Наука и техника: прошлое и настоящее

Памятные даты

14 апреля. 380 лет тому назад родился голландский физик, механик, математик и астроном Христиан Гюйгенс. Физические исследования в области механики, оптики, молекулярной физики. Сконструировал первые маятниковые часы со спусковым механизмом (1656), разработал их теорию (1673), установил законы колебаний физического маятника, заложил основы теории удара. Исследовал также столкновение упругих тел и вывел его законы (1669), установил законы сохранения количества движения и «живых» сил. Разработал волновую теорию света (1678), которая была опубликована в «Трактате о свете» в 1690 г. Объясняя механизм распространения света, выдвинул известный ныне принцип, названный его именем (принцип Гюйгенса). Исходя из своей теории света объяснил ряд оптических явлений. Изучал также двойное луче­преломление и установил некоторые его закономерности, с большой точностью измерил геометрические характеристики исландского шпата, в котором наблюдалось это явление, и обнаружил его в кристаллах кварца. Ввёл понятие «ось кристалла». Открыл (1678) поляризацию света. Совместно с Р.Гуком установил (1665) постоянные точки термометра – точку таяния льда и точку кипения воды. Показал (1667), что вода при замерзании расширяется. Работал над усовершенствованием телескопа, в частности, объективов, сконструировал окуляр (окуляр Гюйгенса), использующийся и поныне, ввёл диафрагмы. С помощью сконструированного им же телескопа открыл кольцо Сатурна и первый спутник Сатурна – Титан (1655), определил его период вращения вокруг планеты. Разрабатывал так называемую планетную машину, прообраз планетария, и теорию фигуры Земли. Близко подошёл к открытию закона всемирного тяготения. Первым пришёл к выводу, что Земля сжата возле полюсов, и высказал идею об измерении ускорения силы тяжести с помощью секундного маятника. Значительных результатов достиг также в математике – в теории вероятностей.

15 апреля. 135 лет тому назад родился немецкий физик Иоганн Штарк. Работы относятся к оптике, атомной физике, теории валентности. Обнаружил эффект Доплера в каналовых лучах (1905), явление расщепления спектральных линий в электрическом поле (эффект Штарка, 1913) – Нобелевская премия 1919 г. Дал (1907) объяснение рентгеновскому излучению и вторичным электронам, возникающим при торможении катодных лучей. Активный противник теории относительности. Был членом нацистской партии.

22 апреля. 105 лет тому назад родился американский физик-теоретик Роберт Оппенгеймер. Работы относятся к ядерной физике, квантовой механике, теории относительности, физике космических лучей, физике элементарных частиц, теоретической астрофизике. Совместно с М.Борном в 1927 г. разработал теорию строения двухатомных молекул. Предложил метод расчёта распределения интенсивностей по компонентам спектров излучения, разработал теорию взаимодействия свободных электронов с атомами. В 1928 г. объяснил явление автоионизации возбуждённых состояний атомарного водорода с помощью туннельного эффекта. В 1931 г. вместе с П.Эренфестом показал, что ядра, состоящие из нечётного числа частиц со спином 1/2, должны подчиняться статистике Ферми–Дирака, а из чётного – статистике Бозе–Эйнштейна (теорема Эренфеста–Оппенгеймера). Применив эту теорему к ядру азота, они показали, что протонно-электронная гипотеза строения ядер приводит к ряду противоречий с известными свойствами азота. Совместно с М.Филипсом разработал (1935) теорию ядерных реакций срыва (реакции Оппенгеймера–Филипса). Исследовал внут­реннюю конверсию гамма-лучей, установил (1933) механизм образования пар. В 1937 г. совместно с Дж.Карлсоном разработал каскадную теорию космических ливней, с Г.Волковым – впервые расчитал (1938) модель нейтронной звезды, а с Дж.Снайдером – предсказал (1939) существование «чёрных дыр». В Беркли сотрудничал с Э.Лоуренсом в разработке способов разделения изотопов урана. Независимо от других объяснил (1947) «лэмбовский сдвиг». За выступление против создания водородной бомбы и за использование атомной энергии в мирных целях был снят со всех постов и обвинён в «нелояльности» (1953).

22 апреля. 175 лет тому назад родился французский физик Гастон Планте. Основным направлением его деятельности было «разъяснение естественных атмосферных явлений электричества». Уже в школе он выбрал физику в качестве своей специализации, а с 21 года научные интересы сосредоточил на электрических явлениях. Изобрёл (1859–1860) свинцово-кислотную аккумуляторную батарею. При активной площади 10 м² она требовала для подзарядки месяцы, а то и годы, однако до сих пор принципиальная конструкция аккумулятора сохранилась. Пропуская в жидкости относительно небольшие токи, обнаружил, что при этом возникают такие эффекты, как вращающаяся спираль, электрический фонтан, электрический прилив, электрические светящиеся шарики. На опытах получал и исследовал естественные атмо­сферные явления: шаровую и другие формы молнии (долгоживущие светящиеся образования – ДСО), подобие северного сияния, искусственные смерчи и циклоны, образование града и т.п. Объяснил появление шаровой молнии при приближении грозовой тучи, когда туча и земля заряжены противоположно, а дождя, превращающего, по его мнению, разряд в линейную молнию, ещё нет. Открытия в области спектроскопии, сделанные Бунзеном и Кирхгофом, позволили исследовать состав наблюдаемого разряда: он состоял из паров воды и её составляющих. Изобрёл высоковольтный (45–48 кВ) источник напряжения

продолжительного действия, применявшийся и в первой трети ХХ в., – реостатическую машину, в основу работы которой положил свойства последовательного и параллельного соединений конденсаторов (усовершенствована Траубриджем в 1898 г. для питания рентгеновских трубок). Она была эффективнее катушки Румкорфа, поскольку в ней не было потерь на джоулево тепло, магнитный гистерезис и токи Фуко. Так, при равном выходном эффекте индукционная катушка потребляла 22 кВт, а машина Планте – только 0,2 кВт. Труды учёного собраны в двух книгах: «О природе земного магнетизма» и «Электрические явления в атмосфере».

25 апреля. 135 лет тому назад родился итальянский физик, инженер и предприниматель Гульельмо Маркони. Получил домашнее образование. Под влиянием работ Г.Герца и А.Риги по электромагнитным волнам начал опыты и разработал приборы беспроволочного телеграфа. В 1896 г. переехал в Англию, но получить патент на изобретение беспроволочного телеграфа не удалось (А.С.Попов опубликовал своё открытие в 1895 г.). Однако Маркони добился широкого практического применения нового способа связи. Все морские суда начала XX в. (в том числе и знаменитый «Титаник») были оснащены его аппаратами. Осуществил (1901) трансатлантическую радиосвязь. Его деятельность сыграла значительную роль в развитии радиотехники, в частности, в распространении радио как средства связи (Нобелевская премия, 1909).

28 апреля. 235 лет тому назад родился английский астроном Фрэнсис Бейли. Был удостоен (1827) золотой медали Королевского астрономического общества за работу над астрономическим каталогом, в который вошли 2881 звезда. Впервые описал (1836) появление ярких точек на краю лунного диска в начале и конце полной фазы солнечного затмения (чётки Бейли), наблюдаемых очень непродолжительное время, когда солнечный свет проходит между горами на краю лунного диска.

Когда Луна почти полностью закрывает Солнце при полном солнечном затмении, яркие пятна солнечного света вспыхивают около края Луны. Хотя обычно полагают, что количество и яркость чёток Бейли непредсказуемы, в настоящее время Луна настолько хорошо исследована, что основные их особенности вполне ожидаемы. Когда доминирует одно пятно, явление называется эффектом алмазного кольца и обычно наблюдается прямо перед полной фазой. В конце полной фазы Солнце снова просвечивает из-за Луны, и можно опять увидеть чётки Бейли – на этот раз с другой стороны Луны.

29 апреля. 155 лет тому назад родился французский математик, физик, астроном и философ Жюль Анри Пуанкаре. Как математик обогатил почти все области этой науки результатами первостепенного значения. Применяя её в астрономии и физике, своими трудами открыл новую страницу в истории небесной механики. Физические исследования относятся к теории относительности, термодинамике, электричеству, оптике, теории упругости, молекулярной физике. Высказал (1904–1905) принцип относительности в качестве всеобщего и строгого положения, показал, что невозможно обнаружить абсолютное движение, исходя из представлений об эфире и уравнений Максвелла–Лоренца. Ввёл термины «преобразование Лоренца», «группа Лоренца». Независимо от А.Эйнштейна заложил основы специальной теории относительности. Построил первый вариант релятивистской теории гравитации. В астрономии для подтверждения теории строения Земли пытался решить задачу о фигуре вращающейся планеты. Показал, что при возрастании скорости вращения сплюснутого сфероида он может принять грушевидную форму. Занимался исследованиями колец Сатурна. Как философ известен своими трудами по общеметодологическим проблемам науки. В интерпретации науки и её законов является основателем конвенционализма.