Горяєв М.А.
В кінці 19 - початку 20 століття у фізиці були зроблені важливі відкриття, які значною мірою видозмінили класичну фізику і внесли революційні ідеї в розуміння оточуючих нас фізичних явищ, перш за все, на рівнях мікро-і мегасвіту. При цьому весь розвиток новітньої фізики, особливо, вчення про будову матерії разюче точно відповідає геніальному пророцтвом Ньютона, яку він висловив у своїй "Оптиці": "Найдрібніші частинки матерії можуть зчіплюватися допомогою найсильніших тяжінь, складаючи великі частки, а більш слабкі, чимало них можуть також зчіплюватися і складати ще більші частки з ще більш слабкою силою - і так в ряді послідовностей, поки прогресія не закінчиться найбільшими частками, від яких залежать хімічні дії і кольору природних тіл; при зчепленні таких частинок складаються тіла помітною величини ... Таким чином, в природі існують агенти, здатні стискати разом частинки тіл вельми сильними тяжіння. Обов'язок експериментальної філософії їх розшукати ".
У другій половині 19 століття з'явилися важко переборні протиріччя в класичній фізиці. Одне з них пов'язано з досвідом Альберта Майкельсона (1852-1931), в якому він встановив, що ефір рухається разом з Землею, що суперечило спостереженнями за аберації світла. З іншого боку, рівняння Максвелла неінваріантна щодо перетворень Галілея. У 1904 р. Лоренц знайшов, що ці суперечності знімаються при іншому вигляді перетворень, які отримали назву лоренцовой.
Лоренц Гендрік Антон (18.07.1853-04.02.1928) - нідерландський фізик, член Нідерландської та багатьох інших академій наук і наукових товариств, іноземний член-кореспондент Петербурзької АН (1910), почесний член АН СРСР (1925). Народився в Арнемі. Навчався в Лейденському університеті, ступінь доктора (1875). У 1878-1913 - професор Лейденського університету і завідувач кафедрою теоретичної фізики. З 1913 - директор фізичного кабінету Тейлеровского музею в Гарлемі.
Роботи в галузі електродинаміки, термодинаміки, статистичної механіки, оптики, теорії випромінювання, теорії металів, атомної фізики. Створив класичну електронну теорію як теорію електричних, магнітних і оптичних властивостей речовини і електромагнітних явищ на основі теорії Максвелла-Герца і аналізу руху дискретних електричних зарядів (рівняння Лоренца-Максвелла). Вивів формулу зв'язку діелектричної проникності з щільністю діелектрика і залежність показника заломлення речовини від його щільності (формула Лоренца-Лоренца), дав вираз для сили, що діє на електричний заряд у електромагнітному полі (сила Лоренца), пояснив залежність електропровідності речовини від його теплопровідності, розвинув теорію дисперсії світла. Передбачив розщеплення спектральних ліній в магнітному полі і після відкриття в 1896 цього явища П. Зеєманом розробив його теорію (Нобелівська премія, 1902).
Незалежно від Дж.Фітцжеральда в 1892 висунув гіпотезу про скорочення розмірів тіл у напрямку їх руху (скорочення Лоренца-Фітцжеральда), ввів в 1895 поняття про місцевий час. Вивів формули, що зв'язують просторові координати і моменти часу одного і того ж події у різних інерційних системах відліку, отримав залежність маси електрона від швидкості, підготувавши перехід до теорії відносності.
Був організатором і головою (1911-27) Сольвеєвських конгресів фізиків.
Однак застосування перетворень Лоренца було чисто формальним рішенням проблеми. У 1904-05 р.р. Пуанкаре показав, що неможливо виявити абсолютний рух, виходячи з уявлень про ефір і рівнянь Максвелла-Лоренца, і в 1905 р. у роботі "Про динаміку електрона" розвинув математичні слідства постулату відносності.
Пуанкаре Жюль Анрі (29.04.1854-17.07.1912) - французький математик, фізик, астроном і філософ, член Паризької АН (1887), почесний член багатьох академій наук, член-кореспондент Петербурзької АН (1895), медалі Дж.Сільвестера, Н . І. Лобачевського і ін Народився у Нансі. Вчився в Політехнічній школі, закінчив гірську школу (1879). З 1881 працював у Паризькому університеті (з 1886 - завідувач кафедрою). У 1883-97 - репетитор, в 1904-08 - професор Політехнічної школи, з 1902 - також завідувач кафедрою Вищої школи відомства зв'язку.
Фізичні роботи відносяться до області теорії відносності, термодинаміки, електрики, оптики, теорії пружності, молекулярної фізики. Незалежно від А. Ейнштейна висловив принцип відносності в якості загального положення. У математиці великий цикл робіт відноситься до теорії диференціальних рівнянь, Пуанкаре провів важливі дослідження в теорії трансцендентних функцій, топології. Широко застосував свої математичні результати в небесній механіці і фізиці.
Радикально узгодити механіку і електродинаміку вдалося лише з появою в 1905 р. роботи Ейнштейна "До електродинаміки рухомих тіл".
Ейнштейн Альберт (14.03.1879-18.01.1955) - фізик-теоретик, член багатьох академій наук і наукових товариств, іноземний член АН СРСР (1926), медалі Коплі, Франкліна та ін, в його честь названо 99 хімічний елемент - ейнштейній. Народився в Ульмі в сім'ї підприємця. Закінчив Федеральний технологічний інститут в Цюріху (1901), отримав ступінь доктора в Цюріхському університеті (1905). У 1902-08 працював у патентному бюро в Берні, в 1909-12 - професор Цюріхського політехнікуму, у 1911 - професор Німецького університету в Празі, в 1914-33 - професор Берлінського університету і директор Інституту фізики. Після встановлення фашизму в Німеччині в 1933 переїхав до США, де до кінця життя працював в Прінстонському інституті перспективних досліджень.
Творець спеціальної та загальної теорій відносності, що докорінно змінили уявлення про простір, час і матерію. Ці теорії змусили переглянути основні положення класичної фізики в разі руху зі швидкостями, порівнянними зі швидкістю світла. Усі положення і висновки спеціальної теорії відносності підтвердилися в численних експериментах. У 1905 відкрив закон взаємозв'язку маси і енергії, який лежить в основі розрахунку енергетичного балансу ядерних реакцій, всієї ядерної фізики.
Ейнштейн зіграв важливу роль у створенні квантової теорії, ввів в 1905 уявлення про квантову структурі самого випромінювання, теоретично відкрив фотон, експериментально виявлений А. Комптоном в 1922. Виходячи з квантових уявлень, пояснив фотоефект, правило Стокса для флюоресценції, фотоіонізації та інші світлові явища, які не могла пояснити електромагнітна теорія світла (Нобелівська премія, 1921). У 1907 поширив ідеї квантової теорії на процеси теплових коливань у твердому тілі, пояснивши зменшення теплоємності при зниженні температури і розробивши першу квантову теорію теплоємності твердих тіл. У 1909 розглянув корпускулярно-хвильовий дуалізм для випромінювання, отримав формулу для флуктуацій енергії рівноважного випромінювання. У 1912 встановив основний закон фотохімії: кожен поглинений фотон викликає елементарну фотореакція. Передбачив у 1916-17 явище індукованого випромінювання, ввів ймовірності спонтанного та вимушеного випромінювання (коефіцієнти Ейнштейна).
У статистичній фізиці розвинув молекулярно-статистичну теорію броунівського руху, в 1924-25 створив квантову статистику часток з цілим спіном (статистика Бозе-Ейнштейна). У 1915 передбачив і спільно з В. де Гааза експериментально виявив зміна механічного моменту при намагнічуванні тіла (ефект Ейнштейна-де Гааза).
У 1915 завершив створення загальної теорії відносності чи сучасної релятивістської теорії тяжіння, що встановила зв'язок між простором-часом і матерією. В її основі лежать принципи еквівалентності (відношення інертної і гравітаційної мас однаково для всіх тіл) і відносності. Загальна теорія відносності пояснює сутність тяжіння, що складається в зміні геометричних властивостей, викривлення чотиривимірного простору навколо тіл, які створюють поле тяжіння. Вона експериментально підтвердилася у викривленні світлового променя в поле тяжіння Сонця, зсув перигелію Меркурія і гравітаційний червоний зсув. У 1916 постулював гравітаційні хвилі і в 1918 вивів формулу для потужності гравітаційного випромінювання. Починаючи з 1933, Ейнштейн займався питаннями космології і єдиної теорії поля, але побудувати останню не вдалося.
Ейнштейн, перш за все, звернув увагу на асиметрію рівнянь Максвелла для рухомих тіл і поставив завдання добитися інваріантності законів і механіки, і електродинаміки у всіх інерціальних системах (принцип відносності). Інший принцип нової теорії - сталість швидкості світла. У релятивістській теорії переглядається таке фундаментальне поняття як час, а також змінюється уявлення про масу, яка в певному сенсі стає еквівалентній енергії. Ці положення спеціальної теорії відносності, звичайно, були дуже нові, але майже відразу ж отримали додаткові експериментальні підтвердження, зокрема, по релятивістському зміни маси в ряді ядерних явищ.
Слідом за цим Ейнштейном була сформульована і загальна теорія відносності, в якій затверджувався принцип еквівалентності поля тяжіння і прискореного руху. Основним постулатом теорії знову ж таки стала вимога інваріантності законів фізики в будь-яких системах відліку, в тому числі і неінерційній. Ця теорія також отримала експериментальне підтвердження з дослідження відхилення світлового променя в гравітаційному полі і в інших астрономічних спостереженнях.
Тепер вже теорія відносності вважається частиною класичної фізики, тому що основним її законам не суперечить, а лише розсовує межі її застосовності. Крім того, об'єднавши поняття простору і часу, енергії та маси, тяжіння та інерції, ця теорія певною мірою втілила основну ідею 19 століття зі створення єдиної картини світу.