МАРРИ ГЕЛЛ-МАНН (род. в 1929 г.)
Марри Гелл-Манн родился 15 сентября 1929 года в Нью-Йорке и был младшим сыном эмигрантов из Австрии Артура и Полин (Райхштайн) Гелл-Манн. В возрасте пятнадцати лет Марри поступил в Йельский университет. Он окончил его в 1948 году с дипломом бакалавра наук. Последующие годы он провел в аспирантуре Массачусетсского технологического института. Здесь в 1951 году Гелл-Манн получил докторскую степень по физике.
ЛЕВ ДАВИДОВИЧ ЛАНДАУ (1908—1968)
Лев Давидович Ландау родился 22 января 1908 года в семье Давида Любови Ландау в Баку. Его отец был известным инженером-нефтяником,! работавшим на местных нефтепромыслах, а мать — врачом. Она занималась физиологическими исследованиями. Старшая сестра Ландау стала инженером-химиком.
ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ КУРЧАТОВ (1903—1960)
Игорь Васильевич Курчатов родился 12 января 1903 года в семье помощника лесничего в Башкирии В 1909 году семья переехала в Симбирск В 1912 году Курчатовы перебираются в Симферополь Здесь мальчик поступает в первый класс гимназии.
ПОЛЬ ДИРАК (1902—1984)
Английский физик Поль Адриен Морис Дирак родился 8 августа 1902 года в Бристоле, в семье уроженца Швеции Чарлза Адриена Ладислава Дирака, учителя французского языка в частной школе, и англичанки Флоренс Ханны (Холтен) Дирак.
ВЕРНЕР ГЕЙЗЕНБЕРГ (1901—1976)
Вернер Гейзенберг был одним из самых молодых ученых, получивших Нобелевскую премию. Целеустремленность и сильный дух соперничества воодушевили его на открытие одного из наиболее известных принципов науки — принципа неопределенности.
ЭНРИКО ФЕРМИ (1901—1954)
«Великий итальянский физик Энрико Ферми, — писал Бруно Понтекорво, — занимает особое место среди современных ученых: в наше время, когда узкая специализация в научных исследованиях стала типичной, трудно указать столь же универсального физика, которым был Ферми. Можно даже сказать, что появление на ученой арене XX века человека, который внес такой громадный вклад в развитие теоретической физики, и экспериментальной физики, и астрономии, и технической физики, ~ явление скорее уникальное, чем редкое».
НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ СЕМЕНОВ (1896—1986)
Николай Николаевич Семенов родился 15 апреля 1896 года в Саратове, в семье Николая Александровича и Елены Дмитриевны Семеновых. Окончив в 1913 году реальную школу в Самаре, он поступил на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета, где, занимаясь у известного русского физика Абрама Иоффе, проявил себя активным студентом.
ИГОРЬ ЕВГЕНЬЕВИЧ ТАММ (1895—1971)
Игорь Евгеньевич родился 8 июля 1895 года во Владивостоке в семье Ольги (урожденной Давыдовой) Тамм и Евгения Тамма, инженера-строителя. Евгений Федорович работал на строительстве Транссибирской железной дороги. Отец Игоря был не только разносторонним инженером, но и исключительно мужественным человеком. Во время еврейского погрома в Елизаветграде он один пошел на толпу черносотенцев с тростью и разогнал ее. Возвращаясь из дальних краев с трехлетним Игорем, семья совершила путешествие морем через Японию в Одессу.
ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА (1894—1984)
Петр Леонидович Капица родился 9 июля 1894 года в Кронштадте в семье военного инженера, генерала Леонида Петровича Капицы, строителя кронштадтских укреплений. Это был образованный интеллигентный человек, одаренный инженер, сыгравший важную роль в развитии русских вооруженных сил. Мать, Ольга Иеронимовна, урожденная Стебницкая, была образованной женщиной. Она занималась литературой, педагогической и общественной деятельностью, оставив след в истории русской культуры.
ЭРВИН ШРЁДИНГЕР (1887—1961)
Австрийский физик Эрвин Шредингер родился 12 августа 1887 года в Вене Его отец, Рудольф Шредингер, был владельцем фабрики по производству клеенки, увлекался живописью и питал интерес к ботанике Единственный ребенок в семье, Эрвин получил начальное образование дома Его первым учителем был отец, о котором впоследствии Шредингер отзывался как о «друге, учителе и не ведающем усталости собеседнике» В 1898 году Шредингер поступил в Академическую гимназию, где был первым учеником по греческому языку, латыни, классической литературе, математике и физике В гимназические годы у Шредингера возникла любовь к театру.
НИЛЬС БОР (1885—1962)
Эйнштейн сказал однажды: «Что удивительно привлекает в Боре как ученом-мыслителе, так это редкий сплав смелости и осторожности; мало кто обладал такой способностью интуитивно схватывать суть скрытых вещей, сочетая это с обостренным критицизмом. Он, без сомнения, является одним из величайших научных умов нашего века».
МАКС БОРН (1882—1970)
Его имя ставят в один ряд с такими именами, как Планк и Эйнштейн, Бор, Гейзенберг. Борн по праву считается одним из основателей квантовой механики. Ему принадлежат многие основополагающие работы в области теории строения атома, квантовой механики и теории относительности.
АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН (1879—1955)
Его имя часто на слуху в самом обычном просторечии. «Эйнштейном здесь и не пахнет»; «Ничего себе Эйнштейн»; «Да, это точно не Эйнштейн!». В его век, когда доминировала как никогда ранее наука, он стоит особняком, словно некий символ интеллектуальной мощи Иной раз даже как бы возникает мысль" человечество делится на две части — Альберт Эйнштейн и весь остальной мир.
ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД (1871—1937)
Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года вблизи города Нелсон (Новая Зеландия) в семье переселенца из Шотландии. Эрнест был четвертым из двенадцати детей. Мать его работала сельской учительницей. Отец будущего ученого организовал деревообрабатывающее предприятие. Под руководством отца мальчик получил хорошую подготовку для работы в мастерской, что впоследствии помогло ему при конструировании и постройке научной аппаратуры.
МАРИЯ КЮРИ-СКЛОДОВСКА (1867—1934)
Мария Склодовска родилась 7 ноября 1867 года в Варшаве Она была младшей из пяти детей в семье Владислава и Брониславы Склодовских. Мария воспитывалась в семье, где занятия наукой пользовались уважением. Ее отец преподавал физику в гимназии, а мать, пока не заболела туберкулезом, была директором гимназии. Мать Марии умерла, когда девочке было одиннадцать лет.
ПЕТР НИКОЛАЕВИЧ ЛЕБЕДЕВ (1866—1912)
Петр Николаевич Лебедев родился 8 марта 1866 года в Москве, в купеческой семье Его отец работал доверенным приказчиком и относился к своей работе с настоящим энтузиазмом В его глазах торговое дело было окружено ореолом значимости и романтики Это же отношение он прививал своему единственному сыну, и поначалу успешно В первом письме восьмилетний мальчик пишет отцу «Милый папа, здоров ли ты и хорошо ли торгуешь?»
МАКС ПЛАНК (1858—1947)
Немецкий физик Макс Карл Эрнст Людвиг Планк родился 23 апреля 1858 года в прусском городе Киле, в семье профессора гражданского права Иоганна Юлиуса Вильгельма фон Планка, профессора гражданского права, и Эммы (в девичестве Патциг) Планк. В детстве мальчик учился играть на фортепиано и органе, обнаруживая незаурядные музыкальные способности. В 1867 году семья переехала в Мюнхен, и там Планк поступил в Королевскую Максимилиановскую классическую гимназию, где превосходный преподаватель математики впервые пробудил в нем интерес к естественным и точным наукам.
ГЕНРИХ РУДОЛЬФ ГЕРЦ (1857—1894)
В истории науки не так много открытий, с которыми приходится соприкасаться каждый день. Но без того, что сделал Генрих Герц, современную жизнь представить уже невозможно, поскольку радио и телевидение являются необходимой частью нашего быта, а он сделал открытие именно в этой области.
ДЖОЗЕФ ТОМСОН (1856—1940)
Английский физик Джозеф Томсон вошел в историю науки как человек, открывший электрон. Однажды он сказал: «Открытия обязаны остроте и силе наблюдательности, интуиции, непоколебимому энтузиазму до окончательного разрешения всех противоречий, сопутствующих пионерской работе».
ГЕНДРИК ЛОРЕНЦ (1853—1928)
В историю физики Лоренц вошел как создатель электронной теории, в которой синтезировал идеи теории поля и атомистики.Гендрик Антон Лоренц родился 15 июля 1853 года в голландском городе Арнхеме. Шести лет он пошел в школу. В 1866 году, окончив школу лучшим учеником, Гендрик поступил в третий класс высшей гражданской школы, примерно соответствующей гимназии. Его любимыми предметами стали физика и математика, иностранные языки. Для изучения французского и немецкого языков Лоренц ходил в церкви и слушал на этих языках проповеди, хотя в бога не верил с детства.
ВИЛЬГЕЛЬМ РЕНТГЕН (1845—1923)
В январе 1896 года над Европой и Америкой прокатился тайфун газетных сообщений о сенсационном открытии профессора Вюрцбургского университета Вильгельма Конрада Рентгена. 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. Открытие рентгеновских лучей дало толчок новым исследованиям. Их изучение привело к новым открытиям, одним из которых явилось открытие радиоактивности.
ЛЮДВИГ БОЛЬЦМАН (1844—1906)
Людвиг Больцман, без сомнения, был величайшим ученым и мыслителем, которого дала миру Австрия. Еще при жизни Больцман, несмотря на положение изгоя в научных кругах, был признан великим ученым, его приглашали читать лекции во многие страны. И, тем не менее, некоторые его идеи остаются загадкой даже в наше время. Сам Больцман писал о себе: «Идеей, заполняющей мой разум и деятельность, является развитие теории». А Макс Лауэ позднее эту мысль уточнит так: «Его идеал заключался в том, чтобы соединить все физические теории в единой картине мира».
АЛЕКСАНДР ГРИГОРЬЕВИЧ СТОЛЕТОВ (1839—1896)
Александр Григорьевич Столетов родился 10 августа 1839 года в семье небогатого владимирского купца. Его отец, Григорий Михайлович, владел небольшой бакалейной лавкой и мастерской по выделке кож. В доме была неплохая библиотека, и Саша, научившись читать в четырехлетнем возрасте, стал рано ею пользоваться. В пять лет он уже читал совершенно свободно.
УИЛЛАРД ГИББС (1839—1903)
Загадка Гиббса заключается не в том, был ли он неправильно понятым или неоцененным гением. Загадка Гиббса состоит в другом: как случилось, что прагматическая Америка в годы царствования практицизма произвела на свет великого теоретика? До него в Америке не было ни одного теоретика. Впрочем, как почти не было теоретиков и после. Подавляющее большинство американских ученых — экспериментаторы.
ДЖЕЙМС МАКСВЕЛЛ (1831—1879)
Джеймс Максвелл родился в Эдинбурге 13 июня 1831 года. Вскоре после рождения мальчика родители увезли его в свое имение Гленлэр. С этого времени «берлога в узком ущелье» прочно вошла в жизнь Максвелла. Здесь жили и умерли его родители, здесь подолгу жил и похоронен он сам.
ГЕРМАН ГЕЛЬМГОЛЬЦ (1821—1894)
Герман Гельмгольц — один из величайших ученых XIX века. Физика, физиология, анатомия, психология, математика... В каждой из этих наук он сделал блестящие открытия, которые принесли ему мировую славу.
ЭМИЛИЙ ХРИСТИАНОВИЧ ЛЕНЦ (1804—1865)
С именем Ленца связаны фундаментальные открытия в области электродинамики. Наряду с этим ученый по праву считается одним из основоположников русской географии.Эмилий Христианович Ленц родился 24 февраля 1804 года в Дерпте (ныне Тарту). В 1820 году он окончил гимназию и поступил в Дерптский университет. Самостоятельную научную деятельность Ленц начал в качестве физика в кругосветной экспедиции на шлюпе «Предприятие» (1823— 1826), в состав которой был включен по рекомендации профессоров университета. В очень короткий срок он совместно с ректором Е.И. Парротом создал уникальные приборы для глубоководных океанографических наблюдений — лебедку-глубомер и батометр. В плавании Ленц провел океанографические, метеорологические и геофизические наблюдения в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах. В 1827 году он выполнил обработку полученных данных и проанализировал их.
МАЙКЛ ФАРАДЕЙ (1791—1867)
олько открытий, что их хватило бы доброму десятку ученых, чтобы обессмертить свое имя.Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в Лондоне, в одном из беднейших его кварталов. Его отец был кузнецом, а мать — дочерью земледельца-арендатора. Квартира, в которой появился на свет и провел первые годы своей жизни великий ученый, находилась на заднем дворе и помещалась над конюшнями.
ГЕОРГ ОМ (1787—1854)
О значении исследований Ома хорошо сказал профессор физики Мюнхенского университета Е. Ломмель при открытии памятника ученому в 1895 году: «Открытие Ома было ярким факелом, осветившим ту область электричества, которая до него была окутана мраком. Ом указал) единственно правильный путь через непроходимый лес непонятных фактов. Замечательные успехи в развитии электротехники, за которыми мы с удивлением наблюдали в последние десятилетия, могли быть достигнуты! только на основе открытия Ома. Лишь тот в состоянии господствовать над силами природы и управлять ими, кто сумеет разгадать законы природы, Ом вырвал у природы так долго скрываемую ею тайну и передал ее в руки современников».
ГАНС ЭРСТЕД (1777—1851)
«Ученый датский физик, профессор, — писал Ампер, — своим великим открытием проложил физикам новый путь исследований. Эти исследования не остались бесплодными; они привлекли к открытию множества фактов, достойных внимания всех, кто интересуется прогрессом».
АМЕДЕО АВОГАДРО (1776—1856)
В историю физики Авогадро вошел как автор одного из важнейших законов молекулярной физики.Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро ди Кваренья э ди Черрето родился 9 августа 1776 года в Турине — столице итальянской провинции Пьемонт в семье служащего судебного ведомства Филиппе Авогадро. Амедео был третьим из восьми детей. Предки его с XII века состояли на службе католической церкви адвокатами и по традиции того времени их профессии и должности передавались по наследству. Когда пришла пора выбирать профессию, Амедео также занялся юриспруденцией. В этой науке он быстро преуспел и уже в двадцать лет получил ученую степень доктора церковного права.
АНДРЕ МАРИ АМПЕР (1775—1836)
Французский ученый Ампер в истории науки известен, главным образом, как основоположник электродинамики. Между тем он был универсальным ученым, имеющим заслуги и в области математики, химии, биологии и даже в лингвистике и философии. Это был блестящий ум, поражавший своими энциклопедическими знаниями всех близко знавших его людей.
ШАРЛЬ КУЛОН (1736—1806)
Для измерения сил, действующих между электрическими зарядами. Кулон использовал изобретенные им крутильные весы.Французский физик и инженер Шарль Кулон достиг блестящих научных результатов. Закономерности внешнего трения, закон кручения упругих нитей, основной закон электростатики, закон взаимодействия магнитных полюсов — все это вошло в золотой фонд науки. «Кулоновское поле», «кулоновский потенциал», наконец, название единицы электрического заряда «кулон» прочно закрепились в физической терминологии.
ИСААК НЬЮТОН (1642—1726)
Исаак Ньютон родился в день Рождественского праздника 1642 года в деревушке Вульсторп в Линкольншире Отец его умер еще до рождения сына Мать Ньютона, урожденная Айскоф, вскоре после смерти мужа преждевременно родила, и новорожденный Исаак был поразительно мал и хил Думали, что младенец не выживет Ньютон, однако, дожил до глубокой старости и всегда, за исключением кратковременных расстройств и одной серьезной болезни, отличался хорошим здоровьем.
ХРИСТИАН ГЮЙГЕНС (1629—1695)
Принцип действия анкерного спускового механизма.Ходовое колесо (1) раскручивается пружиной (на рисунке не показана}. Анкер (2), связанный с маятником (3), входит левой палетой (4) между зубьями колеса. Маятник отклоняется в другую сторону, анкер освобождает колесо. Оно успевает повернуться только на один зуб, и в зацепление входит правая полета (5). Потом все повторяется в обратной последовательности.
БЛЕЗ ПАСКАЛЬ (1623—1662)
Блез Паскаль, сын Этьена Паскаля и Антуанетты, урожденной Бегон, родился в Клермоне 19 июня 1623 года. Вся семья Паскалей отличалась выдающимися способностями. Что касается самого Блеза, он с раннего детства обнаруживал признаки необыкновенного умственного развития.В 1631 году, когда маленькому Паскалю было восемь лет, его отец переселился со всеми детьми в Париж, продав по тогдашнему обычаю свою должность и вложив значительную часть своего небольшого капитала в Отель де-Билль.
АРХИМЕД (287 — 212 до н. э.)
Архимед родился в 287 году до нашей эры в греческом городе Сиракузы, где и прожил почти всю свою жизнь. Отцом его был Фидий, придворный астроном правителя города Гиерона. Учился Архимед, как и многие другие древнегреческие ученые, в Александрии, где правители Египта Птолемеи собрали лучших греческих ученых и мыслителей, а также основали знаменитую, самую большую в мире библиотеку.
Евклид
Евклид (ок. 365 - 300 до н. э.), - древнегреческий математик.
Создал большой труд под названием "Начала" - изложение той геометрии, которая известна и поныне под названием евклидовой геометрии.
Эвклид, древнегреческий математик, известный прежде всего как автор "Начал", самого знаменитого учебника в истории.
Сведения об Евклиде крайне скудны. Кроме нескольких анекдотов, нам известно лишь, что учителями Евклида в Афинах были ученики Платона, а в правление Птолемея I (306–283 до н.э.) он преподавал во вновь основанной школе в Александрии.
Сочинения под названием Начала появлялись еще до Евклида. Так, мы знаем о существовании Начал Гиппократа Хиосского (ок. 430–400 до н.э.) и некоторых других авторов, но Начала Евклида превзошли сочинения его предшественников и на протяжении более двух тысячелетий оставались основным трудом по элементарной математике. В 13 частях, или книгах, Начал содержится большая часть знаний по геометрии и арифметике эпохи Евклида. Его личный вклад сводился к такому расположению материала, при котором каждая теорема логически следовала бы из предыдущих. I книга начинается с определений, недоказываемых постулатов и "общих понятий", а заканчивается теоремой Пифагора и обратной ей теоремой. Со времен античности и до 19 в. неоднократно предпринимались попытки доказать пятый постулат ("о параллельных"). Лишь в 19 в. было окончательно признано, что Евклид был прав, полагая, что V постулат невозможно вывести из четырех других постулатов. Отрицание V постулата лежит... Читать полностью
Карл Гаусс
Карл Гаусс (1777-1855), - немецкий математик, астроном и физик. Создал теорию "первообразных" корней из которой вытекало построение семнадцатиугольника. Один из величайших математиков всех времён.
Карл Фридрих Гаусс родился 30 апреля 1777 года в Брауншвейге. Он унаследовал от родных отца крепкое здоровье, а от родных матери яркий интеллект.
В семь лет Карл Фридрих поступил в Екатерининскую народную школу. Поскольку считать там начинали с третьего класса, первые два года на маленького Гаусса внимания не обращали. В третий класс ученики обычно попадали в десятилетнем возрасте и учились там до конфирмации (пятнадцати лет). Учителю Бюттнеру приходилось заниматься одновременно с детьми разного возраста и разной подготовки. Поэтому он давал обычно части учеников длинные задания на вычисление, с тем чтобы иметь возможность беседовать с другими учениками. Однажды группе учеников, среди которых был Гаусс, было предложено просуммировать натуральные числа от 1 до 100. По мере выполнения задания ученики должны были класть на стол учителя свои грифельные доски. Порядок досок учитывался при выставлении оценок. Десятилетний Карл положил свою доску, едва Бюттнер кончил диктовать задание. К всеобщему удивлению, лишь у него ответ был правилен. Секрет был прост: пока диктовалось задание. Гаусс успел для себя открыть заново формулу для суммы арифметической прогрессии! Слава о чудо-ребенке распространилась... Читать полностью
Леонард Эйлер
Леонард Эйлер (1707-1783), - российский, немецкий и швейцарский математик. Анализировал бесконечно малые. Благодаря его работам, математический анализ стал вполне оформившейся наукой.
Родился 15 апреля 1707 г. в Базеле (Швейцария). Окончил местную гимназию, слушал в Базельском университете лекции И. Бернулли. В 1723 г. получил степень магистра. В 1726 г. по приглашению Петербургской академии наук приехал в Россию и был назначен адъюнктом по математике.
В 1730 г. занял кафедру физики, а в 1733 г. стал академиком. За 15 лет своего пребывания в России Эйлер успел написать первый в мире учебник теоретической механики, а также курс математической навигации и многие другие труды.
В 1741 г. он принял предложение прусского короля Фридриха II и переехал в Берлин. Но и в это время учёный не порвал связи с Петербургом. В 1746 г. вышло три тома статей Эйлера, посвящённых баллистике.
В 1749 г. он выпустил двухтомный труд, впервые излагающий вопросы навигации в математической форме. Многочисленные открытия, сделанные... Читать полностью
Франсуа Виет
Франсуа Виет (1540-1603), - французский математик, положивший начало алгебре как науке о преобразовании выражений, о решении уравнений в общем виде, создатель буквенного исчисления.
Виет Франсуа родился в городе Фонтене ле-Конт провинции Пуату. Получив юридическое образование, он с девятнадцати лет успешно занимался адвокатской практикой в родном городе. Как адвокат Виет пользовался у населения авторитетом и уважением. Он был широко образованным человеком. Знал астрономию и математику и все свободное время отдавал этим наукам.
Преподавая частным образом астрономию дочери одной знатной клиентки, Виет пришел к мысли составить труд, посвященный усовершенствованию птолемеевской системы. Затем он приступил к разработке тригонометрии и приложению ее к решению алгебраических уравнений. В 1571 году Виет переехал в Париж и там познакомился с математиком Пьером Рамусом. Благодаря своему таланту и отчасти благодаря браку своей бывшей ученицы с принцем де Роганом, Виет сделал блестящую карьеру и стал советником Генриха III, а после его смерти-Генриха IV.
Но главной страстью Виета была математика. Он глубоко изучил сочинения классиков Архимеда и Диофанта, ближайших предшественников Кардано, Бомбелли, Стевина и других. Виета они не только восхищали, в них он видел большой изъян, заключающийся в трудности понимания из-за словесной символики.
Почти все действия и знаки записывались словами, не было намека на те удобные, почти автоматические правила, которыми мы сейчас пользуемся. Нельзя было записывать и, следовательно, начать в общем виде алгебраические сравнения или какие-нибудь другие алгебраические выражения. Каждый вид уравнения с числовыми коэффициентами решался... Читать полностью
Перельман Григорий Яковлевич
Григорий Яковлевич Перельман родился 13 июня 1966 года в Ленинграде.
Российский ученый, доказавший гипотезу Пуанкаре - одну из фундаментальных задач математики. Кандидат физико-математических наук. Работал в Ленинградском (Санкт-Петербургском) отделении Математического института имени Стеклова, преподавал в ряде университетов США. С 2003 года не работает и почти не общается с посторонними.
Перельман окончил среднюю школу №239 с углубленным изучением математики. В 1982 году в составе команды школьников участвовал в Международной математической олимпиаде в Будапеште. В том же году был зачислен на математико-механический факультет Ленинградского государственного университета без экзаменов. Побеждал на факультетских, городских и всесоюзных студенческих математических олимпиадах. Получал Ленинскую стипендию, окончил университет с отличием... Читать полностью
Алферов Жорес Иванович
Академик Ж.И. Алферов - крупнейший советский российский ученый, автор более 500 научных трудов, свыше 50 изобретений.
Его работы получили мировое признание, вошли в учебники. Труды Ж.И. Алферова отмечены Нобелевской премией, Ленинской и Государственными премиями СССР и России, премией им. А.П. Карпинского (ФРГ), Демидовской премией, премией им. А.Ф. Иоффе и золотой медалью А.С. Попова (РАН), Хьюлетт-Паккардовской премией Европейского физического общества, медалью Стюарта Баллантайна Франклинского института (США), премией Киото (Япония), многими орденами и медалями СССР, России и зарубежных стран.
К числу научных направлений, которые активно развивает Ж.И. Алферов, относится разработка лазеров на основе квантовых точек. Использование массивов таких квантовых точек позволяет снизить электропотребление лазеров, а также повысить стабильность их характеристик при увеличении температуры. Первый в мире лазер на квантовых точках создан группой ученых, работающих под руководством Ж.И. Алферова. Характеристики этих приборов постоянно улучшаются, и сегодня они по многим показателям... Читать полностью
Альберт Эйнштейн
Альберт Эйнштейн - немецкий физик, создатель общей теории относительности. Предположил, что все тела не притягивают друг друга, как считалось со времен Ньютона, а искривляют окружающее пространство и время.
Родился в Германии, с 1893 жил в Швейцарии, с 1914 в Германии, в 1933 эмигрировал в США. Создал частную (1905) и общую (1907-16) теории относительности. Автор основополагающих трудов по квантовой теории света: ввел понятие фотона (1905), установил законы фотоэффекта, основной закон фотохимии (закон Эйнштейна), предсказал (1917) индуцированное излучение. Альберт Эйнштейн развил статистическую теорию броуновского движения, заложив основы теории флуктуаций, создал квантовую статистику Бозе - Эйнштейна. С 1933 работал над проблемами космологии и единой теории поля. В 30-е гг. выступал против фашизма, войны, в 40-е - против применения ядерного оружия. В 1940 подписал письмо президенту США, об опасности создания ядерного оружия в Германии, которое стимулировало американские ядерные исследования. Один из инициаторов создания государства Израиль. Нобелевская премия (1921, за труды по теоретической физике, особенно за открытие законов фотоэффекта).
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 в старинном немецком городе Ульме, в Германии но через год семья переселилась в Мюнхен, где отец Альберта, Герман Эйнштейн, и дядя Якоб организовали небольшую компанию "Электротехническая фабрика Я. Эйнштейна и К°". Вначале дела компании, занимавшейся усовершенствованием приборов дугового... Читать полностью
Майкл Фарадей
Майкл Фарадей (1791 - 1867) - английский физик и химик, основоположник учения об электромагнитном поле. Сделал за свою жизнь столько научных открытий, что их хватило бы десятку ученых, чтобы обессмертить свое имя.
Английский физик Майкл Фарадей родился в предместье Лондона в семье кузнеца. Окончив начальную школу, с двенадцати лет он работал разносчиком газет, а в 1804 г. поступил в ученики к переплетчику Рибо, французскому эмигранту, всячески поощрявшему страстное стремление Фарадея к самообразованию. Чтением и посещением публичных лекций молодой Фарадей стремился пополнить свои знания, причем его влекли главным образом естественные науки – химия и физика. В 1813 г. один из заказчиков подарил Фарадею пригласительные билеты на лекции Гемфри Дэви в Королевском институте, сыгравшие решающую роль в судьбе юноши. Обратившись с письмом к Дэви, Фарадей с его помощью получил место лабораторного ассистента в Королевском институте.
В 1813–1815 гг., путешествуя вместе с Дэви по Европе, Фарадей посетил лаборатории Франции и Италии. После возвращения в Англию научная деятельность Фарадея протекала в стенах Королевского института, где он сначала помогал Дэви в химических экспериментах, а затем начал самостоятельные исследования. Фарадей осуществил сжижение хлора и некоторых других газов, получил бензол. В 1821 г. он впервые наблюдал вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создал первую модель электродвигателя. В течение последующих 10 лет Фарадей занимался исследованием связи между электрическими и магнитными явлениями... Читать полностью
Мария Кюри-Склодовская
Мария Кюри-Склодовская (1867 - 1934) - физик и химик польского происхождения. Совместно с мужем открыла элементы радий и полоний. Занималась проблемами радиоактивности.
Мария Склодовская родилась 7 ноября 1867 года в Варшаве, в семье преподавателей. Юная Мария блестяще училась в школе и уже тогда стала проявлять большой интерес к научным исследованиям. Сам Дмитрий Иванович Менделеев (который был знаком с отцом Марии) однажды увидев девочку за работой в в химической лаборатории ее двоюродного брата, предсказал ей великое будущее в том случае, если она продолжит заниматься химией.
Но на пути к осуществлению своей мечты Мария встретила сразу два препятствия - не только бедность ее семьи, но и запрет женщинам быть студентками Варшавского университета. Но это не смогло остановить целеустремленную девушку. Был разработан и выполнен следующий план - Мария в течение пяти лет работала гувернанткой на родине, в Польше, чтобы дать возможность своей сестре окончить медицинский институт, после чего та, в свою очередь, взяла на себя расходы на высшее образование Марии.
Став врачом, сестра Марии пригласила ее к себе в Париж и в 1891 г. Мария поступила на факультет естественных наук Парижского университета (Сорбонны). В 1893 г., закончив курс первой, Мари (как она стала себя называть) получила степень... Читать полностью
Макс Планк
Макс Планк (1858-1947), - немецкий физик, создатель квантовой теории, совершившей подлинную революцию в физике. Классическая физика в противоположность современной физике ныне означает физика до Планка.
Родился 23 апреля 1858 в Киле. Учился в Мюнхенском и Берлинском университетах, в последнем прослушал курс лекций физиков Гельмгольца и Кирхгофа и математика Вейерштрасса. А это же время тщательно проработал труды по термодинамике Клаузиуса, во многом определившие направление исследований Планка в эти годы. В 1879 стал доктором философии, представив к защите диссертацию О втором законе механической теплоты. В своей диссертационной работе рассмотрел вопрос о необратимости процесса теплопроводности и дал первую общую формулировку закона возрастания энтропии. Через год после защиты получил право на преподавание теоретической физики и пять лет читал этот курс в Мюнхенском университете. В 1885 стал профессором теоретической физики Кильского университета. Самой значительной его публикацией в этот период стала книга Принцип сохранения энергии, получившая премию на конкурсе философского факультета Гёттингенского университета. В 1889 Планк был приглашен в Берлинский университет на должность экстраординарного профессора, через три года был назначен ординарным профессором. В первые годы пребывания в Берлине занимался вопросами теории теплоты, электро- и термохимией, равновесием в газах и разбавленных растворах.
В 1896 Планк начал свои классические исследования в области теплового излучения. Занявшись решением задачи о распределении энергии в спектре излучения абсолютно черного тела, он в 1900 вывел полуэмпирическую формулу, которая при высоких температурах и больших длинах волн удовлетворительно описывала экспериментальные данные Курлбаума и Рубенса... Читать полностью
Поль Дирак
Поль Дирак - английский физик, открыл статистическое распределение энергии в системе электронов. Получил Нобелевскую премию по физике за открытие новых продуктивных форм атомной теории.
Поль Дирак родился 8 августа 1902 года, в Бристоле, графство Глостершир, Англия.
Чарлз Адриен Ладислас Дирак, отец будущего великого физика, эмигрировал из Швейцарии в Англию, и к 1902 году он с женой Флоренc и c тремя детьми (у Поля был старший брат и младшая сестра) жили в Бристоле в своем собственном доме. В 1919 году отец и все члены семьи стали подданными Британии.
Отец Поля зарабатывал преподаванием французского языка. Ученики не любили его, - он был слишком строг и требователен, - хотя и не могли не понимать эффективности его педагогических приемов. Жили замкнуто. Впоследствии Поль Дирак вспоминал: "В наш дом никто не приходил за исключением, может быть, немногих учеников отца. У нас не бывало никаких гостей". Отец требовал, чтобы в доме говорили на французском (его родном) языке, вопреки желаниям жены и детей, и это было одной из причин, затруднявших общение. Отсюда, возможно, берет начало молчаливость Поля и его тяготение к одиночеству.
Поля отдали учиться в школу, где преподавал его отец. Это было несколько старомодное, но и весьма солидное учебное заведение, о котором Дирак вспоминал, что оно было "...великолепной школой естественных наук и современных языков. В ней не было ни латинского, ни греческого, чему я был очень рад, ибо я совсем не воспринимал древние культуры. Я был очень счастлив, что мог посещать эту школу. Я учился с 1914 по 1918 год, как раз во время Первой мировой войны. Многие парни покинули школу ради служения нации. В результате старшие классы совсем опустели. Чтобы заполнить пробел... Читать полностью
Эрнест Резерфорд
Эрнест Резерфорд - английский физик, разгадал природу индуцированной радиоактивности, открыл эманацию тория, радиоактивный распад и его закон. Резерфорда нередко справедливо называют одним из титанов физики ХХ века.
Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года в Брайтуотере, живописном местечке Новой Зеландии. Он был четвертым ребенком в семье выходцев из Шотландии Джеймса Резерфорда и Марты Томсон, и из двенадцати детей он оказался наиболее одаренным. Эрнест блестяще закончил начальную школу, получив 580 баллов из 600 возможных и премию в 50 фунтов стерлингов для продолжения образования.
В колледже в Нельсоне, где Эрнеста Резерфорда приняли в пятый класс, учителя обратили внимание на его исключительные математические способности. Но математиком Эрнест не стал. Не стал он и гуманитарием, хотя проявлял недюжинные способности к языкам и литературе. Судьбе угодно было распорядиться, чтобы Эрнест увлёкся естественными науками - физикой и химией.
После окончания колледжа Резерфорд поступил в Кентерберийский университет, и уже на втором курсе он выступил с докладом "Эволюция элементов", в котором высказал предположение, что химические элементы представляют собой сложные системы, состоящие из одних и тех же элементарных частиц. Студенческий доклад Эрнеста не был должным образом оценён в университете, однако его экспериментальные работы, например, создание приёмника электромагнитных волн, удивили даже крупных учёных. Спустя всего несколько месяцев ему была присуждена "стипендия 1851 года", которой отмечались самые талантливые выпускники провинциальных английских... Читать полностью
Великие ученые в области физики и математики
Мир не стоит на месте, все течет и меняется, планета вращается вокруг оси, гроза всегда приходит с молнией и громом, а листья падают на землю. И именно простые на первый взгляд вещи пробудили в человеке интерес к точным и естественным наукам.
Известные физики мира
История физики насчитывает несколько тысячелетий. В своих истоках тесно переплетаясь с математикой, химией и даже философией, эта наука изначально изучала материю в ее спокойствии и во взаимодействии с миром, положив эти знания в основу других дисциплин, потому как всё на свете можно объяснить физическими законами.
Многие великие учёные физики посвятили свои жизни попыткам найти ответы на необходимые человечеству вопросы:
- Галилео Галилей – итальянский физик, заложивший законы механики и движения тел. Известен своими трудами в области естествознания и астрономии.
- Джон Дальтон – английский физик и химик, на протяжении жизни изучал газы и их свойства, первым сформулировал теорию атомного строения веществ.
- Лев Ландау – отец учений о магнетизме, квантовой электромеханике, астрофизике. Его перу принадлежат труды о сверхпроводниках, а также открытия в области атомной и термоядерной физики.
- Блез Паскаль – физик, изучавший законы гидравлики.
- Ирен Жолио-Кюри, Пьер Кюри, Мария Кюри-Склодовская – семейство Кюри, известное своими открытиями в области радиоактивных элементов и радиоактивности.
- Альберт Эйнштейн – немецкий физик, изложивший и обосновавший суть теории относительности.
- Эрнест Резерфорд, Георг Ом, Андре-Мари Ампер – ученые, сделавшие ряд фундаментальных открытий в области электромагнетизма и электрического тока.
Известные физики мира – это сотни талантливых ученых, среди которых можно отметить Майкла Фарадея, Джон Бардин, Макса Планка, Роберта Бойля, Поля Дирак.
Российская лепта
Светила русской науки тоже не остались в стороне. Множественные труды и открытия таких великих людей, как Александр Столетов, Александр Попов, Дмитрий Менделеев, Абрам Иоффе, Игорь Курчатов, Петр Лебедев, Эмилий Ленц, Александр Прохоров, оставили свой значимый след в развитии физики.
Дмитрий Менделеев создал универсальную таблицу химических элементов , которая до сих пор пополняется новыми элементами.
Современные физики России – это целая плеяда молодых и талантливых ученых, многие из которых – это последователи своих именитых предков: Сергей Капица, Виталий Гинзбург, Жорес Алферов, Андрей Сахаров. Они развивают актуальные направления, совершенствуя и продвигая научных прогресс вперед.
Различные приборы и изобретения, сделанные на основании открытий и знаний в области этой фундаментальной науки, существенно упростили жизнь сотен тысяч людей и с успехом применяются во всех сферах жизни, особенно в медицине, аэродинамике и военной промышленности.
Во время своих экспериментов Галилео обнаружил, что тяжелые предметы падают быстрее легких из-за меньшего воздушного сопротивления: воздух мешает легкому объекту сильнее, чем тяжелому.
Решение Галилея проверить закон Аристотеля стало поворотным моментом в науке, оно ознаменовало начало проверки всех общепринятых законов опытным путем. Опыты Галилея с падающими телами привели к нашему начальному пониманию ускорения под действием гравитации.
Всемирное тяготение
Говорят, что однажды Ньютон сидел под яблоней в саду и отдыхал. Вдруг он увидел, как с ветки упало яблоко. Этот простой инцидент заставил его задуматься, почему яблоко упало вниз, в то время, как Луна все время оставалась в небе. Именно в этот момент в мозгу молодого Ньютона свершилось открытие: он понял, что на яблоко и Луну действует единая сила гравитации.
Ньютон представил себе, что на весь фруктовый сад действовала сила, которая притягивала к себе ветки и яблоки. Его более важно то, что он распространил эту силу до самой Луны. Ньютон понял, что сила притяжения есть везде, до него никто до этого не додумывался.
Согласно этому закону, гравитация влияет на все тела во Вселенной, включая яблоки, луны и планеты. Сила притяжения такого крупного тела, как Луна, может провоцировать такие явления, как приливы и отливы океанов на Земле.
Вода в той части океана, которая находится ближе к Луне, испытывает большее притяжение, поэтому Луна, можно сказать, перетягивает воду из одной части океана в другую. А так, как Земля вращается в противоположном направлении, эта задержанная Луной вода оказывается дальше привычных берегов.
Понимание Ньютоном того, что у каждого предмета есть собственная сила притяжения, стало великим научным открытием. Однако, его дело было еще не завершено.
Законы движения
Возьмем, например хоккей. Бьете клюшкой по шайбе, и она скользит по льду. Это первый закон: под действием силы предмет движется. Если бы не было трения о лед, то шайба скользила бы бесконечно долго. Когда вы бьете клюшкой по шайбе, то придаете ей ускорение.
Второй закон гласит: ускорение прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе тела.
А согласно третьему закону при ударе шайба действует на клюшку с такой же силой, как клюшка на шайбу, т.е. сила действия равна силе противодействия.
Законы движения Ньютона были смелым решением объяснять механику функционирования Вселенной, они стали основой классической физики.
Второй закон термодинамики
Наука о термодинамике – это наука о тепле, которая преобразуется в механическую энергию. От нее зависела вся техника во время промышленной революции.
Тепловая энергия может быть преобразована в энергию движения, например, путем вращения коленчатого вала или турбины. Важнее всего выполнить как можно больше работы, используя как можно меньше топлива. Это наиболее экономически выгодно, поэтому люди стали изучать принципы работы паровых двигателей.
Среди тех, кто занимался этим вопросом, был немецкий ученый . В 1865 году он сформулировал Второй закон термодинамики . Согласно этому закону, при любом энергетическом обмене, например, во время нагревания воды в паровом котле, часть энергии пропадает. Клаузиус ввел в оборот слово энтропия , объясняя с его помощью ограниченную эффективность паровых двигателей. Часть тепловой энергии теряется во время преобразования в механическую.
Это утверждение изменило наше понимание того, как функционирует энергия. Не существует теплового двигателя, который был бы эффективен на 100%. Когда вы едете на машине, только 20% энергии бензина действительно тратится на движение. Куда девается остальная часть? На нагревание воздуха, асфальта и шин. Цилиндры в блоке цилиндров нагреваются и изнашиваются, а детали ржавеют. Грустно думать о том, насколько расточительны такие механизмы.
Хотя Второй закон термодинамики был основой промышленной революции, следующее великое открытие привело мир в новое, его современное состояние.
Электромагнетизм
Ученые научились создавать магнитную силу с помощью электричества, когда пустили ток по завитому проводу. В результате получился электромагнит. Как только подается ток, возникает магнитное поле. Нет напряжения – нет поля.
Электрогенератор в своей самой простейшей форме является витком проволоки между полюсами магнита. Майкл Фарадей обнаружил, что когда магнит и проволока находятся на близком расстоянии, по проволоке проходит ток. По этому принципу работают все электрогенераторы.
Фарадей вел записи о своих экспериментах, но шифровал их. Тем не менее они были по достоинству оценены физикомДжеймсом Клерком Максвеллом , который использовал их, чтобы еще лучше понять принципы электромагнетизма . Максвелл позволил человечеству понять, как электричество распределяется по поверхности проводника.
Если вы хотите знать, каким был бы мир без открытий Фарадея и Максвелла, то представьте себе, что электричество не существует: не было бы радио, телевидения, мобильных телефонов, спутников, компьютеров и всех средств связи. Представьте себе, что вы в 19 веке, потому что без электричества вы бы именно там и оказались.
Совершая открытия, Фарадей и Максвелл не могли знать, что их труд вдохновил одного юношу на раскрытие тайн света и на поиск его связи с величайшей силой Вселенной. Этим юношей был Альберт Эйнштейн.
Теория относительности
Эйнштейн однажды сказал, что все теории нужно объяснять детям. Если они не поймут объяснения, то значит теория бессмысленна. Будучи ребенком, Эйнштейн однажды прочитал детскую книжку об электричестве, тогда оно только появлялось, и простой телеграф казался чудом. Эта книжка была написана неким Бернштейном, в ней он предлагал читателю представить себя едущим внутри провода вместе с сигналом. Можно сказать, что тогда в голове Эйнштейна и зародилась его революционная теория.
В юношестве, вдохновленный своим впечатлением от той книги, Эйнштейн представлял себе, как он двигается вместе с лучом света. Он обдумывал эту мысль 10 лет, включая в размышления понятие света, времени и пространства.
В мире, который описывал Ньютон, время и пространство были отделены друг от друга: когда на Земле 10 часов утра, то такое же время было и на Венере, и на Юпитере, и по всей Вселенной. Время было тем, что никогда не отклонялось и не останавливалось. Но Эйнштейн по-другому воспринимал время.
Время – это река, которая извивается вокруг звезд, замедляясь и ускоряясь. А если пространство и время могут изменяться, то меняются и наши представления об атомах, телах и вообще о Вселенной!
Эйнштейн демонстрировал свою теорию с помощью так называемых мыслительных экспериментов. Самый известный из них – это «парадокс близнецов» . Итак, у нас есть двое близнецов, один из которых улетает в космос на ракете. Так как она летит почти со скоростью света, время внутри нее замедляется. После возвращения этого близнеца на Землю оказывается, что он моложе того, кто остался на планете. Итак, время в разных частях Вселенной идет по-разному. Это зависит от скорости: чем быстрее вы движетесь, тем медленнее для вас идет время.
Этот эксперимент в какой-то степени проводится с космонавтами на орбите. Если человек находится в открытом космосе, то время для него идет медленней. На космической станции время идет медленней. Этот феномен затрагивает и спутники. Возьмем, например, спутники GPS: они показывают ваше положение на планете с точностью до нескольких метров. Спутники движутся вокруг Земли со скоростью 29000 км/ч, поэтому к ним применимы постулаты теории относительности. Это нужно учитывать, ведь если в космосе часы идут медленнее, то синхронизация с земным временем собьется и система GPS не будет работать.
E=mc 2
Вероятно, это самая известная в мире формула. В теории относительности Эйнштейн доказал, что при достижении скорости света условия для тела меняются невообразимым образом: время замедляется, пространство сокращается, а масса растет. Чем выше скорость, тем больше масса тела. Только подумайте, энергия движения делает вас тяжелее. Масса зависит от скорости и энергии. Эйнштейн представил себе, как фонарик испускает луч света. Точно известно, сколько энергии выходит из фонарика. При этом он показал, что фонарик стал легче, т.е. он стал легче, когда начал испускать свет. Значит E – энергия фонарика зависит от m – массы в пропорции, равной c 2 . Все просто.
Эта формула показывала и на то, что в маленьком предмете может быть заключена огромная энергия. Представьте себе, что вам бросают бейсбольный мяч и вы его ловите. Чем сильнее его бросят, тем большей энергией он будет обладать.
Теперь что касается состояния покоя. Когда Эйнштейн выводил свои формулы, он обнаружил, что даже в состоянии покоя тело обладает энергией. Посчитав это значение по формуле, вы увидите, что энергия поистине огромна.
Открытие Эйнштейна было огромным научным скачком. Это был первый взор на мощь атома. Не успели ученые полностью осознать это открытие, как случилось следующее, которое вновь повергло всех в шок.
Квантовая теория
Квантовый скачок – самый малый возможный скачок в природе, при этом его открытие стало величайшим прорывом научной мысли.
Субатомные частицы, например, электроны, могут передвигаться из одной точку в другую, не занимая пространство между ними. В нашем макромире это невозможно, но на уровне атома – это закон.
Квантовая теория появилась в самом начале 20 века, когда случился кризис в классической физике. Было открыто множество феноменов, которые противоречили законам Ньютона. Мадам Кюри , например, открыла радий, который сам по себе светится в темноте, энергия бралась из ниоткуда, что противоречило закону сохранения энергии. В 1900 году люди считали, что энергия непрерывна, и что электричество и магнетизм можно было бесконечно делить на абсолютно любые части. А великий физик Макс Планк дерзко заявил, что энергия существует в определенных объемах – квантах .
Если представить себе, что свет существует только в этих объемах, то становятся понятны многие феномены даже на уровне атома. Энергия выделяется последовательно и в определенном количестве, это называется квантовым эффектом и означает, что энергия волнообразна.
Тогда думали, что Вселенная была создана совсем по-другому. Атом представлялся чем-то, напоминающим шар для боулинга. А как может шар иметь волновые свойства?
В 1925 году австрийский физик , наконец, составил волновое уравнение, которое описывало движение электронов. Внезапно стало возможным заглянуть внутрь атома. Получается, что атомы одновременно являются и волнами, и частицами, но при этом непостоянными.
Можно ли вычислить возможность того, что человек разделится на атомы, а потом материализуется по другую сторону стены? Звучит абсурдно. Как можно, проснувшись утром, оказаться на Марсе? Как можно пойти спать, а проснуться на Юпитере? Это невозможно, но вероятность этого подсчитать вполне реально. Данная вероятность очень низка. Чтобы это случилось, человеку нужно было бы пережить Вселенную, а вот у электронов это случается постоянно.
Все современные «чудеса» вроде лазерных лучей и микрочипов работают на основании того, что электрон может находиться сразу в двух местах. Как это возможно? Не знаешь, где точно находится объект. Это стало таким трудным препятствием, что даже Эйнштейн бросил заниматься квантовой теорией, он сказал, что не верит, что Господь играет во Вселенной в кости.
Несмотря на всю странность и неопределенность, квантовая теория остается пока что лучшим нашим представлением о субатомном мире.
Природа света
Древние задавались вопросом: из чего состоит Вселенная? Они считали, что она состоит из земли, воды, огня и воздуха. Но если это так, то что же такое свет? Его нельзя поместить в сосуд, нельзя дотронуться до него, почувствовать, он бесформенный, но присутствует везде вокруг нас. Он одновременно везде и нигде. Все видели свет, но не знали, что это такое.
Физики пытались ответить на этот вопрос на протяжении тысячи лет. над поиском природы света работали величайшие умы, начиная с Исаака Ньютона. Сам Ньютон использовал солнечный свет, разделенный призмой, чтобы показать все цвета радуги в одном луче. Это значило, что белый свет состоит из лучей всех цветов радуги.
Ньютон показал, что красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый цвета могут быть объединены в белый свет. Это привело его к мысли, что свет делится на частицы, которые он назвал корпускулами. Так появилась первая световая теория – корпускулярная.
Представьте себе морские волны: любой человек знает, что когда одна из волн сталкивается с другой под определенным углом, обе волны смешиваются. Юнг проделал то же самое со светом. Он сделал так, чтобы свет от двух источников пересекался, и место пересечения было отчетливо видно.
Итак, тогда было все две световые теории: корпускулярная у Ньютона и волновая у Юнга . И тогда за дело взялся Эйнштейн, который сказал, что возможно, обе теории имеют смысл. Ньютон показал, что у света есть свойства частиц, а Юнг доказал, что свет может иметь волновые свойства. Все это – две стороны одного и того же. Возьмем, например, слона: если вы возьмете его за хобот, то подумаете, что это змея, а если обхватите его ногу, то вам покажется, что это дерево, но на самом деле слон обладает качествами и того, и другого. Эйнштейн ввел понятие дуализма света , т.е. наличия у света свойств как частиц, так и волн.
Чтобы увидеть свет таким, каким мы знает его сегодня, потребовалась работа трех гениев на протяжении трех веков. Без их открытий мы, возможно, до сих пор жили бы в раннем Средневековье.
Нейтрон
Атом так мал, что его трудно себе представить. В одну песчинку помещается 72 квинтиллиона атомов. Открытие атома привело к другому открытию.
О существовании атома люди знали уже 100 лет назад. Они думали, что электроны и протоны равномерно распределены в нем. Это назвали моделью типа «пудинг с изюмом», потому что считалось, что электроны были распределены внутри атома как изюм внутри пудинга.
В начале 20 века провел эксперимент с целью еще лучше исследовать структуру атома. Он направлял на золотую фольгу радиоактивные альфа-частицы. Он хотел узнать, что произойдет, когда альфа-частицы ударятся о золото. Ничего особенного ученый не ожидал, так как думал, что большинство альфа-частиц пройдут сквозь золото, не отражаясь и не изменяя направление.
Однако, результат был неожиданным. По его словам, это было то же самое, что выстрелить 380-мм снарядом по куску материи, и при этом снаряд отскочил бы от нее. Некоторые альфа-частицы сразу отскочили от золотой фольги. Это могло произойти, только если бы внутри атома было небольшое количество плотного вещества, оно не распределено как изюм в пудинге. Резерфорд назвал это небольшое количество вещества ядром .
Чедвик провел эксперимент, который показал, что ядро состоит из протонов и нейтронов. Для этого он использовал очень умный метод распознавания. Для перехвата частиц, которые выходили из радиоактивного процесса, Чедвик применял твердый парафин.
Сверхпроводники
Лаборатория Ферми обладает одним из крупнейших в мире ускорителем частиц. Это 7-километровое подземное кольцо, в котором субатомные частицы ускоряются почти до скорости света, а затем сталкиваются. Это стало возможным только после того, как появились сверхпроводники .
Сверхпроводники были открыты примерно в 1909 году. Голландский физик по имени стал первым, кто понял, как превратить гелий из газа в жидкость. После этого он мог использовать гелий в качестве морозильной жидкости, а ведь он хотел изучать свойства материалов при очень низких температурах. В то время людей интересовало то, как электрическое сопротивление металла зависит от температуры – растет она или падает.
Он использовал для опытов ртуть, которую он умел хорошо очищать. Он помещал ее в специальный аппарат, капая ей в жидкий гелий в морозильной камере, понижая температуру и измеряя сопротивление. Он обнаружил, что чем ниже температура, тем ниже сопротивление, а когда температуры достигла минус 268 °С, сопротивление упало до нуля. При такой температуре ртуть проводила бы электричество без всяких потерь и нарушений потока. Это и называетсясверхпроводимостью .
Сверхпроводники позволяют электропотоку двигаться без всяких потерь энергии. В лаборатории Ферми они используются для создания сильного магнитного поля. Магниты нужны для того, чтобы протоны и антипротоны могли двигаться в фазотроне и огромном кольце. Их скорость почти равняется скорости света.
Ускоритель частиц в лаборатории Ферми требует невероятно мощного питания. Каждый месяц на то, чтобы охладить сверхпроводники до температуры минус 270 °С, когда сопротивление становится равным нулю, тратится электричество на миллион долларов.
Теперь главная задача – найти сверхпроводники, которые бы работали при более высоких температурах и требовали бы меньше затрат.
В начале 80-х группа исследователей швейцарского отделения компании IBM обнаружила новый тип сверхпроводников, которые обладали нулевым сопротивлением при температуре на 100 °С выше, чем обычно. Конечно, 100 градусов выше абсолютно нуля – это не та температура, что у вас в морозильнике. Нужно найти такой материал, который был бы сверхпроводником при обычной комнатной температуре. Это был бы величайший прорыв, который стал бы революцией в мире науки. Все, что сейчас работает на электрическом токе, стало бы гораздо эффективнее. С разработкой ускорителей, которые могли сталкивать субатомные частицы на скорости света, человек узнал о существовании десятков других частиц, на которые разбивались атомы. Физики стали называть все это «зоопарком частиц».
Американский физик Мюррей Гелл-Ман заметил закономерность в ряде новооткрытых частиц «зоопарка». Он делил частицы по группам в соответствии с обычными характеристиками. По ходу он изолировал мельчайшие компоненты ядра атома, из которых состоят сами протоны и нейтроны.
Открытые Гелл-Маном кварки были для субатомных частиц тем же, чем была периодическая таблица для химических элементов. За свое открытие в 1969 году Мюррею Гелл-Ману была присуждена Нобелевская премия в области физики. Его классификация мельчайших материальных частиц упорядочила весь их «зоопарк».
Хотя Гелл-Маном был уверен в существовании кварков, он не думал, что кто-то сможет их в действительности обнаружить. Первым подтверждением правильности его теорий были удачные эксперименты его коллег, проведенные на Стэнфордском линейном ускорителе. В нем электроны отделялись от протонов, и делался макроснимок протона. Оказалось, что в нем было три кварка .
Ядерные силы
Наше стремление найти ответы на все вопросы о Вселенной привело человека как внутрь атомов и кварков, так и за пределы галактики. Данное открытие – результат работы многих людей на протяжении столетий.
После открытий Исаака Ньютона и Майкла Фарадея ученые считали, что у природы две основные силы: гравитация и электромагнетизм. Но в 20 веке были открыты еще две силы, объединенные одним понятием – атомная энергия. Таким образом, природных сил стало четыре.
Каждая сила действует в определенном спектре. Гравитация не дает нам улететь в космос со скоростью 1500 км/ч. Затем у нас есть электромагнитные силы – это свет, радио, телевидение и т.д. кроме этого существую еще две силы, поле действия которых сильно ограничено: есть ядерное притяжение, которое не дает ядру распасться, и есть ядерная энергия, которая излучает радиоактивность и заражает все подряд, а также, кстати, нагревает центр Земли, именно благодаря ей центр нашей планеты не остывает вот уже несколько миллиардов лет – это действие пассивной радиации, которая переходи в тепло.
Как обнаружить пассивную радиацию? Это возможно благодаря счетчикам Гейгера . Частицы, которые высвобождаются, когда расщепляется атом, попадают в другие атомы, в результате чего создается небольшой электроразряд, который можно измерить. При его обнаружении счетчик Гейгера щелкает.
Как же измерить ядерное притяжение? Тут дело обстоит труднее, потому что именно эта сила не дает атому распасться. Здесь нам нужен расщепитель атома. Нужно буквально разбить атом на осколки, кто-то сравнил этот процесс со сбросом пианино с лестницы с целью разобраться в принципах его работы, слушая звуки, которые пианино издает, ударяясь о ступеньки. (weak force, слабое взаимодействие) и ядерная энергия (strong force, сильное взаимодействие). Последние две называются квантовыми силами, их описание можно объединить в нечто под названием стандартной модели. Возможно, это самая уродливая теория в истории науки, но она действительно возможна на субатомном уровне. Теория стандартной модели претендует на то, чтобы стать высшей, но от этого она не перестает быть уродливой. С другой стороны, у нас есть гравитация – великолепная, прекрасная система, она красива до слез – физики буквально плачут, видя формулы Эйнштейна. Они стремятся объединить все силы природы в одну теорию и назвать ее «теория всего». Она объединила бы все четыре силы в одну суперсилу, которая существует с начала времен.
Неизвестно, сможем ли мы когда-нибудь открыть суперсилу, которая включала бы в себя все четыре основные силы Природы и сможем ли создать физическую теорию Всего. Но одно известно точно: каждое открытие ведет к новым исследованиям, а люди – самый любопытный вид на планете – никогда не перестанут стремиться понимать, искать и открывать.
Одной из наиболее древних и важных научных дисциплин является физика - наука, изучающая свойства материи, основа всего естествознания.
Именно по этой причине физика считается фундаментальной наукой. Другие естественные науки (биология, химия, геология и др.) описывают отдельные классы материальных систем, которые в конечном итоге подчиняются физическим законам.
Джеймс Ватт (1736 – 1819 гг), шотландский физик-изобретатель, родился в Англии 19 января 1736 года. Создатель первого универсального парового двигателя, он не имел специального образования, сначала он был квалифицированным и талантливым мастером-инструментальщиком и служил при университете в Глазго.
Дорога Ватта к мировой славе начинался с обыкновенной, рутинной работы. Однажды ему поручили починить модель паровой машины Ньюкомена. Он никак не мог справиться, пока не понял, что причина не в поломке модели, а в принципах, лежащих в ее основе. Однажды, во время прогулки, Ватту пришла идея разделить конденсатор для охлаждения пара и рабочий цилиндр. Используя этот принцип, Ватт создает свою модель парового двигателя, которая хранится до сих пор в лондонском музее. Благодаря своей экономичности, паровая машина Ватта получила широкое распространение и имела огромное значение при переходе на машинное производство. В 1800-е годы доля энергии, вырабатываемой в британской промышленности, в значительной степени обеспечивалась паровыми двигателями Ватта.
Джеймсом Ваттом введена первая единица мощности - лошадиная сила. Им были сконструированы также распространенные в дальнейшем приборы: ртутный вакуумметр, ртутный открытый манометр, водомерное стекло для котлов, индикатор давления. Также им были изобретены копировальные чернила (1780), установлен состав воды (1781).
Александр Грейам Белл (1847–1922) родился в Эдинбурге, в Шотландии. Он является изобретателем телефона. Семья Белла из Шотландии переехала в Канаду, а позже в США. Белл не был по образованию ни физиком, ни инженером-электриком. Он начинал как помощник учителя музыки и ораторского мастерства, а позже работал с людьми, потерявшими слух или страдавшими дефектами речи.
Белл очень стремился помочь этим людям. Большая любовь к девушке, потерявшей слух после болезни, побудила его сконструировать приборы и устройства, с помощью которых он демонстрировал глухим артикуляцию речи. В Бостоне он открыл учебное заведение, где подготавливал преподавателей для глухих. В 1893 г. А. Белл получает звание профессора физиологии органов речи Бостонского университета. Впоследствии он углубленно изучает физику человеческой речи, акустику и в скором времени начинает ставить опыты, используя аппарат, в котором мембрана передает звуковые колебания. Он постепенно подходил к идее создания телефона, который позволит передачу различных звуков, если удастся вызывать колебания электрического тока, которые соответствую по интенсивности колебаниям воздуха, производимым данным звуком.
Вскоре А. Белл меняет направление своей деятельности и начинает работу над созданием телеграфа, который имел бы возможность передавать несколько текстов одновременно. Во время этой работы случайность помогла открыть явление, благодаря которому и был изобретен телефон.
Однажды помощник Белла вытаскивал пластинку в передающем устройстве. В приемном устройстве в это время Белл услышал дребезжание. Как выяснилось, этой пластинкой замыкалась и размыкалась электрическая цепь. Белл отнесся очень внимательно к этому наблюдению. Через несколько дней был сделан первый телефонный аппарат, который состоял из небольшой мембраны, сделанной из барабанной кожи, и сигнального рожка для усиления звука. Именно этот аппарат и стал прародителем всех телефонных аппаратов.
