5 русских физиков и их открытия. Самые известные ученые-физики и их вклад в науку. Лампа накаливания – лампа Лодыгина А.Н

Где мой любимый ученый? Он на много опередил время! Знал то, что не знал даже ЭйнШтейн! Добавьте Тесла!

Нико́ла Те́сла (серб. Никола Тесла; 10 июля 1856, Смиляны, Австро-Венгрия, ныне в Хорватии - 7 января 1943, Нью-Йорк, США) - американский физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники.

Широко известен благодаря своему научно-революционному вкладу в изучение свойств электричества и магнетизма в конце XIX - начале XX веков. Патенты и теоретические работы Теслы сформировали базис для современных устройств, работающих на переменном токе, многофазовых систем и электродвигателя, позволивших совершить второй этап промышленной революции.

Современники-биографы считали Теслу «человеком, который изобрёл XX век» и «„святым заступником“ современного электричества». После демонстрации радио и победы в «Войнах токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электрик Америки. Ранние работы Теслы проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение. В США по известности Тесла мог конкурировать с любым изобретателем или учёным в истории или популярной культуре.

Переменный ток

С 1889 года Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Изобрёл первые образцы электромеханических генераторов ВЧ (в том числе индукторного типа) и высокочастотный трансформатор (трансформатор Теслы, 1891), создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники - техники ВЧ.

В ходе исследований токов высокой частоты Тесла уделял внимание и вопросам безопасности. Экспериментируя на своём теле, он изучал влияние переменных токов различной частоты и силы на человеческий организм. Многие правила, впервые разработанные Теслой вошли в современные основы техники безопасности при работе с ВЧ токами. Он обнаружил, что при частоте тока свыше 700 периодов в секунду болевое воздействие на нервные окончания прекращает восприниматься. Электротехнические аппараты, разработанные Теслой для медицинских исследований, получили широкое распространение в мире.

Эксперименты с высокочастотными токами большого напряжения (до 2 млн вольт) привели изобретателя к открытию способа очистки загрязнённых поверхностей. Аналогичное воздействие токов на кожу показало, что таким образом возможно удалять мелкую сыпь, очищать поры и убивать микробы. Данный метод используется в современной электротерапии.

Теория полей

В 1888 году Тесла (независимо от Г. Феррариса и несколько ранее его) дал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. В том же году Тесла получил свои основные патенты на изобретение многофазных электрических машин (в том числе асинхронного электродвигателя) и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. С использованием двухфазной системы, которую он считал наиболее экономичной, в США был пущен ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарская ГЭС (1895), крупнейшая в те годы.

Тесла одним из первых запатентовал способ надежного получения токов, которые могут быть использованы в радиосвязи. Патент U.S. Patent 447920 (англ.), выданный в США 10 марта 1891 года описывал «Метод управления дуговыми лампами» («Method of Operating Arc-Lamps»), в котором генератор переменного тока производил высокочастотные (по меркам того времени) колебания тока порядка 10 000 Гц. Запатентованной инновацией стал метод подавления звука, производимого дуговой лампой под воздействием переменного или пульсирующего тока, для чего Тесла придумал использовать частоты, находящиеся за рамками восприятия человеческого слуха. По современной классификации генератор переменного тока работал в интервале очень низких радиочастот.

Тесла демонстрирует принципы радиосвязи, 1891 г.

В 1891 г. на публичной лекции описал и продемонстрировал принципы радиосвязи. В 1893 году вплотную занялся вопросами беспроволочной связи и изобрел мачтовую антенну.

Резонанс

Катушки Тесла до сих пор используются кое-где именно для получения искусственных молний. В 1998 году инженер из Стенфорда Грег Лей продемонстрировал публике эффект «молнии по заказу», стоя в металлической клетке под гигантским контуром Тесла и управляя молниями с помощью металлической «волшебной палочки». Недавно он развернул кампанию по сбору средств на строительство еще двух «башен Тесла» где-то на юго-западе США. Проект обойдется в 6 миллионов долларов. Однако укротитель молний надеется вернуть расходы, продав установку Федеральному управлению авиации. С помощью нее авиаторы смогут изучать, что происходит с самолетами, попавшими в грозу.

Беспроводная передача энергии

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.

Министерство образования Республики Башкортостан

МОУ СОШ №1 с. Аскино

Реферат на тему:

Великие ученые.

Выполнил: ученик 10 А класса

Зиязов Алмаз

Руководитель: Хакимова Ф.М.

Аскино - 2007

ПЛАН

1. Амедео Авогадро
2. Нильс Бор
3. Андре Мари Ампер
4. Даниил Бернулли
5. Людвиг Больцман
6. Александр Вольт
7. Галилео Галилей
8. Генрих Рудольф Герц
9. Роберт Гук
10. Николай Егорович Жуковский
11. Шарль Огюстен Кулон
12. Игорь Васильевич Курчатов
13. Лев Давидович Ландау
14. Петр Николаевич Лебедев
15. Эмилий Христианович Ленц
16. Михаил Васильевич Ломоносов
17. Джеймс Клерк Максвелл
18. Исаак Ньютон
19. Георг Симон Ом
20. Блез Паскаль
21. Карл Эрнст Людвиг Планк
22. Эрнест Резерфорд
23. Вильгельм Конрад Рентген
24. Александр Григорьевич Столетов
25. Майкл Фарадей
26. Бенджамин Франклин
27. Константин Эдуардович Циолковский
28. Альберт Эйнштейн
29. Ханс Кристиан Эрстед

Талант есть способность обрести собственную судьбу.

Томас Манн. Какими были они, смотрящие на нас сейчас с портретов?

· Баловнями судьбы?

· Борцами во имя науки?

· Учеными «сухарями»? Все знающими и понимающими мудрецами?

· Совершали свои открытия вопреки или благодаря обстоя­тельствам?

· Способности к наукам проявили еще в раннем детстве, не мыслили себя ни кем иным, как ученым-физиком?

· В детские годы надежд не подавали, скорее, наоборот, были замкнутыми, необщительными, живущими в своем собственном мире?

· Вопросами, связанными с физикой, стали заниматься дале­ко не в юные годы?

· Посвятили физике всего несколько лет своей жизни, она не была их основным занятием?

· Предлагаемая ниже подборка может послужить материалом для конференций, факультативных занятий, может быть использова­на к слову, к месту на обычном уроке, если учитель почувствует, что сказанное окажется важным для кого-то из его учеников.

Амедео АВОГАДРО (1776-1856)

Полное его имя - Лоренцо Романо Амедео Карло Авогад-ро ди Кваренья э ди Черрето. Третий из восьми детей служа­щего судебного ведомства, предки которого с XII в. состоя­ли на службе католической церкви. Должность передава­лась по наследству. В двадцать лет Амедео получил ученую сте­пень доктора церковного права. Двадцатипятилетний юрист на­чал все свое свободное время посвящать физико-математи­ческим наукам.

Нильс Бор (1885-1962)

Из семьи профессора физиологии Копенгагенского университета. Среди друзей родителей были музыканты, писатели, художники. Это был открытый дом, где у Нильса и его брата Харольда (на год младше) старались развить уверенность в себе, привить уважение к знаниям, труду, к другим людям. В школе Нильс считался способным учеником, в университете - способным студентом. Участвовал в круж­ке по обсуждению научных и философских проблем, увле­кался футболом. Братья входи­ли даже в состав национальной сборной Дании и стали знаме­ниты на всю страну до обрете­ния научной славы. Когда Нильс Бор стал Нобелевским лауреатом, датские спортив­ные газеты вышли с заголовка­ми: «Нашему вратарю дали Но­белевскую премию».

Андре Мари АМПЕР (1775-1836)

Был, что называется, поздним ребенком в семье тор­говца лионскими шелками. Ис­ключительные способности про­явились в раннем возрасте. Бы­стро выучился чтению и ариф­метике. Читал все подряд (у отца была хорошая библиоте­ка). Однажды его застали за чте­нием энциклопедии.

Что ты читаешь, Андре? -спросил отец.

Я читаю статью об аберрации, - ответил одиннадцати­летний ребенок. И изложил суть этого непростого явления.

Никогда не ходил в школу, не прошел классического кур­са обучения. Сам учил ла­тынь, потому что только так мог прочитать интересующие его вещи. «Знаешь ли ты, как производится вычисление корней?» - спросил пригла­шенный учитель математики. «Нет, зато я умею интегриро­вать!» - ответил мальчик. Время расцвета Ампера как ученого пришлось на 1814-1824 гг., т.е. к сорока годам.

Даниил БЕРНУЛЛИ (1700-1782)

В шестнадцать лет получил степень магистра философии. Примерно в это же время начал изучать математику под руко­водством старшего брата (Дани­ил - представитель известной династии ученых Бернулли). В двадцать один год ему была присвоена степень лиценциата медицины. Гидродинамикой, принесшей ему известность, он стал заниматься уже ближе к сорока годам.

Людвиг БОЛЬЦМАН (1844-1906)

Родился в Вене. Отец - чи­новник Имперского министер­ства финансов. С детских лет интересовался математикой и естествознанием. В гимназии считался способным и трудо­любивым. С удовольствием за­нимался музыкой. Его люби-мым.композитором был Бетхо­вен, любимым поэтом - Шил­лер. В девятнадцать лет посту­пил в Венский университет. С этого момента началась его ак­тивная научная и преподава­тельская деятельность.

Александр Вольт (1745-1827)

Родился в родовом имении, где его предки жили в течение многих веков. Родители счита­ли, что ребенок развивается не­нормально: маленького роста, не говорит. Его считали немым до тех пор, пока в четырехлет­нем возрасте он не произнес свое первое слово: «Нет!» Учил­ся в школе ордена иезуитов. Бу­дучи восемнадцатилетним юно­шей, уже бойко переписывался с наиболее видным физиком-электриком того времени - пре­подобным аббатом Нолле. Рас­цвет Вольта как ученого прихо­дится на возраст сорок пять-пятьдесят лет.

Галилео ГАЛИЛЕЙ (1564-1642)

Отец хотел, чтобы мальчик стал врачом, за тем и послал его учиться в Пизанский универси­тет. Однако семнадцатилетнему Галилею не особенно нрави­лась медицина. Он оставил уни­верситет и начал серьезно за­ниматься математикой и меха­никой. В двадцать два года он писал серьезные научные рабо­ты, например, о центре тяжес­ти тел. В двадцать пять лет он -преподаватель Пизанского уни­верситета. Должность профес­сора математики была почет­ной, но малооплачиваемой.

Генрих Рудольф ГЕРЦ (1857-1894)

В гимназии учился прекрас­но. Обожал все предметы без исключения - в равной степени физику и арабский язык. Любил писать стихи и вытачивать фи­гурки на токарном станке. Гово­рят, что, когда Герц стал извес­тным ученым, его наставник по токарному делу с сожалением заметил: «Жаль. Из него могбы получиться отличный токарь». За что бы он ни брался, все по­лучалось. Генрих Герц был сы­ном сенатора. Когда он родил­ся, врачи единодушно утверж­дали, что он не жилец на белом свете. Болезни преследовали его все тридцать сеиь лет жизни.

Роберт Гук (1635-1703)

Родился в семье настоятеля церкви на острове Уайт (Анг­лия). Отец хотел, чтобы сын тоже стал священником. Но у мальчика было настолько сла­бое здоровье, что он не мог даже ходить в начальную шко­лу со сверстниками. Свой досуг он посвящал конструированию различных механизмов. Такая безмятежная жизнь оборвалась в тринадцать лет - умер отец. Гук поступил учеником к одно­му лондонскому живописцу. Вскоре решил, что и без специальной подготовки достаточно хорошо рисует, а запах краски вызывал у него головную боль. Он оставил живопись и потупил в школу – готовиться в университет. Изучал греческий, ла­тынь, геометрию Евклида. В во­семнадцать лет он - студент Оксфордского университета. На жизнь зарабатывал в качестве хориста в церкви, ассистента у химика, который и рекомендо­вал его одному молодому арис­тократу, увлеченному наукой, Роберту Бойлю.

К сожалению, не существует портрета Гука не только в раннем возрасте, но и ни одного вообще: в приступе ревности И.Ньютон после смерти Гука приказал уничтожить все его портреты (он считал Гука своим соперником в науке). Приведенный портрет является реконструкцией обли­ка ученого по описаниям совре­менников.

Николай Егорович ЖУКОВСКИЙ (1847-1921)

В одиннадцать лет был от­правлен из Владимирского име­ния родителей учиться в 4-ю московскую гимназию. Начиная с 3-го класса выделялся как луч­ший ученик по алгебре, геомет­рии и естественным наукам. Трудно давались ему иностран­ные языки, особенно латынь и немецкий. Любил опыты по фи­зике. Мастерил разнообразные модели и приборы. По оконча­нии гимназии собирался посту­пать в Петербургский институт инженеров путей сообщения, по стопам отца. Обучение там сто­ило дорого - семья не могла по­зволить себе такие расходы.Отец советует поступить в Мос­ковский университет, на факуль­тет математики. Шестнадцати­летнему Николаю было очень нелегко. Из письма к матери в то время: «… А время уже поду­мать, и серьезно, о самом себе, я уже не ребенок. Оканчивая университет, нет другой цели, как сделаться великим челове­ком, а это так трудно: кандида­тов на имя великого так мно­го...» Мечта Жуковского стать инженером осуществилась в зрелом возрасте.

Шарль Огюстен КУЛОН (1736-1806)

Поступил на военную служ­бу сразу по окончании школы. Прошел инженерную подготов­ку. Строил оборонительные со­оружения на острове Мартини­ка. Одновременно с военной службой проводил научные ис­следования. Его имя приобрело известность в научном мире к сорока годам.

Игорь Васильевич КУРЧАТОВ (1903-1960)

Юность пришлась на годы революции и гражданской вой­ны. Учился в гимназии города Симферополя. Играл на мандо­лине в оркестре. Семья была более чем среднего достатка. Подрабатывал во время учебы в мундштучной мастерской, осваивал слесарное дело. Учитель математики в гимназии пророчил ему большое будущее, учитель словесности – тоже. Поступил в Таврический университет, закончив с золотой медалью гимназию. Правда, медаль ему не смогли дать: шла война. Студентом, семнадцати- восемнадцатилетним юношей, где только ни работал, чтобы выжить в эти голодные годы: на строительстве железнодорож­ной ветки, сторожем, даже вос­питателем.

Лев Давидович ЛАНДАУ (1908-1968)

Гимназистом стал в восемь лет, в двенадцать поступил в Бакинский экономический техни­кум, через два года закончил его. В четырнадцать лет - сту­дент Бакинского университета. Многие современные школьни­ки в этом возрасте только начи­нают знакомиться с физикой.

Дифференцировать научился в двенадцать лет, интегриро­вать - в тринадцать, довольно свободно говорил по-немецки и по-французски, к двадцати го­дам выучил английский. Любил читать, но ненавидел писать со­чинения. Постоянно были про­блемы с учителем словесности. Как-то получил единицу за со­чинение о Евгении Онегине написал без единой ошибки: «Татьяна была довольно скуч­ная особа».

Петр Николаевич ЛЕБЕДЕВ (1866-1912)

Родился в Москве, в семье служащего чаеторговой фирмы. Отец решил направить его в коммерческое училище, заявив: «Я лучше желаю видеть сына дельным человеком в Китае, чем шалопаем в Москве». Сын же читает популярную научно-техническую литературу, помо­гает учителю физики с демонст­рацией опытов, уговаривает отца (человека состоятельного) приобрести некоторые электри­ческие приборы. Сам устанав­ливает в квартире электриче­ский звонок. Тогда это считалось чудом техники! Надежды отца сделать сына своим достойным деловым наследником руши­лись. Четырнадцатилетнему мальчику разрешили поступать в реальное училище, а затем в Московское техническое учили­ще (сейчас - Технический уни­верситет им. Баумана). Учился Лебедев всегда средне. Много времени и сил отнимали опыты и различные изобретения дома. Отец поощрял романтические увлечения девушками, купил ему лодку, скаковую лошадь. Но желание стать инженером пере­силивало. Семнадцатилетним, он пишет: «Я не буду влюблять­ся, иначе все пойдет прахом и мне придется идти в контору» (т.е. становиться деловым чело­веком).

Эмилий Христианович ЛЕНЦ (1804-1865)

Русский физик из города Дерпта (Тарту). Тогда это была Российская империя. Бросил учебу в университете, чтобы от­правиться в трехлетнее круго­светное путешествие. Прово­дил географические исследова­ния. По их результатам в двад­цать четыре года стал адъюнк­том Петербургской академии наук, а в двадцать шесть лет – академиком. Занялся реорганизацией физической лаборатории и собственными физическими исследованиями.

Михаил Васильевич ЛОМОНОСОВ (1711-1765)

Родился неподалеку от горо­да Холмогоры, в крестьянской семье. Почти все местные жите­ли занимались морским промыс­лом. С десяти лет вместе с от­цом в плаваниях стал участво­вать и Михаил. Читать он научил­ся в двенадцать лет - у местного дьячка. Перечитал все доступные ему книги. Тяга к знаниям оказа­лась настолько сильной, что уже совсем взрослым, девятнадца­тилетним (а он с десяти лет работал!), отправился в Москву учиться. Двадцатилетний «дядя» сидел за партой со школярами, учениками Славяно-греко-латин­ской академии. Жил в страшной нужде: «Имея алтын в день жалования, нельзя было иметь на пропитание в день боль­ше как на денежку хлеба и на денежку кваса, прочее на бума­гу, на обувь и другие нужды». Обучение в академии было рас­считано на 13 лет. За первый год Ломоносов сумел закончить три класса, а за 5 лет - весь курс.

Джеймс Клерк МАКСВЕЛЛ (1831-1879)

Детство его было счастли­вым. Трехлетний ребенок иссле­довал все вокруг. Как звонок ко­локольчика для вызова прислу­ги может передаваться по про­волоке в другие комнаты? За­гадка! У него были на редкость добрые, мудрые и вниматель­ные родители. В одном из писем мать мальчика пишет, что сло­ва: «Покажи мне, как это дела­ется», - постоянно сопутствуют ему. Матери не стало, когда Джеймсу было восемь лет. В школе особых успехов он пона­чалу не показывал. Заинтересовала его лишь геометрияния овальных линий с помощью двух иголок и нитки. Способ был доложен на заседании Королев­ского научного общества и одобрен самыми известными учеными. В шестнадцать лет поступил в Эдинбургский уни­верситет, а в девятнадцать пе­решел в Кембридж.

Исаак Ньютон (1643-1727)

Родился маленьким и хи­лым, однако прожил восемьде­сят пять лет, болея не больше обычного. Ребенком считался способным, имел великолепную память. Любил мастерить. На­пример, сделал мельницу, коле­со которой приводила в движе­ние мышь; фонари, солнечные и водяные часы. Воздушными змеями, загоравшимися в возду­хе, пугал соседей. Много читал. Родные хотели видеть его фер­мером, возможно, священником. Но, с детства нелюдимый, обидчивый, любивший уедине­ние молодой человек решил се­рьезно заняться наукой. В во­семнадцать лет он - студент Кембриджа, в двадцать два года (необычайно рано!) получил степень бакалавра. Наиболее значительные свои работы он сделал в сравнительно моло­дом возрасте. Ни разу не поки­нул пределов Англии, не выез­жал дальше, чем на 200 км от Кембриджа.

Георг Симон ОМ (1787-1854)

Родился в семье слесаря. Отец придавал большое значе­ние образованию детей. Хотя семья постоянно нуждалась, Ге­орг учился - сначала в гимна­зии, а потом в университете. Однако, по воле отца, считавше­го, что сын слишком много вни­мания уделяет развлечениям, Ому пришлось прервать учебу и начать преподавать матема-1ику в одной из частных школ Швейцарии. Лишь в двадцать четыре года ему удалось сдать экзамены в университет. Физи­кой Георг Ом стал интересо­ваться позже.

Блез ПАСКАЛЬ (1623-1662)

Отец разработал систему воспитания детей (в семье кро­ме Блеза было еще две дочери), которая исключала точные на­уки. Он боялся, что ранняя ув­леченность математикой и естественными науками помешает гармоничному развитию. О «запретной» геометрии например мальчик узнал в двенадцать лет. Физика вошла в область его интересов к тридцати годам.

Макс Карл Эрнст Людвиг ПЛАНК (1858-1947)

Родился в семье профессо­ра гражданского права. Мальчик учился в Мюнхенской гимназии, собирался сталь музыкантом или лингвистом. Впоследствии играл дуэтом (партия фортепи­ано) с Эйнштейном, исполняв­шим партию скрипки. Физика привлекла его внимание в стар­ших классах гимназии.

Один из преподавателей Мюнхенского университета от­говаривал Планка связывать свои интересы именно с теоре­тической физикой. Там, мол, все уже известно, осталось уточ­нить детали.

Эрнест РЕЗЕРФОРД (1871-1937)

Четвертый ребенок мелкого фермера из Новой Зеландии, у которого было еще восемь де­тей. Отцу не под силу было дать образование всем детям, и Ре-зерфорд, начиная с детского возраста и до получения высше­го образования, все время учил­ся на стипендии. Живой, актив­ный, веселый, он любил охоту и спорт. В школе и университе­те играл форвардом в футболь­ной команде. Любил читать. Еще мальчиком сам сделал себе фотоаппарат, что по тем време­нам было довольно трудно.

В 1891 г., будучи двадцати­летним студентом, на заседа­нии Научного общества сделал доклад «Об эволюции мате­рии», где высказал совершенно революционные мысли: все ато­мы состоят из одних и тех же частиц. Доклад был встречен очень неодобрительно. Ему пришлось извиниться перед Научным обществом.

Вильгельм Конрад РЕНТГЕН (1845-1923)

Ученый, получивший пер­вую Нобелевскую премию, не имел школьного аттестата. Из школы его исключили. Кто-то нарисовал на доске карикату­ру на учителя, и тот посчитал, что это дело рук Рентгена. Не получил он аттестата и при по­пытке сдать экзамены экстер­ном - его экзаменатором ока­зался тот самый учитель. О том, чтобы поступить в высшее учебное заведение, теперь нельзя было и мечтать. Случайно уже двадцатилет­ний молодой человек узнает о том, что в швейцарском горо­де Цюрихе открылся новый Политехнический институт, где принимаются вольнослу­шатели (т.е. аттестат не обя­зателен). Туда-то он и посту­пил на машиностроительный факультет.

Александр Григорьевич Столетов (1839-1896)

Родился в семье небогатого владимирского купца - владель­ца бакалейной лавки. Научился читать в четыре года. С пяти лет чтение - любимое занятие. Пи­сал стихи, в гимназии с товари­щами выпускал рукописный журнал. Занимался музыкой, даже хотел одно время стать профессиональным музыкан­том. В последние годы учебы в гимназии любимыми предмета­ми стали физика и математика. Они и определили дальнейшую судьбу. Семнадцатилетний юно­ша стал студентом физико-математического факультета Мос­ковского университета (за ка­зенный счет, т.е. по окончании учебы должен был шесть лет проработать «по учебной части Министерства народного про­свещения»).

Майкл ФАРАДЕЙ (1791-1867)

Родился в Лондоне, в семье кузнеца. Получил лишь началь­ное образование. С двенадца­ти лет начал работать разносчи­ком газет, подмастерьем в пере­плетной мастерской. Самоучка, очень много читал.

Бенджамин ФРАНКЛИН (1706-1790)

Политический деятель. В Америке по сей день является одним из самых почитаемых людей за все время истории США. Его работы по электриче­ству были сделаны за короткий период времени, с 1747 по 1753 гг. То есть физике он по­святил семь лет, будучи уже в зрелом возрасте. Благодаря ему мы сейчас пользуемся гро­моотводом, понятиями «поло­жительный» и «отрицательный» заряды. Портрет Франклина все желающие могут увидеть на сто­долларовой купюре.

Константин Эдуардович ЦИОЛКОВСКИЙ (1857-1935)

Родился в семье лесника. Кроме него - еще двенадцать детей. В девять лет заболел скарлатиной и в результате осложнения частично потерял слух. Это отразилось на всей его дальнейшей жизни. Он ока­зался изолированным от ос­тальных детей, его дразнили, он не мог учиться в школе (не слы­шал учителя). Еще через два года умирает мать. Отныне его мир - книги. Лет с четырнадцати-пятнадцати стал интересо­ваться физикой, математикой, химией, астрономией. В шест­надцать лет уехал в Москву, где прожил три года, тратя очень не­большие деньги, которые полу­чал из дома, в основном на кни­ги. Потом, вернувшись, домой, зарабатывал репетиторством. В двадцать два года экстерном сдал экзамены на звание учите­ля. Гениальный ученый-самоуч­ка, на много опередивший свое время, вспоминал потом, что глухота всегда заставляла стра­дать его самолюбие, отдаляла от людей, оставляла наедине со своими мыслями.

Альберт Эйнштейн (1879-1955)

В детстве настолько медлен­но учился говорить, что его едва не сочли умственно отсталым. Все же мать строила честолю­бивые планы относительно его будущего. Она не отличалась ни мягкостью, ни терпимостью, и детство Эйнштейна прошло под знаком ее властной натуры. Сам он вспоминал, что был оди­ноким и мечтательным ребен­ком, испытывал трудности в об­щении со сверстниками, избе­гал шумных игр. Любил строить сложные конструкции из куби­ков и карточные домики высо­той до четырнадцати этажей. Был подвержен приступам ярости, в обычном же состоянии почти заторможен. Его апатия беспокоила родителей. Начал учиться играть на скрипке в пять лет. Музыка стала его духовной потребностью на всю жизнь. В школе столкнулся с антисемитизмом. Одиннадцатилетним пережил период горячей рели­гиозной веры, который сменил­ся периодом увлечения научно-технической литературой. Хотя довольно медленно усваивал в детстве новую информацию, особо серьезных проблем в школе у него не было. Слабым местом была лишь физкульту­ра. Его учитель греческого во­шел в историю, сказав, что из Эйнштейна никогда ничего не получится.

Специалистом по древним языкам он действительно не стал. Всю жизнь не терпел ми­литаризма. Отказался от немец­кого гражданства, чтобы не быть призванным в армию в воз­расте семнадцати лет.

По собственным воспомина­ниям, в шестнадцать лет заду­мался, как можно (и можно ли вообще) догнать движущийся по небу луч света.

Ханс Кристиан ЭРСТЕД (1777-1851)

Родился в семье бедного аптекаря. Денег на образова­ние особенно не было, так что вместе с братом Андерсом учился, где придется: у парик­махера - немецкому языку, у жены парикмахера - датскому, у пастора - грамматике, исто­рии и литературе, у землеме­ра - математике. Заезжий сту­дент рассказал как-то о свой­ствах минералов. В двенад­цать лет стоял уже за стойкой отцовской аптеки. Все же, попав в Копенгаген­ский университет, взялся изучать все сразу: медицину, фи­зику, астрономию, филосо­фию, поэзию. Двадцатилетним получил золотую медаль за эссе «Границы поэзии и про­зы». В физику Эрстед пришел позже.

Литература

1. Азерников В.З. Физика. Великие открытия. - М.: ОЛМА-пресс, 2000.

2. Голин Г.М., Филонович СР. Классики физической науки. - М.: Высшая школа, 1989.

3. Замечательные ученые. - Биб­лиотечка «Квант». 1980.

4. Лишевский В.П. Охотники за истиной. - М.: Наука, 1990.

5. Они создавали физику. - М.; Бюро «Квантум», 1998.

6. Храмов Ю.А. Физики. -М.: Наука, 1983.

Как ни парадоксально это звучит, но советскую эпоху можно расценивать как весьма продуктивный отрезок времени. Даже в сложный послевоенный период научные разработки в СССР финансировались довольно щедро, а сама профессия ученого была престижной и хорошо оплачиваемой.

Благоприятный финансовый фон вкупе с наличием по-настоящему одаренных людей принесли замечательные результаты: в советский период возникла целая плеяда ученых-физиков, имена которых известны не только на постсоветском пространстве, но и во всём мире.

Представляем вашему вниманию материал об известных физиках СССР, сделавших высокий вклад в мировую науку.

Сергей Иванович Вавилов (1891-1951) . Несмотря на далеко не пролетарское происхождение, этот ученый сумел победить классовую фильтрацию и стать отцом-основателем целой школы физической оптики. Вавилов является соавтором открытия эффекта Вавилова-Черенкова, за которое впоследствии (уже после смерти Сергея Ивановича) была получена Нобелевская премия.

Виталий Лазаревич Гинзбург (1916-2009) . Широкое признание ученый получил за опыты в области нелинейной оптики и микрооптики; а также за исследования в области поляризации люминесценции. В появлении общераспространенных люминесцентных ламп есть немалая заслуга Гинзбурга: именно он активно развивал прикладную оптику и наделял сугубо теоретические открытия практической ценностью.

Лев Давидович Ландау (1908-1968) . Ученый известен не только как один из родоначальников советской школы физики, но и как человек с искромётным юмором. Лев Давидович вывел и сформулировал несколько базовых понятий в квантовой теории, провел фундаментальные исследования в сфере сверхнизких температур и сверхтекучести. В настоящее время Ландау стал человеком-легендой в теоретической физике: его вклад помнят и чтут.

Андрей Дмитриевич Сахаров (1921-1989) . Соавтор изобретения водородной бомбы и блестящий физик-ядерщик пожертвовал своим здоровьем ради дела мира и общей безопасности. Ученый является автором изобретения схемы «слойки Сахарова». Андрей Дмитриевич – яркий образчик того, как в СССР обращались с непокорными учеными: долгие годы диссидентства подорвали здоровье Сахарову и не позволили его таланту раскрыться во всю мощь.

Пётр Леонидович Капица (1894-1984) . Ученого вполне справедливо можно назвать «визитной карточкой» советской науки – фамилия «Капица» была известна каждому гражданину СССР от мала до велика. Петр Леонидович внес огромный вклад в физику низких температур: в результате проведенных им исследований наука обогатилась множеством открытий. К числу таковых относится явление сверхтекучести гелия, установление криогенных связей в различных веществах и многое другое.

Игорь Васильевич Курчатов (1903-1960) . Вопреки расхожим представлениям, Курчатов трудился не только над ядерной и водородной бомбами: основное направление научных исследований Игоря Васильевича было посвящено разработкам расщепления атома в мирных целях. Немало работы ученый сделал в теории магнитного поля: до сих пор на многих кораблях применяют изобретенную Курчатовым систему размагничивания. Помимо научного чутья, физик обладал хорошими организаторскими качествами: под руководством Курчатова было реализовано множество сложнейших проектов.

Увы, современная наука не научилась измерить известность или вклад в науку в каких-либо объективных величинах: ни одна из существующих методик не позволяет составить стопроцентный по достоверности рейтинг популярности или оценить в цифрах ценность научных открытий. Воспринимайте данный материал как напоминание о великих личностях, некогда живших с нами на одной земле и в одной стране.

К сожалению, в рамках одной статьи мы не можем упомянуть всех советских физиков, известных не только в узких научных кругах, но и среди широкой общественности. В последующих материалах мы обязательно расскажем о других прославленных ученых, в том числе получивших Нобелевскую Премию по физике.

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.