|
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.
В 1870 году он поступил в Лейденский университет. С большим интересом Гендрик слушал лекции университетских профессоров, хотя его
судьбу как ученого, видимо, в большей мере определило чтение трудов
Максвелла, очень трудных для понимания и названных им в связи с этим
«интеллектуальными джунглями» Но ключ к ним, по словам Лоренца,
ему помогли подобрать статьи Гельмгольца, Френеля и Фарадея
В 1871 году Гендрик с отличием сдал экзамены на степень магистра.
но в 1872 году покинул Лейденский университет, чтобы самостоятельно
подготовиться к докторским экзаменам Он возвращается в Арнхем и начинает работать учителем вечерней школы. Работа ему очень нравится, и
вскоре Лоренц становится хорошим педагогом. Дома он создает небольшую лабораторию, продолжая усиленно изучать труды Максвелла и Френеля. «Мое восхищение и уважение переплелось с любовью и привязанностью; как велика была радость, которую я испытал, когда смог прочесть
самого Френеля», — вспоминал Лоренц. Он становится ярым сторонником электромагнитной теории Максвелла" «Его «Трактат об электричестве
и магнетизме» произвел на меня, пожалуй, одно из самых сильных впе
чатлений в жизни; толкование света как электромагнитного явления по
своей смелости превзошло все, что я до сих пор знал».
В 1875 году Лоренц блестяще защищает докторскую диссертацию и в
1878 году становится профессором специально для него учрежденной кафедры теоретической физики (одной из первых в Европе) Лейденского
университета. В 1881 году он становится членом Королевской академии
наук в Амстердаме.
Уже в докторской диссертации «Об отражении и преломлении лучей
света» Лоренц пытается обосновать изменение в скорости распространения света в среде влиянием наэлектризованных частичек тела. Под действием световой волны заряды молекул приходят в колебательное движение и становятся источниками вторичных электромагнитных волн. Эти
волны, интерферируя с первичными, и обусловливают преломление и
отражение света. Здесь уже намечены те идеи, которые приведут к созданию электронной теории дисперсии света.
В следующей статье «О соотношении между скоростью распространения света и плотностью и составом среды», опубликованной в 1878 году,
Лоренц выводит знаменитое соотношение между показателем преломления и плотностью среды, известное под названием «формулы ЛоренцЛоренца», поскольку датчанин Людвиг Лоренц независимо от Гендрика
Лоренца пришел к тому же результату. В этой работе Лоренц развивает
электромагнитную теорию дисперсии света с учетом того, что на молекулярный заряд, кроме поля волны, действует поле поляризованных частиц
среды.
В 1892 году Лоренц выступил с большой работой «Электромагнитная
теория Максвелла и ее приложение к движущимся телам». В этой работе,!
очерчены основные контуры электронной теории. Мир состоит из вещества и эфира, причем Лоренц называет веществом «все то, что может принимать участие в электрических токах, электрических смещениях и электромагнитных движениях». «Все весомые тела состоят из множества положительно и отрицательно заряженных частиц, и электрические явления
порождаются смещением этих частиц».
Лоренц выписывает далее выражение силы, с которой электрическое
поле действует на движущийся заряд. Лоренц делает фундаментальное
предположение — эфир в движении вещества участия не принимает (гипотеза неподвижного эфира). Это предположение прямо противоположно
гипотезе Герца о полностью увлекаемом движущимися телами эфире
В заметке 1892 года «Относительное движение Земли и эфира» ученый описывает единственный, по его мнению, способ согласовать результат опыта с теорией Френеля, то есть с теорией неподвижного эфира. Этот
способ состоит в предположении о сокращении размеров тел в направлении их движения (сокращение Лоренца—Фитцджеральда).
В 1895 году вышла фундаментальная работа Лоренца «Опыт теории
электрических и оптических явлений в движущихся телах». В этой работе
Лоренц дает систематическое изложение своей электронной теории. Правда,
слово «электрон» в ней еще не встречается, хотя элементарное количество
электричества было уже названо этим именем. Ученый просто говорит о
заряженных положительно или отрицательно частичках материи — ионах
и свою теорию соответственно называет «ионной теорией». «Я принимаю, — пишет Лоренц, что во всех телах находятся маленькие заряженные электричеством материальные частицы и что все электрические процессы основаны на конфигурации и движении этих «ионов». Лоренц указывает, что такое представление общепринято для явлений в электролитах
и что последние исследования электрических разрядов показывают, что «в
электропроводности газов мы имеем дело с конвекцией ионов»
Другое предположение Лоренца заключается в том, что эфир не принимает участия в движении этих частиц и, следовательно, материальных
тел, он неподвижен. Эту гипотезу Лоренц возводит к Френелю. Лоренц
подчеркивает, однако, что речь идет не об абсолютном покое эфира, такое
выражение он считает бессмысленным, а о том, что части эфира покоятся
друг относительно друга и что все действительные движения небесных тел
являются движениями относительно эфира.
Лоренц стал развивать идеи, изложенные им в «Опыте теории электрических и оптических явлений в движущихся телах», совершенствуя и
углубляя свою теорию. В 1899 году он выступил со статьей «Упрощенная
теория электрических и оптических явлений в движущихся телах», в которой упростил теорию, данную им в «Опыте».
В 1900 году на Международном конгрессе физиков в Париже Лоренц
выступил с докладом о магнитооптических явлениях Его друзьями стали
Больцман, Вин, Пуанкаре, Рентген, Планк и другие знаменитые физики.
В 1902 году Лоренц и его ученик Питер Зееман становятся Нобелевскими лауреатами. В своей речи при вручении Нобелевской премии Лоренц сказал; «...мы надеемся, что электронная гипотеза, поскольку она
принята в различных разделах физики, ведет к общей теории, которая
охватит многие области физики и химии. Возможно, что на этом длинном
пути сама она полностью перестроится».
В 1904 году он выступил с основополагающей статьей «Электромагнитные явления в системе, движущейся со скоростью, меньшей скорости
света». Лоренц вывел формулы, связывающие между собой пространственные координаты и моменты времени в двух различных инерциальных системах отчета (преобразования Лоренца). Ученому удалось получить формулу зависимости массы электрона от скорости.
В 1912 году, переиздавая эту работу, в примечаниях он признал, что
ему не удалось полностью совместить свою теорию с принципом относительности. «С этим обстоятельством, — писал Лоренц, — связана беспомощность некоторых дальнейших рассуждений в этой работе».
В 1911 году в Брюсселе состоялся I Международный Сольвеевский
конгресс физиков, посвященный проблеме «Излучение и кванты» В его
работе участвовали двадцать три физика, председательствовал Лоренц «Нас
не покидает чувство, что мы находимся в тупике, старые теории оказываются все менее способными проникнуть в тьму, окружающую нас со всех
сторон», — сказал он во вступительном слове Он ставит перед физиками
задачу создать новую механику «Мы будем очень счастливы, если нам
удастся хоть немного приблизиться к той будущей механике, о которой!
идет речь»
В 1912 году Лоренц ушел на должность экстраординарного профессора кафедры и предложил своим преемником жившего тогда в России физика Пауля Эренфеста В 1913 году Лоренц занял должность директора
физического кабинета Тейлоровского музея в Гарлеме
Лоренц был членом многих академий наук и научных обществ В
1925 году он избран иностранным членом Академии наук СССР В том же
году в Голландии было торжественно отмечено пятидесятилетие научной
деятельности Лоренца Это были большие торжества, превратившиеся, по
словам академика П Лазарева, в международный съезд Голландская академия наук учреждает «Золотую медаль Лоренца» Участники торжеств
выступают с приветственными речами Ответная речь Лоренца была очень
интересной и, как всегда, чрезвычайно скромной «Я бесконечно счастлив, что мне удалось внести свой скромный вклад в развитие физики
Наше время прошло, но мы передали эстафету в надежные руки»
Лоренц был признан старейшиной физической науки, великим классиком теоретической физики и ее духовным отцом
В 1927 году состоялся V Сольвеевский конгресс по проблеме «Электроны, фотоны и квантовая механика» Как и на всех предыдущих, председателем конгресса был Лоренц
А 4 февраля 1928 года Лоренца не стало В Голландии был объявлен
национальный траур На похороны великого физика прибыли ученые из
разных стран От Голландской академии наук выступал Эренфест, от Англии — Резерфорд, от Франции — Ланжевен, от Германии — Эйнштейн
«Его блестящий ум указал нам путь от теории Максвелла к достижениям физики наших дней Именно он заложил краеугольные камни этой
физики, создал ее методы Образ и труды его будут служить на благо и
просвещение еще многих поколений», — сказал Эйнштейн над прахом
Лоренца Стиль работы Лоренца «брать глубоко и стремиться к полной
завершенности» послужит, по словам Макса Планка, образцом и для будущих поколений «Его труды не перестали быть захватывающе интересными он оставил после себя огромное наследие — истинное завершение классической физики», — оценивал вклад Лоренца Луи де Бройль
Таким был и таким остается в памяти потомков Гендрик Лоренц — этот
«великий классик теоретической физики»
|
