это означало, что для получения одного и
того же количества радия надо было переработать в сто тысяч раз больше
руды, чем они предполагали. Кроме того, урановая смолка — очень ценный
минерал, идущий на изготовление дорогого богемского стекла. Этот минерал
добывали на очистительных заводах в Богемии. Как быть? И Кюри принимают
решение: для своей работы использовать не урановую смолку, а те отходы
руды, которые выбрасывают как негодные после ее извлечения. Они обратились
к австрийскому профессору Зюссу (рудники находились в Австрии), чтобы тот
походатайствовал за них перед Венской академией наук.
Но где найти помещение? Пьер вновь обращается к директору своего
института. К сожалению, ничего нет, кроме сарая на дворе, без пола, с
протекающей крышей, без отопления; сарая» в котором раньше медицинский
факультет препарировал трупы. И пока они чистили и приводили в порядок
бывшую покойницкую, из Вены пришло письмо с сообщением, что австрийское
правительство дарит французским ученым тонну отходов урановой руды. Если
этого количества окажется мало, то дирекция рудников имеет указание
отпустить на льготных условиях необходимое количество. Вскоре пришел и
долгожданный подарок. Мария счастлива, что можно начать работу. Она не
обращает внимание на жуткие условия работы. «Мне приходилось обрабатывать в
день до двадцати килограммов первичного материала, и в результате весь
сарай был заставлен большими химическими сосудами с осадками и растворами;
изнурительный труд переносить мешки, сосуды, переливать растворы из одного
сосуда в другой, по нескольку часов подряд мешать кипящую жидкость в
чугунном тазу»,— писала М. Кюри.
Количество радия медленно, но верно растет. И вот когда заканчивался
48-й месяц их добровольного каторжного труда, в ампуле накопилась одна
десятая доля грамма чистого радия. Этого было уже достаточно, чтобы
определить его атомную массу. Она оказалась равной 225. Так новый элемент —
радий,— в миллион раз активнее урана, обрел права гражданства, а Пьер и
Мария Кюри обрели свободу после четырех лет рабского труда.
25 июня 1903 г. в маленькой аудитории Сорбонны Мария Кюри защищает
докторскую диссертацию.
В ноябре 1903 г. Королевское общество присудило Пьеру и Марии Кюри
одну из высших научных наград Англии — медаль Дэви. Но счастливый год еще
не кончился. 13 ноября супруги Кюри одновременно с Беккерелем получают
телеграмму из Стокгольма о присуждении им троим Нобелевской премии по
физике за выдающиеся открытия в области радиоактивности. Из-за плохого
состояния здоровья Марии Кюри не смогли выехать в Стокгольм для получения
этой высокой награды. Их Нобелевский диплом король Швеции вручил
французскому министру. Денежное вознаграждение в 70 тысяч франков —
половина Нобелевской премии, причитавшаяся супругам Кюри,— было очень
кстати для поправки их неважного материального положения. Они, конечно,
могли получить во много больше, если бы взяли патент на свое открытие: ведь
один грамм радия в это время стоил на мировом рынке 750 тысяч франков. Но
ученые не поступились своими принципами и отказались от каких бы то ни было
авторских прав. Они не хотели сдерживать развитие новой области
промышленности и техники патентными ограничениями.
Супруги Кюри в зените славы. Но совершенно неожиданно их настигает
страшное несчастье: в 1906 г. при переходе улицы погибает под колесами
грузовой повозки Пьер Кюри. Это огромная потеря для Марии, ее дочерей Ирен
и Евы, это огромная потеря для науки. Но Мария с присущим ей упорством и
настойчивостью продолжает начатое дело. Ее заботы, кроме научных, связаны
теперь еще со строительством Института радия в Париже. К 1914 г. институт
построен, но устанавливать оборудование и приступать к работе некому:
сотрудники мобилизованы в армию, а Мария занимается созданием рентгеновских
установок для военных госпиталей. Вместе с Ирен она работает на этих
установках. И только после окончания войны Мария смогла начать работу в
Институте радия. Здесь родились многие ее открытия. Вскоре институт стал
международной школой по физике и химии, а сама Мария в равной мере
становится и физиком, и химиком. Ведь еще в 1911 г. ей была присуждена
вторая Нобелевская премия, теперь уже по химии. Это единственный до сих пор
случай, когда один человек стал Нобелевским лауреатом дважды.
Мария Кюри имела счастье наблюдать поразительные успехи ядерной
физики, создаваемой учеными во главе с Э. Резерфордом и Н. Бором, она была
свидетельницей открытия искусственной радиоактивности. Еще при ее жизни в
1932 г. Д. Чэдвик
(1891—1974) открыл нейтрон. Мария Кюри внимательно следила и за
опытами Э. Ферми.
Осенью 1933 г. ее здоровье стало резко ухудшаться. С мая 1934 г. она
уже не встает с постели. 4 июля 1934 г. выдающейся ученой не стало: она
скончалась от тяжелого заболевания крови (острая злокачественная анемия) из-
за длительного обращения с радиоактивными веществами. Но дело, начатое
супругами Кюри, подхватили их ученики, среди которых была дочь Ирен и зять
Фредерик Жолио, ставшие в 1935 г. лауреатами Нобелевской премии за открытие
искусственной радиоактивности. Сегодня как первая, так и вторая чета Кюри нам дороги не только за их выдающиеся научные открытия, они дороги нам как великие гуманисты, как страстные борцы за мир. Их вдохновенный патриотизм, высочайшее человеколюбие и безграничная преданность науке служат живым примером новым поколениям.
Вильгельм Конрад Рентген
Радость видеть и понимать есть самый прекрасный дар природы
В 1899 г., вскоре после закрытия кафедры физики в Лейпцигском университете, Р. стал профессором физики и директором Физического института при Мюнхенском университете. Находясь в Мюнхене, Р. узнал о том, что он стал первым (1901 г.) лауреатом Нобелевской премии по физике «в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой, выразившихся в открытии замечательных лучей, названных впоследствии в его честь». При презентации лауреата К.Т. Одхнер, член Шведской королевской академии наук, сказал: «Нет сомнения в том, сколь большого успеха достигнет физическая наука, когда эта неведомая раньше форма энергии будет достаточно исследована». Затем Одхнер напомнил собравшимся о том, что рентгеновские лучи уже нашли многочисленные практические приложения в медицине.
В январе 1896 г. над Европой и Америкой прокатился тайфун газетных
сообщений о сенсационном открытии профессора Вюрцбургского университета
Вильгельма Конрада Рентгена (1845— 1923). Казалось, не было газеты, которая
бы не напечатала снимок кисти руки, принадлежащей, как выяснилось позже,
Берте Рентген — жене профессора. А профессор Рентген, запершись у себя в
лаборатории, продолжал усиленно изучать свойства открытых им лучей. Как же
произошло это открытие?
Вечером 8 ноября 1895 г. Рентген, как обычно, работал в своей
лаборатории, занимаясь изучением катодных лучей. Около полуночи,
почувствовав усталость, он собрался уходить. Окинув взглядом лабораторию,
погасил свет и хотел было закрыть дверь, как вдруг заметил в темноте какое-
то светящееся пятно. Оказывается светился экран из синеродистого бария.
Почему он светится? Солнце давно зашло, электрический свет не мог вызвать
свечения, катодная трубка выключена да и вдобавок закрыта черным чехлом из
картона. Рентген еще раз посмотрел на катодную трубку и упрекнул себя:
оказывается, он забыл ее выключить. Нащупав рубильник, ученый выключил
трубку. Исчезло и свечение экрана; включил трубку вновь — и вновь появилось
свечение. Значит свечение вызывает катодная трубка! Но каким образом? Ведь
катодные лучи задерживаются чехлом, да и воздушный метровый промежуток
между трубкой и экраном для них является броней. Так началось рождение
открытия.
Оправившись от минутного изумления. Рентген начал изучать обнаруженное
явление и новые лучи, названные им Х-лучами. Оставив футляр на трубке,
чтобы катодные лучи были закрыты, он с экраном в руках начал двигаться по
лаборатории. Оказывается, полтора-два метра для этих неизвестных лучей не
преграда. Они легко проникают через книгу, стекло, станиоль... А когда рука
ученого оказалась на пути неизвестных лучей, он увидел на экране силуэт ее
костей! Фантастично и жутковато! Но это только минута, ибо следующим шагом
Рентгена был шаг к шкафу, где лежали фотопластинки: надо увиденное
закрепить на снимке. Так начался новый ночной эксперимент. Ученый
обнаруживает, что лучи засвечивают пластинку, что они не расходятся
сферически вокруг трубки, а имеют определенное направление...
Утром обессиленный Рентген ушел домой, чтобы немного передохнуть, а
потом вновь начать работать с неизвестными лучами. Пятьдесят суток — дней и
ночей — были принесены на алтарь небывалого по темпам и глубине
исследования. Были забыты на это время семья, здоровье, ученики и студенты.
Он никого не посвящал в свою работу до тех пор, пока не разобрался во всем
сам. Первым человеком, кому Рентген продемонстрировал свое открытие, была
его жена Берта. Именно снимок ее кисти, с обручальным кольцом на пальце,
был приложен к статье Рентгена «О новом роде лучей», которую он 28 декабря
1895 г. направил председателю Физико-медицинского общества университета.
Статья была быстро выпущена в виде отдельной брошюры, и ; Рентген разослал
ее ведущим физикам Европы.
А 20 января 1896 г. американские врачи с помощью лучей Рентгена уже
впервые увидели перелом руки человека. С тех пор открытие немецкого физика
навсегда вошло в арсенал медицины. Росла и слава Рентгена, хотя ученый
относился к ней с полнейшим равнодушием. Он не стал брать патент на свое
открытие, отказался от почетной, высокооплачиваемой должности члена
академии наук, от кафедры физики в Берлинском университете, от дворянского
звания. Вдобавок ко всему он умудрился восстановить против себя самого
кайзера Германии Вильгельма П.
Только одну награду принял он с радостью и волнением. Это была
Нобелевская премия по физике. К. Рентген стал в 1901 г. первым Нобелевским
лауреатом. Сейчас эти премии хорошо известны: они вручаются крупнейшим
ученым за фундаментальные открытия в области физики, химии, биологии,
медицины. К настоящему времени восемь советских физиков удостоены этого
высокого звания: И. Е. Тамм, И. М. Франк, П. А. Черенков, Л. Д. Ландау, И.
Г. Басов, А. М. Прохоров, Н. Н. Семенов, П. Л. Капица.
Вручение премий происходит 1О декабря в день смерти Нобеля. Почетный
диплом, медаль и денежный чек вручает лауреатам сам король Швеции. После
вручения премии в Золотом зале Стокгольмской ратуши в честь лауреатов
устраивается пышный прием. На следующий день каждый лауреат выступает с
докладом в университете. Заметим, что первый из них— Рентген — из-за своей
застенчивости отказался от каких-либо публичных выступлений.
Хотя самим Рентгеном и другими учеными много было сделано по изучению
свойств открытых лучей, однако природа их долгое время оставалась неясной.
Но вот в июне 1912 г. в Мюнхенском университете, где с 1900 г. работал К.
Рентген, М. Лауэ (1879—1960), В. Фридрихом и П. Книппингом была открыта
интерференция и дифракция рентгеновских лучей. Это доказывало их волновую
природу. Когда обрадованные ученики прибежали к своему учителю, их огорошил
холодный прием. Рентген просто не поверил во все эти сказки про
интерференцию: раз он сам не нашел ее в свое время, значит, ее нет. Но они
уже привыкли к странностям своего шефа и решили, что сейчас лучше не
спорить с ним: пройдет некоторое время и Рентген сам признает свою
неправоту. Ведь у всех в памяти была свежа история с электроном. Рентген
долгое время не только не верил в существование электрона, но даже запретил
в своем физическом институте упоминать это слово. И только в мае 1905 г.,
зная, что его ученик А. Ф. Иоффе на защите докторской диссертации будет
говорить на запрещенную тему, он, как бы между прочим, спросил его:
«А вы верите, что существуют шарики, которые расплющиваются, когда
движутся?» Иоффе ответил: «Да, я уверен, что они существуют, но мы не все о
них знаем, а следовательно, надо их изучать». Достоинство великих людей не
в их странностях, а в ' умении работать и признавать свою неправоту. Через
два года в Мюнхенском физическом институте было снято «электронное ;табу».
Более того, Рентген, словно желая искупить свою вину, пригласил на кафедру
теоретической физики самого Лоренца — создателя электронной теории, хотя
последний и не смог принять это предложение.
А дифракция рентгеновских лучей вскоре стала не просто достоянием
физиков, а положила начало новому, очень сильному методу исследования
структуры вещества — рентгеноструктурному анализу. В 1914 г. М. Лауэ за
открытие дифракции рентгеновских лучей, а в 1915 г. отец и сын Брэгги за
изучение структуры кристаллов с помощью этих лучей стали лауреатами
Нобелевской премии по физике. В настоящее время мы знаем, что рентгеновские
лучи — это коротковолновое электромагнитное излучение с большой проникающей
способностью.
Закончить рассказ о Рентгене нам хотелось бы словами одного из
создателей советской физики А. Ф. Иоффе, хорошо знавшего великого
экспериментатора: «Рентген был большой и цельный человек в науке и жизни.
Вся его личность, его деятельность и научная методология принадлежат
прошлому. Но только на фундаменте, созданном физиками XIX в. и, в
частности. Рентгеном, могла появиться современная физика».
"*" Открытие рентгеновских лучей дало толчок новым исследованиям. Их
изучение привело к новым открытиям, одним из которых явилось открытие
радиоактивности.
Альберт Эйнштейн
В 1922 г. Э. была вручена Нобелевская премия по физике 1921 г. «за заслуги перед теоретической физикой, и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта». «Закон Э. стал основой фотохимии так же, как закон Фарадея – основой электрохимии»,– заявил на представлении нового лауреата Сванте Аррениус из Шведской королевской академии. Условившись заранее о выступлении в Японии, Э. не смог присутствовать на церемонии и свою Нобелевскую лекцию прочитал лишь через год после присуждения ему премии.
В то время как большинство физиков начало склоняться к принятию квантовой теории, Э. все более не удовлетворяли следствия, к которым она приводила. В 1927 г. он выразил свое несогласие со статистической интерпретацией квантовой механики, предложенной Бором и Максом Борном. Согласно этой интерпретации, принцип причинно-следственной связи неприменим к субатомным явлениям. Э. был глубоко убежден, что статистика является не более чем средством и что фундаментальная физическая теория не может быть статистической по своему характеру. По словам Э., «Бог не играет в кости» со Вселенной. В то время как сторонники статистической интерпретации квантовой механики отвергали физические модели ненаблюдаемых явлений, Э. считал теорию неполной, если она не может дать нам «реальное состояние физической системы, нечто объективно существующее и допускающее (по крайней мере в принципе) описание в физических терминах». До конца жизни он стремился построить единую теорию поля, которая могла бы выводить квантовые явления из релятивистского описания природы. Осуществить эти замыслы Э. так и не удалось. Он неоднократно вступал в дискуссии с Бором по поводу квантовой механики, но они лишь укрепляли позицию Бора.
Предшественники А. Эйнштейна немало сделали для появления теории
относительности. Однако, развивая электродинамику и стремясь объяснить
опыты, они опирались на концепцию эфира. Подойдя к принципу
относительности, они не смогли поставить вопрос о постоянстве и особенно о
предельном значении скорости света. Это и было сделано А. Эйнштейном
(1879—1955). Основополагающая работа Эйнштейна по теории относительности
называлась «К электродинамике движущихся сред». Она поступила в редакцию
журнала «Анналы физики» 30 июня 1905 г. Работа состояла из двух частей. В
первой из них были изложены основы новой теории пространства и времени, во
второй — применение этой теории к электродинамике движущихся сред. В основу
своей теории Эйнштейн кладет два постулата:
1. Принцип относительности — в любых инерциальны.х системах все
физические процессы — механические, оптические, электрические и другие —
протекают одинаково.
2. Принцип постоянства скорости света — скорость света в вакууме не
зависит от движения источника и приемника, она одинакова во всех
направлениях, во всех инерциальных системах и равна 3-108 м/с.
Исходя из этих постулатов, Эйнштейн получил формулы преобразования
координат и
времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой.
Он назвал их, как и Пуанкаре, преобразованиями Лоренца.
Но если у Лоренца эти преобразования скорее были математическим
приемом, то у Эйнштейна они означали замену классических представлений о
пространстве и времени новыми представлениями. Из этих преобразований можно
получить длину тела в разных системах отсчета. Оказалось, что она будет
различной. Эйнштейн не удивляется этому. Для него размер тела является
величиной не абсолютной (одинаковой во всех системах отсчета), а
относительной — зависящей от системы отсчета. Так же обстоит дело и со
временем. Если до Эйнштейна считали, что время везде и всегда течет
одинаково (t'=t), то в теории относительности время между двумя одними и
теми же событиями будет различным в разных системах отсчета. Так в теории
относительности пространство и время потеряли свой абсолютный характер.
Из второго постулата Эйнштейна следовало, что скорость света в вакууме
является предельной величиной. А раз так, то преобразование Галилея для
скоростей u==v+v', по которому могла получиться скорость, большая скорости
света, тоже должно быть заменено новым.
В том же 1905 г. вслед за первой статьей была опубликована небольшая
заметка Эйнштейна, где автор находит связь между массой и энергией. «Масса
тела есть мера содержащейся в нем энергии», — заключает Эйнштейн. Так
появилось в науке знаменитое соотношение Е=тс2.
В 1907 г. выходит новая работа А. Эйнштейна «О принципе
относительности и его следствиях». В ней автор вновь говорит о связи массы
и энергии и для проверки этого соотношения обращается к радиоактивным
процессам. Подсчеты показали, что для проверки формулы на известных в то
время радиоактивных превращениях нужно знать атомные массы элементов с
точностью до пятого знака. Эйнштейн писал: «Это, конечно, недостижимо.
Однако не исключено, что будут открыты радиоактивные процессы, в которых в
энергию радиоактивных излучений превращается большая часть массы исходного
атома, чем в случае радия». Мы знаем, что предсказание великого ученого
сбылось и его знаменитая формула получила подтверждение в ядерных реакциях.
Очень интересна последняя часть работы, где ставится вопрос о
распространении принципа относительности на системы, движущиеся с
ускорением. Именно здесь впервые появился принцип эквивалентности, согласно
которому инертная масса тела равна его гравитационной массе или, что то же
самое, силы гравитации физически эквивалентны силам инерции. На основе
этого принципа Эйнштейн исследует влияние гравитации на ход часов и
распространение света. Он делает вывод, что любой физический процесс
протекает тем быстрее, чем больше гравитационный потенциал в области, где
разыгрывается этот процесс, и что световые лучи искривляются в
гравитационном поле. Итак, в 1907 г. Эйнштейн закладывает первые основы
общей теории относительности (ОТО), над разработкой которой он неустанно
работал 10 лет. Теория же, созданная им в 1905 г., в которой принцип
относительности был сформулирован только для ннедциальных систем, получила
название специальной (частной) теории относительности (СТО).
Период с 1905 по 1907 г. был для Эйнштейна исключительно плодотворным.
Кроме теории относительности, он создает в этот период теорию броуновского
движения, разрабатывает квантовую теорию света и на основе ее объясняет
явление фотоэффекта, создает квантовую теорию теплоемкости. Любой из этих
работ было бы достаточно, чтобы обессмертить имя автора, создавшего в 1916
г. еще одну из основополагающих теорий физики XX в.— общую теорию
относительности.
Каков же жизненный и творческий путь этого выдающегося ученого и
замечательного человека?
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 г. в небольшом немецком
городке Ульме. Отец его, Герман Эйнштейн, окончил в свое время Штутгартскую
гимназию, показав при этом хорошие математические способности. Но трудное
материальное положение семьи не позволило ему поступить в университет. Он
очень любил природу и сумел всей семье привить эту любовь. Мать Альберта
прекрасно играла на пианино и пела. Музыка и немецкая классическая
литература были постоянными спутниками жизни семьи Эйнштейнов. Альберт рос
тихим, молчаливым ребенком, редко резвился с детьми. Среди товарищей он
приобрел репутацию самого справедливого. Уже в детские годы он делал все
основательно. В шесть лет Альберта стали обучать игре на скрипке. Однако
довольно долго это занятие было почти безрезультатным. В течение семи лет
он, как говорят, добросовестно тянул скучную лямку. Но взявшись за сонаты
Моцарта и ощутив их гармонию и эмоциональность, он с громадным упорством
принялся оттачивать технику игры. Наконец Моцарт зазвучал в его исполнении,
и музыка стала для него наслаждением.
Начальное образование Эйнштейн получил в католической школе. Десяти
лет он поступил в гимназию. Однако обстановка в школе и гимназии плохо
вязалась со склонностями и характером подростка. Муштра, зубрежка и первые
горькие уроки антисемитизма тяжело ранили душу будущего ученого.
Одним из любимых предметов Эйнштейна была математика. Интерес к ней у
будущего ученого появился довольно рано (в 12 лет). Однажды перед началом
учебного года Эйнштейн впервые приобрел учебник геометрии (с алгеброй он
был уже знаком). И первая же страница настолько захватила его, что он не
мог оторваться от книги, не прочитав ее до конца.
Говорят, будто в Мюнхене один из учителей сказал Альберту:
«Из Вас, Эйнштейн, никогда ничего путного не выйдет». Но уже в это
время Эйнштейн становится первым учеником по точным наукам. В возрасте от
12 до 16 лет, как вспоминал сам Эйнштейн, он овладел основами математики,
включая интегральное и дифференциальное исчисление. Когда у него, ставшего
уже знаменитым, спросили, от кого из родителей он унаследовал свой научный
талант, Эйнштейн скромно ответил: «У меня нет никакого таланта, а только
страстное любопытство». Весной 1895 г. Эйнштейн покинул Мюнхенскую
гимназию.
Успешно закончив в 1896 г. одну из наиболее прогрессивных школ г.
Аарау (Швейцария), Эйнштейн без экзаменов был принят на педагогический
факультет Цюрихского политехникума, готовившего преподавателей физики и
математики. Здесь он учился с октября 1896 г. по август 1900 г. По существу
это был физико-математический факультет, на котором преподавали известные
ученые: курс физики читал Вебер, математику вели Гурвиц и Минковский. Об
этих годах учебы сам Эйнштейн позже вспоминал, что, имея таких превосходных
преподавателей, как Гурвиц и Минковский, он мог бы получить солидное
математическое образование; но он большую часть времени работал в
физической лаборатории, увлеченный непосредственным соприкосновением с
опытом, используя остальное время для домашнего изучения трудов Кирхгофа,
Гельмгольца, Герца, Максвелла, Больцмана, Лоренца.
В 1901 г. в журнале «Анналы физики» была опубликована его первая
работа «Следствия из явлений капиллярности» объемом в 10 страниц. В июне
1902 г. Эйнштейн находит, наконец, постоянную работу, став техническим
экспертом третьего класса Бернского патентного бюро. Теперь хоть немного
можно подумать и о личной жизни.
Жизнь Эйнштейна в Берне можно сравнить с годами, которые провел И.
Ньютон в Вульсторпе во время чумы. В Берне Эйнштейн создает теорию
броуновского движения, теорию фотонов, СТО. Только в 1905 г. в журнале
«Анналы физики» им было опубликовано пять шедевров научно-исследовательской
мысли. Вот они:
1. Докторская диссертация объемом в 21 страницу «Новое определение
размеров молекул».
2. «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение
света». В этой работе излагалась фотонная теория и теория фотоэффекта.
Кстати, в 1922 г. А. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике «за
важные математико-физические исследования, особенно за открытие Законов
фотоэффекта».
3. «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом
молекулярно-кинетической теорией теплоты».
4. «К электродинамике движущихся сред».
5. «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии?» Какой
титанический труд, гениальность и талант нужны были, чтобы в течение года
сделать то, что привело к революции в физике XX в., даже если учесть, что
готовилось это целые годы. Теория относительности, например, зародилась у
Эйнштейна. когда ему было 16 лет и когда он впервые задумался над тем, с
какой скоростью распространяется свет в различных, движущихся одна
относительно другой системах, когда он мысленно представлял человека,
несущегося за лучом света. А почему именно он стал создателем теории
относительности, Эйнштейн объяснял так: «По-моему, причина эта кроется в
следующем. Нормальный взрослый человек едва ли станет размышлять о
проблемах пространства и времени. Он полагает, что разобрался в этом еще в
детстве. Я же, напротив, развивался интеллектуально так медленно, что,
только став взрослым, начал размышлять о пространстве и времени. Понятно,
что я вникал в эти проблемы глубже, чем люди, нормально развивающиеся в
детстве». А теория относительности завоевывала тем временем все новых и
новых сторонников. Она получила признание таких выдающихся физиков, как М.
Планк, В. Вин, М. Лауэ и других, и автор ее становится известным человеком.
7 мая 1909 г. А. Эйнштейн стал профессором теоретической физики
Цюрихского университета. В конце 1910 г. А. Эйнштейн становится профессором
Пражского университета, одного из старейших университетов Европы. Однако из-
за неблагоприятных условий для работы в 1912 г. он покинул Прагу и вновь
оказался в Цюрихе, заняв там кафедру теоретической физики в университете. В
1911 г. А. Эйнштейн принимает участие в работе I Сольвеевского конгресса,
посвященного проблеме квантов. На конгрессе также были затронуты вопросы и
специальной теории относительности. Здесь Эйнштейн встретился с Марией
Склодовской-Кюри, блестящий ум и любовь к справедливости которой сразу
покорили его сердце. Были на конгрессе А. Пуанкаре, П. Ланжевен, М. Планк,
В. Нернст, Э. Резерфорд, Ж. Перрен и особо почитаемый Эйнштейном Г. Лоренц.
Об общей теории относительности ученый впервые докладывал на Венском
конгрессе естествоиспытателей в 1913 г.
В этот период Германская империя во главе с кайзером Вильгельмом,
стремясь вырвать у Англии первенство в научно-техническом и промышленном
развитии, создает новые институты. Главный из них—институт кайзера
Вильгельма—проектировался для наиболее крупных ученых, со сравнительно
большим жалованьем, без педагогических обязанностей для профессуры, с
правом вести любое индивидуальное исследование. Заботы о подборе ученых
взяли на себя Планк и Нернст. В числе приглашенных был и А. Эйнштейн. В
ноябре 1913 г. прусский министр просвещения утвердил Эйнштейна
действительным членом физико-математического отделения Прусской академии
наук.
В 1914 г. началась первая мировая война. Эйнштейн всем складом своего
существа был против нее. Осенью 1915 г. он вырывается в Швейцарию, чтобы
встретиться с друзьями и повидаться с семьей. Встречи с друзьями, с Р.
Ролланом дали возможность Эйнштейну узнать, что во всех воюющих странах
существуют группы противников войны, и почувствовать себя участником
интернационального содружества.
Наступил 1917 г. Для Эйнштейна не было вопроса, принимать или не
принимать Октябрьскую революцию. Он видел в ней начало преобразования
общества на основе разума и науки. Он хорошо понимал значение В. И. Ленина.
«Я уважаю в Ленине человека, который с полным самоотвержением отдал все
свои силы осуществлению социальной справедливости. Несмотря ни на что, одно
бесспорно: люди, подобные ему, хранят и обновляют совесть человечества».
В 1916 г. была опубликована общая теория относительности, над которой
Эйнштейн напряженно работал в течение 10 лет. Она обобщила СТО на
ускоренные системы. Эйнштейн ограничил применимость принципа постоянства
скорости света областями, где гравитационными силами можно пренебречь. Зато
он распространил принцип относительности на все движущиеся системы. Из ОТО
был получен ряд важных выводов:
1. Свойства пространства—времени зависят от движущейся материи.
2. Луч света, обладающий инертной, а следовательно, и гравитационной
массой, должен искривляться в поле тяготения. В частности, такое
искривление должен испытывать луч, проходящий возле Солнца. Этот эффект,
как указывал Эйнштейн, можно обнаружить при наблюдении положения звезд во
время солнечного затмения. «Было бы крайне интересно, — пишет он, — чтобы
астрономы заинтересовались поставленным здесь вопросом».
3. Частота света в результате действия поля тяготения должна
изменяться. В результате этого эффекта линии солнечного спектра под
действием гравитационного поля Солнца должны смещаться в сторону красного
света, по сравнению со спектрами соответствующих земных источников. Этот
эффект, по мнению Эйнштейна, также может быть обнаружен экспериментально.
Все это было принципиально ново, и для утверждения ОТО нужна была ее
экспериментальная проверка.
Глубокое удовлетворение принесло Эйнштейну известие о том, что две
научные экспедиции, направленные Лондонским Королевским обществом в 1919 г.
для наблюдения солнечного затмения, подтвердили правильность его теории.
«Судьба оказала мне милость, позволив дожить до этого дня»,—писал Эйнштейн
Планку.
В 1922 и 1925 гг. были предприняты новые, более точные измерения
отклонений лучей света во время солнечных затмений. Результаты их еще ближе
совпадали с предсказаниями теории. На основе ОТО в задаче о движении планет
удалось объяснить особенности движения перигелия Меркурия. Красное смещение
в спектрах небесных тел было обнаружено в 1923—1926 гг. при изучении
спектра Солнца, а в 1925 г. при наблюдении спектра спутника Сириуса.
Экспериментальное подтверждение выводов из теории относительности явилось
ее триумфом. «Я считал и считаю поныне, что это величайшее открытие
человеческой мысли, касающееся природы, открытие, в котором удивительнейшим
образом сочетаются философская глубина, интуиция физика и математическое
искусство», — сказал М. Борн об ОТО. ОТО произвела переворот в космологии.
На основе ее появились различные модели Вселенной. Теорией относительности
стали интересоваться люди разных специальностей: философы, врачи,
духовенство, учителя, писатели. «Никогда еще в памяти людей научная теория
не обсуждалась такими широкими кругами»,— писал А. Зоммерфельд в 1920 г.
Вокруг теории относительности развернулись острые философские дискуссии,
появилось множество книг, посвященных ее научному и научно-популярному
изложению. Однако враги Эйнштейна не унимались и после подтверждения теории
относительности опытными фактами. Многие дискуссии стали переходить в
выпады, а вскоре, главным образом, в Германии, где поднимал голову нацизм,
началась неприкрытая травля теории относительности и ее автора.
Весной 1932 г., уезжая в очередной раз за границу, Эйнштейн знал, что
больше в Германию не вернется. Сначала он поселился в Бельгии, затем
переехал в Англию. Место жительства Эйнштейна держалось в строгом секрете,
так как была возможность покушения на него нацистов.
В начале 1933 г. Эйнштейн выходит из состава Берлинской академии наук.
В этом же году перед зданием Берлинской государственной оперы запылали
костры из книг Эйнштейна, из произведений классиков марксизма и классиков
немецкой и мировой литературы. Нацисты жаждали покарать великого ученого,
выступившего в защиту мира. Они конфисковали его имущество и дом, за его
голову была обещана награда в 50000 марок.
В октябре 1933 г. Эйнштейна переправили в Америку, и он приступил к
работе в Институте перспективных исследований в Принстоне.
В Америке Эйнштейн был так же знаменит, как и в Европе. О нем ходили
различные легенды. Все больше становилось охотников за автографами.
Насколько надо было быть мудрым, чтобы не впасть в иллюзии, чтобы
продолжать неустанно работать, чтобы остаться внимательным человеком и в
большом и в малом.
Когда в 1955 г. исполнилось 50 лет со времени создания СТО, были
организованы юбилейные торжества в Берне и в Берлине. А. Эйнштейн на
пригласительное письмо М. Лауэ ответил: «Старость в болезнь не дают мне
возможности участвовать в подобных торжествах. И должен признаться, что я
отчасти благодарен судьбе: все хоть сколько-нибудь связанное с культом
личности всегда было для меня мучением».
Этот молчаливый ученый, которому был совершенно чужд интерес к
жизненным мелочам, а любой культ личности казался смешным, как никто другой
из современников, пользовался доверием людей. Людей привлекала его доброта,
честность, принципиальность. Забавную историю рассказывают о том, как
однажды вечером в гостях восемнадцатилетняя девушка спросила А. Эйнштейна:
«А кто Вы, собственно говоря, по специальности?»—«Я посвятил себя изучению
физики»,—ответил седовласый ученый. «Как, в таком возрасте Вы еще изучаете
физику? — удивленно воскликнула девушка.—Я и то разделалась с ней больше
года назад». Да, великий Эйнштейн всю свою жизнь посвятил изучению и
созданию физики. После открытия ОТО и до конца жизни ученый работал над
единой теорией поля. «За последние годы, к моему глубокому удовлетворению,
мне удалось... получить необходимые уравнения. Однако из-за значительных
математических трудностей из этих уравнений пока еще не удалось сделать
выводы, которые позволили бы сопоставить теорию с опытом. Такое положение
может, вероятно, длиться долгое время. Мало надежды, что я добьюсь успеха в
те немногие годы, пока я еще могу работать»,—писал А. Эйнштейн в 1953 г.
Заметим, что до сих пор не создана единая теория поля, несмотря на
титаническую работу над ней многих выдающихся ученых нашего времени.
Одиночество—это участь многих стариков. Так все более одиноким
становился и Эйнштейн. Одиночество ощущал он и в науке. «Мои взгляды на
принципиальные вопросы физики значительно отличаются от взглядов почти всех
моих современников», — писал ученый. Но люди не оставляли его, стремясь
оказать ему всяческие почести и знаки внимания. В одном из писем своему
другу Эйнштейн писал: «Вы не можете себе представить, как сильно мною все
интересуются, особенно в письмах. Время для размышлений и работы мне
приходится буквально красть, как профессиональному вору».
А размышлять было над чем. 6 января 1939 г. в Германии было
экспериментально получено деление урана и обнаружено выделение энергии в
этом процессе. А 26 января 1939 г. Н. Бор на заседании американского
физического общества рассказал об огромных успехах ученых Европы в этом
вопросе. Многие ученые прямо с заседания поспешили в свои лаборатории для
экспериментальной проверки услышанного. Летом 1939 г. к Эйнштейну приехали
два физика-атомщика Л. Сциллард и П. Вигнер и рассказали ему о цепной
реакции в уране, о возможностях ее использования. Ученые написали письмо
президенту США Рузвельту, и за подписью А. Эйнштейна оно было 11 октября
1939 г. лично передано адресату. Одновременно с письмом был вручен
президенту и меморандум, где указывалось на возможность использования
реакции деления урана для создания нового вида бомб огромной разрушительной
силы, на возможность использования атомной энергии для движения судов,
самолетов, на возможность строительства атомных электростанций. Физики-
атомщики просили правительство выделить необходимые средства и ускорить
темп работ. «Я ясно понимал страшную опасность, которую несет человечеству
осуществление нашего предложения. Но то, что немецкие физики, работающие
над этой же проблемой, могут добиться успеха, вынудило меня сделать этот
шаг», — вспоминал Эйнштейн в 1952 г.
И вот в декабре 1942 г. в Чикаго под руководством Э. Ферми заработал
первый в мире атомный реактор, в котором была осуществлена цепная реакция.
А 16 июля 1945 г. в пустыне неподалеку от г. Лос-Аламос был произведен
первый атомный взрыв громадной силы. США стали владельцами смертоносной
атомной бомбы. 6 августа 1945 г. атомная бомба была сброшена на Хиросиму, 9
августа—на Нагасаки.
А. Эйнштейн услышал об этой чудовищной акции уничтожения японских
городов по радио. Спазм сдавил ему горло, и он смог только произнести: <0
горе!» Преисполненное гордости сообщение Трумэна о самой крупной в мире
научной игре, на карту которой было поставлено 2 млрд. долларов, наполнило
Эйнштейна глубокой печалью.
11 апреля 1955 г. А. Эйнштейн подписал составленное Б. Расселом и
поддержанное семью известными учеными обращение к правительствам США,
Великобритании, СССР, Франции, Канады и Китая. Это обращение настойчиво
предостерегало человечество от самоубийства, к которому может привести
создание ядерного оружия.
В апреле 1955 г. Эйнштейн почувствовал себя плохо. Врачи определили
аневризму аорты и предложили операцию. Эйнштейн отказался. В ночь на 18
апреля, когда Эйнштейн спал, у него произошло прободение стенки аорты, и
сердце ученого перестало биться.
В соответствии с категорическим предсмертным распоряжением А.
Эйнштейна никакой публичной траурной церемонии не было. Он не хотел ни
пышных речей, ни памятника, ни могилы. Он был предан кремации, а прах его
был развеян дружескими руками по ветру. После Эйнштейна почти не осталось
памятных мест: дом в Ульме разрушен во время бомбежки, архивы погибли при
разгроме дома нацистами. Но после Эйнштейна остались его фундаментальные
открытия в физике, которые не могут уничтожить ни ветер, ни время, ни
бомбы. Они-то и будут вечным памятником «великому преобразователю
естествознания» XX в.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Нобелевские лауреаты в области физики Н. Бор, Мария Кюри, Вильгельм Конрад
Рентген,Альберт Эйнштейн внесли огромный вклад в науку.
Я не случайно выбрала тему «Нобелевские лауреаты», ведь, чтобы
познавать новые области физики, чтобы понимать суть современных открытий,
необходимо хорошо усвоить уже устоявшиеся истины. Мне было очень
интересно в процессе моей работы над рефератом узнавать что-то новое не
только о великих открытиях, но и о самих ученых, об их жизни, рабочем пути,
судьбе. На самом деле это так интересно и увлекательно узнавать, как же
произошли открытия. И я еще раз убедилась, что многие открытия происходят
совершенно случайно, под час даже в процессе совсем иной работы. Но, не
смотря на это, открытия не становятся менее интересными. Мне кажется, я
вполне достигла своей цели – приоткрыть для себя некоторые тайны из области
физики. И, как я думаю, изучение открытий через жизненный путь великих
ученых, лауреатов Нобелевской премии, является оптимальным вариантом. Ведь
всегда лучше усваиваешь материал, когда знаешь, какие цели перед собой
ставил ученый, чего он хотел и чего же он, наконец, добился.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Большая советская энциклопедия (второе издание) Государственное научное издательство «БСЭ»
2. Энциклопедический словарь юного физика . Москва «Педагогика» 1984год
3. Учебник «Физика» для 11 класс средней школы. Москва «Просвещение» 1991год
Ниже представлены все темы рефератов, а именно: Здесь есть все темы, а именно: рефераты бесплатно ,бесплатные рефераты, скачать реферат бесплатно, банк бесплатных рефератов, рефераты курсовые бесплатно, бесплатно скачать реферат архитектура ,банк рефератов бесплатно, бесплатные курсовые рефераты, рефераты психология бесплатно, менеджмент рефераты бесплатно ,рефераты экономика бесплатно, бесплатные рефераты скачать ,рефераты право бесплатно , философия реферат бесплатно, рефераты контрольные бесплатно, курсовые рефераты бесплатно скачать,бесплатные рефераты история, психология бесплатные рефераты ,сайты безплатных рефератов,экономика рефераты бесплатные, рефераты социология бесплатно ,бесплатно реферат маркетинг ,реферат информатика бесплатно, бесплатные рефераты философии ,бесплатные рефераты праву, реферат менеджмента скачать бесплатно ,рефераты диплом бесплатно ,бесплатные рефераты культурология , экология рефераты бесплатно ,реферати бесплатно ,менеджмент бесплатные рефераты, экономика рефераты бесплатно скачать ,реферат бесплатно культурология ,философия реферат скачать бесплатно, рефераты бесплатно скачать информатика ,история реферат скачать бесплатно ,психология реферат скачать бесплатно, сша реферат бесплатно ,бесплатные работы рефераты ,политология бесплатно рефераты, экономические рефераты бесплатно ,хозяйственное право реферат бесплатный ,хозяйственное право хозяйственного договора реферат бесплатный ,социология бесплатные рефераты ,социология реферат скачать бесплатно ,бесплатные контрольные рефераты, дипломы курсовые рефераты бесплатно ,банк рефератов скачать бесплатно, бесплатные рефераты учёту, география сша бесплатно реферат, рефераты бесплатные,банк рефератов,курсовые,курсовые работы,рефераты,бесплатные рефераты по информатике,бесплатные дипломы, диплом, рефераты скачать бесплатно, реферат скачать, рефераты на заказ, бесплатные курсовые,бесплатные курсовые работы ,курсовик,курсовик по экономике,доклады по русскому языку, рефераты по русскому языку,доклады по обж,рефераты по обж,курсовые бесплатно,курсовой проект,бесплатные рефераты и курсовые,рефераты и курсовые,рефераты по социальной психологии,социальная психология,менеджмент,понятие менеджмента,что такое менеджмент,курсовые рефераты ,рефераты курсовые, история экономических учений,экономические учения,бесплатные рефераты контрольные,бесплатные рефераты курсовые,заказать диплом,лекции по правоведению,правоведение лекции,правоведение,экологическое право лекции,экологическое право,бесплатно рефераты,реферат римское право, римское право реферат, римское право, скачать юридические рефераты, юридические рефераты, мультимедиа технологии реферат, мультимедиа технологии,мультимедиатехнологии, реферат по алгебре.
Погода в Москве
© 1999-2009