Marianas Smoluchowskis - išsami asmenybė

Marianas Smoluchowskis – išsami asmenybė

M. Nemetsas
"Kvantas" №3, 2012

Marianas Smoluchowskis (1872-1917)

1906 m. Vokietijos moksliniame žurnale "Physics Annals" (Annalen der physik), tuo metu prestižiškiausias, paskelbė straipsnį "Kinetikos teorijos ir drumstų sprendimų aprašas". Jo autorius buvo Marianas Smolukhovskis, 34 metų profesorius teorinės fizikos Lvovo universitete. Šis darbas buvo inicijuotas Alberto Einšteino straipsnio "Dėl judesio dalelių, susikaupusių į skysčio ramybėje, reikalaujamą pagal molekulinės-kinetikos šilumos teoriją", paskelbtą toje pačioje žurnale 1905 m. Kaip matyti iš mokslinės Smuliohovskio susirašinėjimo su žinomais XIX-XX a. Fizikų, taip pat nuo jo ankstyvųjų darbų, šis leidinys buvo 1900 m. Atliktų tyrimų rezultatas. Paskelbti rezultatai 1906 m., Autorius buvo prieš trejus metus. Vėlavimo priežastis buvo atsargi Smolukhovskio, kuris tikėjosi patikimesnių eksperimentinių rezultatų. Tarpusavyje papildantys Einšteino ir Smolukhovskio kūriniai, paaiškinantys Brownio judėjimą, kuris buvo paslaptis nuo 1827 m., Pasirodė esąs esminis fizikams ir chemikams ginče dėl realaus atomų egzistavimo.Šiuo metu net specialistai nemato, kad Visatos mikrostruktūra yra atskirta ir susideda iš nematomų atomų ir molekulių. Šis faktas yra mūsų žinios apie medžiagos struktūrą, kurią eksperimentai patvirtino kiekvienoje fizikinėje ir cheminėje laboratorijoje. Šiandien mes jau galime eksperimentuoti net vieną atomą!

Šiuo metu mes žinome, kad Einšteinas domino vienas iš ankstyviausių kūrinių Smoluchowskio, kurio aiškią įtaką Einšteino straipsniui apie Brownio judėjimą atskleidė mokslo istorikai. Tai atrodė taip. Marianą Smoluchowskį paprašė parašyti straipsnį apie paminklo tomą, skirtą Ludwigo Boltzmanno šešiasdešimčiai gimtadienių. 1904 m. Buvo paskelbta memorialinė knyga kartu su žinomu, drąsiu darbu Smolukhovskio pavadinimu "Dėl netikslumų dalijant dujų daleles ir jų įtaką entropijai ir lygybės valstybei". Šis straipsnis įrodė, kad galima stebėti tankio nehomogeniškumus (tankio svyravimus) dujose. Šiuolaikiniai moksliniai darbai A.Einšteinas atkreipia dėmesį į akivaizdžią 1904 m. M. Smulhovskio straipsnio įtaka 1902 m. Einšteino darbui dėl brolio judėjimo. Be to, žinoma, kad Einšteinas persvarstė straipsnius iš aukščiau minėto tiražo, skirto Bolczmannui, žurnalo "Physics Annals". Iš to mes galime daryti išvadą, kad Einšteinas perskaitė Smoluchowskio darbus, kad jo poveikis Lenkijos fizikui jo darbui nėra mįslė. Būtina dar kartą pabrėžti minėtus faktus, nes jie yra mažai žinomi.

Brolijos judėjimo problemos sprendimas yra ne vienintelis mūsų straipsnio, skirto šiuolaikiniam mokslui, herojaus nuopelnas. Smolukhovskio teorija apie kritinę opalescenciją (optinis fenomenas, susidedantis iš ryškiai padidėjusio šviesos sklaidos grynuose skysčiuose ir dujose, pasiekus kritinę tašką), mėlynas dangus ir svyravimai sudarė pagrindą pirmiesiems įtikinamiems eksperimentiniams įrodymams apie atominės cheminės medžiagos struktūrą. Tačiau M. Smolukhovskis ir jo moksliniai pasiekimai yra ne tik fizikos istorija. Jo nepaprastoji asmenybė, kūrybiškas požiūris į įvairias gyvenimo sritis, taip pat įvairūs įgūdžiai ir gebėjimai – alpinizmas, slidinėjimas, pianinas, akvarelė – reikalauja glaudesnio šio biografijos pažinimo.

Marianas Smolukovskis gimė 1872 m. Gegužės 28 d. Vorderbruelio mieste netoli Vienos į Lenkijos šeimos Wilhelmo Smoluchowskiego – teisininką, aukšto rango pareigūną Austrijos imperatoriaus Franz Josepho biure ir jo žmoną Teofilą Schepanovską. Marianas ir jo vyresnysis brolis Tadeusas baigė garsią Vienos Terezijos vyrų vidurinę mokyklą, kurioje dalyvavo aristokratų vaikai ir aukščiausi Austro-Vengrijos monarchijos pareigūnai. Be įprastų dalykų mokykloje, taip pat mokantis užsienio kalbos (lotynų, graikų, anglų), Teresianum buvo daug fizinio lavinimo pamokų: plaukiojimas, gręžimas, važiavimas, tvoros. Gimnazijos dienos programa buvo tiksliai apibrėžta ir griežtai laikomasi (pavyzdžiui, pusryčius reikėjo 8 minutes). Visa tai buvo padaryta siekiant ugdyti ir pasirengti sistemingam ir kruopščiam tolesniam darbui.

Pirmaisiais mokymosi metais Marianas mėgdavo humanitarinių mokslų, o vėliau – astronomijos. Dėka susitikimui su nuostabiu fizikos mokytoju A. Höfleriu, jis išsiplėtojo fiziką ir apskritai gamtos moksle. Po daugelio metų Smolukhovskis juokais priekaištavo savo mokytoją, kad dėl jo kaltės jis tapo fiziologu: "Ačiū tau, aš išmokau skaityti fiziką, matematiką ir filosofiją kaip labiausiai mėgstamus dalykus".Tai broliškas "Jūs" šiame pareiškime buvo privilegija labiausiai sugebėjusiam ir mylimam mokiniui.

Be mokyklos, jo šeima vaidino labai svarbų vaidmenį Marianos vystymuisi. Visų pirma motina, kuri buvo kultūrinė ir muzikine gabiu moteris, taip pat jos sesuo Benigna Volska. Dėkui šioms dviem moterims, Marianas suinteresuotas muzika ir vaizdiniais menais. Benjina Volska gyveno netoli Florencijos. Beveik kasmet atostogų metu Marianas liko su savo teta ir savo vyru Italijoje. Didžiojo Florencijos meno artumas, bendras muzikos klases (Marianas grojo fortepijonu) sukūrė meno talentą ir estetinį berniuko ir jaunimo įspūdį. Vienoje Marianos artimiausi muzikinės veiklos draugai buvo gražiai dainuojanti motina ir jo draugas, jaunasis muzikantas ir kompozitorius Guido Peters. Su malonumu ir žiniomis, Smolukhovsky dalyvavo muzikiniuose renginiuose ir tapo kvalifikuotu ir entuziastingu pianistu. Jis ypač įvertino Beethoveno ir Wagnerio muziką, taip pat Mahlerio ir Franko kompozicijas.

Broliai Smolukhovskie kiekvienais mokslo metais baigė apdovanojimus.Mokymas Theresian gimnazijoje paskatino Smoluchowski susipažinti su vokiečių kultūra. Kita vertus, šeimos namai praturtino ją lenkų kultūros tradicijomis. Tai sukūrė tam tikrą atstumą nuo šioje aplinkoje priimtų požiūrių, kurių kitomis sąlygomis būtų buvę sunku pasiekti, ir prisidėjo prie nepriklausomybės ir nepriklausomybės tobulėjimo.

Marianas Smolukovskis po devynerių metų studijų 1890 m. Gavo pažinimo pažymėjimą su pagyrimu. Savo mokslo metais jis paėmė privačias pamokas diferencialinėje ir integralioje skaičiavimo, analitinės geometrijos ir teorinės mechanikos srityse. Tai leido jam patekti į Vienos universiteto filosofijos fakultetą iš karto į trečią studijų metus. Kaip pagrindinius dalykus jis pasirinko fiziką ir matematiką. Vienos universiteto Smolukhovskio mokytojai buvo žinomi laiko fizikai J. Stephenas ir F. Exner. Tarp jų nebuvo L. Boltzmano, nes jis vis dar buvo Miunchene ir pradėjo dirbti Vienos universiteto skyriuje tik nuo 1895 m. Tačiau Boltzmann vaidino lemiamą vaidmenį plėtojant Smoluchowskio mokslinius fizinius rodinius savo mokslo straipsniuose, korespondencijoje ir būsimuose tiesioginiuose susitikimuose. Pirmasis M. M. mokslinis darbasSmoluchowski buvo paskelbtas 1893 m. Vienos universiteto darbų kolekcijoje. Tai buvo eksperimentinis darbas dėl vidinės trinties skysčiuose. Tą pačią kolekciją 1894 m. Paskelbė daktaro disertacija "Minkštųjų medžiagų elastingumo akustiniai tyrimai". Garbės apdovanojimas buvo atliktas 1895 m., Disertacija buvo apdovanota didžiausia nominalia imperatoriaus premija ir deimanto žiedas.

Dėl tėvų pašalpos, taip pat nedidelės Vienos universiteto stipendijos, Smoluchowski praleido daug laiko mokslinėms kelionėms. Jis turėjo nedaug pinigų, tačiau jo atsargumas leido Marianui atlikti eksperimentinius ir teorinius tyrimus pirmaujančiose Europos laboratorijose beveik dvejus metus. Iš pradžių jis dirbo Paryžiuje Nobelio premijos laureato fizikoje G. Lippmann laboratorijoje patikrinti Klauzio teisės aktą, kuriame teigiama, kad šiluminės spinduliuotės intensyvumas priklauso nuo terpės, kurioje yra spinduliuojantis kūnas. Tada, aštuonis mėnesius, Smoluchowski kartu su J. Beattie ir Lordu Kelvinu ištyrė rentgeno poveikį elektrinių laidžių dujoms laboratorijoje Glazge.Nuo 1897 m. Gegužės iki rugpjūčio mėn. Marianas dirbo Berlyno E. Warburgo laboratorijoje, kur tyrinėja šilumos laidumą ribotose dujose. Visuose šiuose moksliniuose centruose Smoluchowski paliko savo atminimą išskirtinai galingu eksperimentu ir teoretiku. Taigi Warburgo laboratorijoje gautų tyrimų rezultatai tuo metu buvo vienas iš labai mažai įrodymų apie kinetikos dujų teorijos teisingumą. Tačiau šiame darbe nėra anomalizuotos fono. Autorius pristato problemą grynai fenomenologiškai, nepriklausomai nuo kinetikos teorijos, tik atsargiai paminindama galimybę formuluoti rezultatus anominio kalbos. Kinetikos teorija medžiagos vėliau tapo pagrindiniu dėmesio Smoluchowski mokslinį darbą.

1898 m. Smoluchowski gavo daktaro laipsnį ir tapo Vienos universiteto privatininku. Jaunojo daktaro profesoriaus džiaugsmą dalijasi tiek šeimos, tiek universiteto aplinka. Mokslines viltis Smoluchowskiego privertė ne tik jo universiteto dėstytojai, bet ir pats pats Liudvikas Boltzmannas – puikus kinetikos dujų teorijos pirmtakas.

Turiu pasakyti, kad be muzikos, Marianas Smoluchowskis taip pat buvo linkęs į alpinizmą. Priklausomybė nuo kalnų ekskursijų, paimta iš savo tėvo ir vyresnio brolio Tadeuszo.Kai jam sukako 13 metų, jis ir Tadeuszas perėjo Zatratas ir Lenkijos griauna Tatrai. 1890-1893 m. Tadeuszas, Marianas ir jų draugai įvaldė 24 naujus roko kelius, iš kurių 16 buvo pirmieji aukščio pakilimai. 1894 m. Marianas nuvyko į Vakarų Alpių, kur užkariavo keletą žinomų kalnų viršūnių. Tačiau naujos pareigos Lvovo universitete ir santuoka su Sophia Baranetskaya, žavinga dukra profesoriaus matematikos Jogailos universitete, buvo nutraukta alpinizmo ekspedicijos. Dirbdamas Lvove, o vėliau Krokuvoje, Smoluchowski užsiėmė kalnų slidinėjimas Tatruose ir Rytų Karpatuose.

M. Смолуховский Jagiellońskiego universitete

Gegužės 1898 m. Smolukhovskis užėmė postą daktaras Lvovo universitete, net kitąmet jis tapo ypatingu teorinės fizikos profesoriu, o 1903 m. Jis tapo profesoriu. Tuo metu jis buvo jauniausias Habsburgo monarchijos profesorius. Smolukhovskis pasirodė nuostabus mokytojas ir mokytojas. Jis pasiūlė pokyčius universitetinio išsilavinimo sistemoje, tuo metu daugumoje nepažįstamų universitetų, paskaitų pratybų formoje.Pagrindinis Smoluchowskio paskaitų pranašumas buvo jų skaidrumas kartu su išsamiu požiūriu į šį klausimą. Jo paskaitas taip pat išklausė studentai iš kitų universiteto sričių.

Savo moksliniame darbe Smolukhovskis skundėsi Lvovo provincializmo ir trūksta tinkamo lygio kolegų, su kuriais jis galėjo aptarti jo naujus rezultatus. Jis vieningai palaikė aktyvius mokslinius ryšius ir bendradarbiavimą su žymiais Europos mokslininkais. Šie kontaktiniai asmenys palengvino daugelio užsienio kalbų žinojimą Smolukhovskij. Pavyzdžiui, vienas iš Danijos mokslininkų buvo maloniai nustebintas, kai sužinojo, kad Marianas skaitė savo straipsnius danų kalba. Smolukhovskis dažnai keliavo į Vieną (kur dirbo jo artimiausias draugas ir žymiausias fizikas F. Hazenorlis), Gotingenas, Varšuva (dėl aukšto kultūrinio gyvenimo lygio jis vadino Mažą Paryžių) ir Didžiosios Britanijos Kembridžo (kur dirbo devynis mėnesius) E. Rutherfordas – Nobelio premijos laureatai). Jis taip pat kalbėjo su A. Einšteinu dėl Brauno judėjimo teorijos, kurią jie sukūrė. Ypatingas fizikas iš Leideno P. atvyko į Lvovą.Ehrenfest aptarti dabartines mokslines problemas su Smoluchowski. Marianą Smolukhovskį taip pat domino fizika Rusijos imperijoje. Pavyzdžiui, tai patvirtina 1912 m. Laiškas, kurį jis pasiuntė Maskvos fizinei draugijai po Maskvos universiteto profesoriaus Petro Lebedevo, kuris buvo pirmosios rusų fizinės mokyklos kūrėjas (reikėtų pažymėti, kad mokslinė veikla Lebedevas nesusijusi su Smoluhovskio kūriniais).

Smolukhovskis dirbo intensyviai, kasmet skelbdamas vidutiniškai penki straipsniai mokslo žurnaluose vokiečių, prancūzų ir anglų kalbomis. Tuo metu atsirado teorijos apie tankio svyravimus, Brownio judėjimą, kritinę opalescenciją, jau minėtus anksčiau, taip pat buvo paskelbti straipsniai apie termodinamiką. Be to, reikėtų pažymėti, kad Smoluhovsky paskelbė mokslo straipsnius kitose mokslo srityse, pavyzdžiui, apie Žemės ir planetų atmosferą, apie sulankstytų kalnų kilmę, į keletą klausimų aerodinamikos srityje, apie elektrosmozės reiškinį. Šiuos darbus labai domino ir suprato amžininkai.

1913 m. Jogailos universitete buvo pasiūlyta eksperimentinės fizikos katedra Smoluchowski.Smoļгуховский buvo teoretikas, tačiau jis turėjo pakankamai kvalifikacijų, norėdamas valdyti eksperimentinės fizikos katedrą. Anksčiau jis buvo kelių puikių eksperimentų, atliktų žinomose Europos laboratorijose, autorius arba bendraautoris. Krokuva ir Jogailos universitetas taip pat buvo provincijos, palyginti su Viena, tačiau Smoluchowski sutiko su pasiūlymu, nes iš Krokuvos jis buvo arčiau Europos mokslo centrų. Būti Krokuvoje sukėlė neįprastai svarbius darbus, reiškiančius santykį tarp kinetikos teorijos ir termodinamikos, teoriją dalelių nusėdimo gravitaciniame lauke, kuri buvo grindžiama lygtys, vadinamos šiandien lygtys Smoluchowski, ir koloidų krešėjimo teorija. Smoluchowski taip pat labai aktyviai dalyvavo mokymosi problemose. Šiuo metu didžiojo vadovo pagrindiniai skyriai (kuriuos jis rengė keletą metų) buvo parašyti pavadinimu "Savarankiškai išsilavinusių asmenų vadovas". Šis pavadinimas gali būti klaidinantis būsimam skaitytojui. Pasak knygos, "Smolukhovskis" pripažino kiekvieną fizikos studentą savarankiškai.Pradinio ugdymo dalyje Smolukhovskis apibrėžė tokius pagrindinius didaktinius tikslus: pirma, mokytis gebėjimo stebėti, ir, antra, nepriklausomas loginis pagrindimas, pagrįstas stebėjimu. Jis tikėjo, kad minėtų tikslų pasiekimas yra įmanomas tik jo studijų metu, remiantis pastebėjimais ir eksperimentais. Smolukhovskis priešinosi fizikos žinių įsisavinimui "per spausdintą popierių tarpininkavimą". Jis pasakė, kad jei mokytojas mokytų "dogmatiškai ir grynai per knygas" – tai geriau, kad jis visai ne moko. Smolukhovskis buvo suvaržytas žmogus, tačiau šiuo atveju jis nusipelnė apie mokymo sistemą, kuri "apiplėšė" ir "sugriauna įgimtus sugebėjimus". Tik trečioje vietoje jis įtraukė mokinį į pagrindinius gamtos prigimties įstatymus ir nesuprato širdies išmoktų žinių. Toliau pateikti žodžiai Смолуховского rodo: "Fizikos nereikia žinoti, bet reikia žinoti, kur ieškoti". 1917 m. Gegužės mėn. Lenkijos dėstytojų kongreso ataskaitoje Smoluchowski pristatė tikslius mokslus, pabrėždamas, kad tai ne tik jų naudingumas, bet irkad nuo seniausių laikų jie buvo "antidotas nuo aklų įsitikinimų valdžios, nuo proto servilumo … Jie kovoja prieš melą ir frazes – ligas, kurios sustiprina mūsų visuomenę ir iškreipia mūsų literatūrinę kalbą". Šioje mokymo teorijos analizėje sunku nepastebėti pakankamų pastabų, kurios yra aktualios net ir dabar.

1916 m. M. Smoluchowski davė tris paskaitas Göttingenyje, kurie vis dar lieka pagrindiniu įvadu į Brownio judėjimo ir molekulinių svyravimų problemas. Tais pačiais metais jis gavo pasiūlymą persikelti į Vienos universitetą. Jis sutiko po tam tikrų abejonių, tačiau byla išsiskyrė dėl nacionalinių priežasčių. Panašus pasiūlymas buvo iš Varšuvos. Tokioje situacijoje Jogailos universitetas pasiūlė Smoluhovskį (norinčiam "sustabdyti") rektoriaus vardą. Deja, 1917 m. Rugpjūčio mėn. Smoluchowskis susirgo dizentrija, o 1917 m. Rugsėjo 5 d. Mirė tik šiek tiek daugiau nei 45 metų amžiaus. Postulius prisiminimus apie Smoluchowskį parašė tokio lygio fizikų kaip Albertas Einšteinas ir Arnoldas Sommerfeldas. Kitais metais du ilgą laiką mokslininkai Smolukhovsky gavo Nobelio premiją chemijos srityje – Richard Zigmondi 1925 m. Ir Theodore Svedberg 1926 m.

Svarbus vaidmuo kuriant fiziką buvo ne tik straipsnių, skirtų Brolijos judėjimo problemai spręsti, A. M. Смолуховского. Taip pat vertingi jo darbai yra parašyti jo gyvenimo pabaigoje. Ypač aktualu yra vadinamasis minties eksperimentas, kurį 1918 m. Pasiūlė Smoluhovsky. Šis eksperimentas, susijęs su antruoju termodinamikos įstatymu, reiškia galimybę gauti "naudingą" darbą iš "Brownian motion". Jis vėliau buvo išplėsta ir išpopuliarino Richard Feynman savo garsiajame paskaitų apie fizikos ir tapo už Brauno variklių modelio plėtros postūmis.

Į 1914 iš antrojo termodinamikos dėsnis, kuris buvo grindžiamas ataskaitoje padaryta Smoluchowski Getingenas apribojimų leidinį, įtakojo kvantinės mechanikos vystymąsi, visų pirma – dėl matavimo teorijos von Neumann. Tai gražiai parašyta knygoje "Iš kvantinės mechanikos, koncepcijų Evolution" garsaus amerikiečių istorikas mokslų Max Jammer: "Idėja Smolukhovsky proto, nuolat informuotumą apie momentinio dinaminės sistemos būseną ir todėl būtybė galėtų pažeisti antrąjį termodinamikos dėsnis, tai jokio darbo, buvo bene pirmoji logiškai nepaneigiama spekuliacija dėl priežasties poveikio dalykui.Kaip matėme, tai, kaip matėme, atvėrė kelią von Neumanno tolimojo požiūrio, kad neįmanoma visiškai ir nuosekliai suformuluoti Kvantinės mechanikos įstatymų be žmogaus sąmonės ".

Akvarelė M. M. Смолуховский

Smoulukhovskio lygtys, teoriniai pagrindai, kuriuos jis sukūrė, ir skaičiavimo metodai tapo statistinės fizikos pagrindu ir jo filialu, ypač svarbu šiandien, vadinamą fizikų ir matematikų sukurta stochastinių procesų teorija. Taikomos lygtys Smoluchowskiego nuo fizikos (tiek makroskopinės, tiek subatominės sistemos) ir chemijos iki biologijos ir inžinerijos. Yra daugybė praktinių Smoluchowskio modelio pavyzdžių, pavyzdžiui, pramoninis vandens valymas, pieno koaguliacija, gelio barjerų atsiradimas, granulocitų agregavimas, leukocitų sukibimas, nanokutorių augimas ir daug daugiau.

Marianas Smolukovskis kaip puikus mokslininkas paliko didingą palikimą. Bet visų pirma jis buvo išsamus žmogus. Per trumpą 45 metų gyvenimą jis taip pat surado laiko būti laimingu vyru ir tėvu dviejų vaikų, groti pianinu, dažyti akvarelius, slidinėti ir taip pat priklausyti garsiesiems Alpių alpinistams.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: