Великие открытия и люди. 100 лауреатов Нобелевской премии XX века

Майкельсон Альберт Абрахам

(1852—1931)

Американский физик

Альберт Абрахам Майкельсон родился в Стрельно (Германия), близ польской границы, в семье торговца Сэмуэля Майкельсона и дочери врача Розали (Пжлюбска) Майкельсон. Альберт был старшим из трех детей. Когда ему было два года, родители эмигрировали в Соединенные Штаты, где отец стал поставщиком сухих продуктов во время золотой лихорадки в Калифорнии и Неваде. Альберта отправили к родственникам в Сан-Франциско, где стал учеником мужской средней школы. Позднее он перешел на пансион к директору школы, который пробудил в нем интерес к естественным наукам и посоветовал поступить в Военно-морскую академию Соединенных Штатов в Аннаполисе (штат Мэриленд). Заручившись рекомендательным письмом от своего конгрессмена, Майкельсон обратился к президенту Улиссу С. Гранту с просьбой о зачислении в академию, хотя ни одной вакансии не было. Его настойчивость произвела сильное впечатление, и в 1869 году специально для него было выделено одно место слушателя. Майкельсон окончил академию в 1873 году, два года служил мичманом, а в 1875 году был назначен преподавателем физики и химии академии. Этот пост он занимал в течение следующих четырех лет.

В 1878 году Майкельсон заинтересовался измерением скорости света. Свет и оптика стали делом всей его жизни.

Хотя к тому времени скорость света была уже измерена французскими физиками Ипполитом Физо, Леоном Фуко и Мари Альфредом Корню, результаты этих измерений нельзя было считать точными. Используя подаренные ему отчимом 2000 долларов, Майкельсон существенно усовершенствовал метод Фуко и измерил скорость света с недостижимой ранее точностью. Его работа привлекла международное внимание.

С 1880 года в течение двух лет своего пребывания в Европе он спроектировал интерферометр – прибор, в котором измерение различных оптических явлений происходит на основе интерференции световых волн.

В 1883 году становится профессором физики в школе прикладных наук в Кливленде и сосредотачивается на разработке улучшенного интерферометра.

В 1900—1903 Майкельсон был президентом Американского физического общества, в 1923—1927 – президентом Национальной академии наук США.

Исследуя спектральные линии с помощью своего интерферометра, Майкельсон обнаружил, что все они состоят из нескольких близко расположенных «подлиний». Такую тонкую структуру ученым не удавалось объяснить до появления в 20-х годах квантовой механики. Ныне интерферометр Майкельсона применяется для анализа света повседневно и остается одним из наиболее мощных средств современного анализа.

Майкельсон был удостоен Нобелевской премии по физике в 1907 году «за создание высокоточных оптических приборов и выполненные с их помощью спектроскопические и метрологические исследования». Интерферометр Майкельсона сделал возможными измерения «с необычайно высокой точностью».

В 1920 году Майкельсону первому удалось измерить диаметр далекой звезды. Он сообщил, что диаметр гигантской звезды Бетельгейзе составляет 240 млн. миль. Майкельсон произвел первые жесткости Земли, определяя с помощью интерферометра приливные колебания уровня воды в трубах, закопанных в землю.

В 1877 году Майкельсон женился на Маргарет Хеминуэй, от которой родились дочь и двое сыновей. Но, к сожалению, в 1897 году брак закончился разводом. Два года спустя Майкельсон вступил в брак с Эдной Стэнтон. От этого брака у них было три дочери. Майкельсон был известен как художник-акварелист и одаренный скрипач. Учил он музыке и своих детей. Майкельсон хорошо играл в теннис, бильярд, шахматы и бридж, любил парусный спорт.

Американский физик, известен изобретением названного его именем интерферометра Майкельсона и прецизионными измерениями скорости света.

Альберт Абрахам Майкельсон скончался от кровоизлияния в мозг 9 мая 1931 года в Пасадене (штат Калифорния).

Альберт Абрахам Майкельсон никогда не защищал докторской диссертации, но он был удостоен за свои достижения степени почетного доктора одиннадцатью крупнейшими университетами Европы и Америки. Помимо Нобелевской премии среди его многочисленных наград были медаль Копли Лондонского королевского общества, медаль Генри Дрейпера Национальной академии наук США, медаль Франклина Франклиновского института, золотая медаль Лондонского королевского астрономического общества и медаль Дадделла Лондонского физического общества. Майкельсон состоял членом многих научных обществ и академий, в том числе Национальной академии США, Лондонского королевского общества, Французской наук и Академии наук СССР. Он был президентом Американского физического общества и Национальной академии наук США.

Эйнштейн Альберт

(1879—1955)

Физик-теоретик, один из основателей современной физики

Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в городе Ульме на юге Германии, в небогатой еврейской семье. Его отец, Герман Эйнштейн (1847—1902), был совладельцем маленького предприятия по производству перьевой набивки для матрасов и перин. Мать, Паулина Эйнштейн (в девичестве Кох) была из семьи состоятельного торговца кукурузой Юлиуса Дерцбахера.

В 1880 году семья переехала в Мюнхен и Герман Эйнштейн вместе с братом Якобом открыл небольшую фирму по торговле электрическим оборудованием. Вскоре, в Мюнхене родилась младшая сестра Эйнштейна Мария (Майя, 1881—1951).

Когда Альберту было пять лет, его отец впервые показал ему компас. Это первое впечатление от знакомства с техникой у Эйнштейна сохранилось на всю жизнь и, как он сам признавал, определило его увлечение разнообразными механизмами и наукой. В 1889 году знакомый студент-медик познакомил Эйнштейна с классической философией, в частности, с «Критикой чистого разума» Иммануила Канта. Сочинение Канта также в значительной степени побудило будущего учёного к изучению математики, физики и философии. Кроме того, по настоянию матери с шести лет он начал заниматься игрой на скрипке. Увлечение музыкой также сохранялось у Эйнштейна на протяжении всей жизни, и в 1908 он даже выступал в квинтете музыкантов-аматоров (совместно с математиком, полицейским, юристом и переплётчиком). Уже находясь в США в Принстоне, в 1934 году Альберт Эйнштейн дал благотворительный концерт Моцарта для скрипки в пользу эмигрировавших из нацистской Германии учёных и деятелей культуры.

Начальное образование Альберт Эйнштейн получил в католической школе в Мюнхене.

Обучаясь в Луитпольской гимназии, Альберт Эйнштейн впервые обратился к самообразованию: в возрасте 12 лет в 1891 году он начал самостоятельно изучать математику с помощью школьного учебника по геометрии.

После окончательного разорения отца семейства в 1894 году Эйнштейны переехали из Мюнхена в Италию в Павию близ Милана. Сам Альберт оставался в Мюнхене ещё некоторое время, чтобы окончить все шесть классов гимназии. Не получив аттестата зрелости, в 1895 году он присоединился к своей семье в Милане. Осенью 1895 года Альберт Эйнштейн прибыл в Швейцарию, чтобы сдать вступительные экзамены в Высшее техническое училище в Цюрихе и стать преподавателем физики. Блестяще проявив себя на экзамене по математике, он в то же время провалил экзамены по ботанике и французскому языку, что не позволило ему поступить в Цюрихский Политехникум. Однако директор училища посоветовал молодому человеку поступить в выпускной класс школы в Аарау (Швейцария), чтобы получить аттестат и повторить поступление.

В сентябре 1896 года он весьма успешно сдал все, за исключением экзамена по французскому языку, выпускные экзамены в кантональной школе Аарау, и получил аттестат, а в октябре 1896 года был принят в Высшее техническое училище.

В 1900 году Эйнштейн закончил Политехникум, получив диплом преподавателя математики и физики. Хотя его успеваемость не была образцовой, однако он серьёзно заинтересовался целым рядом наук, в том числе геологией, биологией, историей культуры, литературоведением, политической экономией. Хотя в следующем году Эйнштейн получил и гражданство Швейцарии, но вплоть до весны 1902 не смог найти постоянное место работы, он имел возможность лишь подрабатывать, заменяя учителя в Винтеруре.

Несмотря на лишения, преследовавшие его в эти годы, Эйнштейн находил время для дальнейшего изучения физики. В 1901 году берлинские «Анналы физики» опубликовали его первую статью «Следствия теории капиллярности», посвящённую анализу сил притяжения между атомами жидкостей на основании теории капиллярности.

С июля 1902 по октябрь 1909 года Эйнштейн работал на должности эксперта третьего класса в федеральном бюро патентирования изобретений Швейцарии. Великий физик занимался преимущественно патентированием изобретений, связанных с электромагнетизмом. Характер работы позволял Эйнштейну посвящать свободное время исследованиям в области теоретической физики.

В 1904 году «Анналы физики» получили от Альберта Эйнштейна ряд статей, посвящённых изучению вопросов статистической механики и молекулярной физики. Они были опубликованы в 1905 году. Четыре статьи Эйнштейна совершили революцию в теоретической физике, дав начало теории относительности (в которой Эйнштейн заменил частицы событиями и рассматривал «материю» не как часть конечного материала мира, но просто как удобный способ связывания событий воедино) и перевернув представления о фотоэффекте и броуновском движении. Физическое сообщество в целом согласно с тем, что три из них заслуживали Нобелевской премии (которая в итоге досталась лишь за работу по фотоэффекту – довольно примечательный факт, если учесть, что учёный лучше всего известен именно благодаря его теории относительности, тогда как ему так и не удалось согласовать её положения с квантовой механикой).

В том же 1905 году вышла работа Эйнштейна – «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света». За пять лет до этого немецкий физик Макс Планк показал, что спектральный состав излучения, испускаемого горячими телами, находит объяснение, если принять, что процесс излучения дискретен, то есть свет испускается не непрерывно, а дискретными порциями определенной энергии. Эйнштейн выдвинул предположение, что и поглощение света происходит теми же порциями и что вообще «однородный свет состоит из зерен энергии (световых квантов), несущихся в пустом пространстве со скоростью света». Эта революционная идея позволила Эйнштейну объяснить законы фотоэффекта, в частности, факт существования «красной границы», то есть той минимальной частоты, ниже которой выбивания светом электронов из вещества вообще не происходит.

Идея квантов была применена Альбертом Эйнштейном и к объяснению других явлений, например, флуоресценции, фотоионизации, загадочных вариаций удельной теплоемкости твердых тел, которые не могла описать классическая теория.

Работы Эйнштейна, посвященные квантовой теории света, в 1921 году были удостоены Нобелевской премии.

Наибольшую известность А. Эйнштейну все же принесла теория относительности, изложенная им впервые в 1905 году, в статье «К электродинамике движущихся тел».

В 1905 Альберту Эйнштейну было 26 лет, но его имя уже приобрело широкую известность. В 1909 он избран профессором Цюрихского университета, а через два года – Немецкого университета в Праге.

В 1912 Эйнштейн возвратился в Цюрих, где занял кафедру в Политехникуме, но уже в 1914 принял приглашение переехать на работу в Берлин в качестве профессора Берлинского университета и одновременно директора Института физики.

В результате совместных усилий Эйнштейна и его бывшего студенческого товарища М. Гроссмана в 1912 году появилась статья «Набросок обобщенной теории относительности», а окончательная формулировка теории датируется 1915 годом. Эта теория, по мнению многих ученых, явилась самым значительным и самым красивым теоретическим построением за всю историю физики. Опираясь на всем известный факт, что «тяжелая» и «инертная» массы равны, удалось найти принципиально новый подход к решению проблемы, поставленной еще английским физиком Исааком Ньютоном: каков механизм передачи гравитационного взаимодействия между телами и что является переносчиком этого взаимодействия.

Ответ, предложенный Эйнштейном, был ошеломляюще неожиданным: в роли такого посредника выступала сама «геометрия» пространства – времени. Любое массивное тело, по Эйнштейну, вызывает вокруг себя «искривление» пространства, то есть делает его геометрические свойства иными, чем в геометрии Евклида, и любое другое тело, движущееся в таком «искривленном» пространстве, испытывает воздействие первого тела.

Общая теория относительности привела к предсказанию эффектов, которые вскоре получили экспериментальное подтверждение. Она позволила также сформулировать принципиально новые модели, относящиеся ко всей Вселенной, в том числе и модели нестационарной (расширяющейся) Вселенной.

Альберт Эйнштейн принял предложение переехать в Берлин. Его привлекала возможность общения с крупнейшими немецкими учеными.

В 1929 году мир шумно отметил 50-летие Эйнштейна. Юбиляр не принял участия в торжествах и скрылся на своей вилле близ Потсдама, где с увлечением выращивал розы. Здесь он принимал друзей – деятелей науки, Тагора, Эммануила Ласкера, Чарли Чаплина и других.

Политическая и нравственная атмосфера в Германии делалась все тягостнее, антисемитизм поднимал голову, и когда власть захватили фашисты, Эйнштейн вынужден был в 1933 навсегда покинуть Германию. Ему пришлось уехать в Соединённые Штаты Америки. Впоследствии в знак протеста против фашизма он отказался от германского подданства и вышел из состава Прусской и Баварской Академий наук.

После переезда в США Альберт Эйнштейн получил должность профессора физики в недавно созданном институте фундаментальных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси. В Принстоне он продолжал работу над исследованием проблем космологии и созданием единой теории поля, призванной объединить теорию гравитации и электромагнетизм. В США Эйнштейн мгновенно превратился в одного из самых известных и уважаемых людей страны, получив репутацию гениальнейшего учёного в истории, а также олицетворения образа «рассеянного профессора» и интеллектуальных возможностей человека вообще. Ежедневно он получал множество писем разнообразного содержания. Будучи естествоиспытателем с мировым именем, он оставался доступным, скромным, нетребовательным и приветливым человеком.

Первой женой Эйнштейна стала Милева Марич, бывшая цюрихская однокурсница, родом из Сербии, на четыре года старше его.

У них в 1902 году на свет появилась внебрачная дочь, Лизерль. В это время Марич жила у своих родителей в Воеводине. О дальнейшей судьбе девочки ничего не известно, вероятно, она умерла либо была отдана на воспитание.

В 1903 году Эйнштейн и Марич поженились в Берне, а в 1904 году родился их сын Ганс-Альберт. В 1905—1910 годах Марич вместе с мужем живёт в Праге, Цюрихе и Берлине. В 1910 году у неё родился второй сын, Эдуард.

Влияние Милевы Марич, дипломированного математика, на труды её мужа вполне возможно. Их брак был скорее интеллектуальным союзом, и сам Альберт Эйнштейн называл свою жену «созданием, равным мне, таким же сильным и независимым, как и я». Между Эйнштейном и Марич всегда существовало определённое расстояние, так как великий учёный часто нуждался в одиночестве для проведения своих исследований.

C 1912 года Эйнштейн вел тайную переписку со своей будущей женой Эльзой. В 1914 году Эйнштейн и Марич расстались. Марич вместе с сыновьями вернулась в Цюрих. Оставшись в Берлине, Эйнштейн попытался в 1915 и 1918 году получить развод, пообещав Милеве в обмен деньги, полученные от Нобелевской премии. Премию, однако, он получил лишь в 1922 году, а брак был расторгнут в 1919 году.

Марич и оба её сына жили в очень стесненных обстоятельствах. После присуждения в 1922 году Эйнштейну Нобелевской премии она получила обещанные им деньги. На них в Цюрихе было приобретено три дома, один для нее с сыновьями и два в качестве инвестиции. В конце 30-х Эдуарду был поставлен диагноз шизофрения и два дома были проданы, чтобы покрыть лечение в психиатрической клинике при Цюрихском университете. Во избежание потери основного дома, права на него были переданы Эйнштейну, который регулярно переводил деньги на содержание Эдуарда и своей бывшей жены. Марич до самой смерти самоотверженно ухаживала за Эдуардом, чье психическое здоровье было окончательно разрушено сеансами электрошоковой терапии. Милева Марич скончалась в 1948 году в полном одиночестве в одной из цюрихских больниц.

В июне 1919 года Эйнштейн женился на своей двоюродной сестре со стороны матери Эльзе Лёвенталь (урождённой Эйнштейн) и удочерил двух её детей. С дочерьми Илзой и Марго, Эйнштейны создали дружную и крепкую семью. Хотя у Альберта и Эльзы так и не было общих детей, Альберт растил Илзу и Марго как своих родных.

В конце 1919 года к ним переехала его тяжелобольная мать Паулина; она скончалась в феврале 1920 года. Судя по письмам, Эйнштейн тяжело переживал её смерть.

В 1936 году в Принстоне умирает Эльза. Ее дочери остаются с Альбертом. Он о них заботится, одна из них – Марго Лёвенталь-Эйнштейн прожила в доме Альберта всю жизнь. Вместе с ним до конца жизни жила и его сестра Майа, которую он нежно любил.

В 1938 году к Эйнштейну приезжает сын Ханс Альберт с семьей. Ханс – специалист в области гидромеханики и гидравлики. Ханс Альберт работал инженером в Сан-Франциско. С отцом в Принстоне он проработал немногим более 5 лет. У них были довольно сложные взаимоотношения. Он так и не простил отца, ушедшего из семьи и, по его мнению, плохо относившегося к матери.

Альберт Эйнштейн был гениальный ученый, прекрасный скрипач, хороший яхтсмен, не всегда хороший муж, но всегда внимательный и заботливый отец, дед и брат.

Физик, перевернувший представления человечества о Вселенной, Альберт Эйнштейн умер 18 апреля 1955 в 1 час 25 минут в Принстоне от аневризмы аорты. Не воспринимая никаких форм культа личности, он запретил пышное погребение с громкими церемониями, для чего пожелал, чтобы место и время захоронения не разглашались. 19 апреля 1955 без широкой огласки состоялись похороны великого учёного, на которых присутствовало всего 12 самых близких друзей. Его прах был сожжён в крематории Юинг-Симтери, а пепел развеян по ветру.

Эйнштейн – автор более 300 научных работ по физике, а также около 150 книг и статей в области истории и философии науки, публицистики и др. Почётный доктор около 20 ведущих университетов мира, член многих Академий наук, в том числе иностранный почётный член АН СССР (1926).

Он разработал несколько значительных физических теорий.

Помимо теоретических исследований, Эйнштейну принадлежат и несколько изобретений, в том числе:

– измеритель очень малых напряжений (совместно с Конрадом Габихтом);

– устройство, автоматически определяющее время экспозиции при фотосъёмке;

– оригинальный слуховой аппарат;

– бесшумный холодильник (совместно с Силардом);

– гирокомпас.

Альберт Эйнштейн был убеждённым демократическим социалистом, гуманистом, пацифистом и антифашистом.

Бор Нильс Хендрик Давид

 (1885—1962)

Датски й физик

Нильс Бор родился 7 октября 1885 года, в Копенгагене в семье Кристиана Бора, профессора физиологии Копенгагенского университета, и Эллен Бор, происходившей из богатой и влиятельной еврейской семьи. У Нильса был младший брат Харальд (в будущем крупный математик). Родители Нильса сумели сделать детские годы сыновей счастливыми и содержательными. Благотворное влияние семьи, в особенности – матери, играло решающую роль в формировании их душевных качеств. Братья любили друг друга, а родители создавали атмосферу дружеского взаимопонимания.

Учебу Нильс начал в Гаммельхольмской грамматической школе, которую окончил в 1903 году. Любил спорт – в школьные годы был заядлым футболистом; позднее увлекался катанием на лыжах и парусным спортом. В двадцать три года окончил Копенгагенский университет, где приобрел репутацию необыкновенно одаренного физика-исследователя. Дипломный проект Нильса Бора, посвященный определению поверхностного натяжения воды по вибрациям водяной струи, был удостоен золотой медали Датской королевской академии наук.

В 1908—1911 Бор продолжил работу в университете, где выполнил целый ряд важнейших исследований, в частности по классической электронной теории металлов, составившей основу его докторской диссертации.

Через три года после окончания университета Бор приехал работать в Англию. После года пребывания в Кембридже у Джозефа Джона Томсона Нильс Бор перебрался в Манчестер к Эрнесту Резерфорду, лаборатория которого в то время занимала лидирующее положение. Здесь ко времени появления Бора проходили эксперименты, которые привели Резерфорда к планетарной модели атома.

Бор, начав у Резерфорда с физики ядра, постоянно уделял ядерной тематике большое внимание.

В 1927 году Бор дал формулировку важнейшего принципа – принципа дополнительности, утверждающего невозможность при наблюдении микромира совмещения приборов двух принципиально различных классов, соответственно тому, что в микромире нет таких состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга. Это в свою очередь обусловлено тем, что не существует таких наборов классических объектов (измерительных приборов), в связи с которыми микрообъект обладал бы одновременно точными значениями всех динамических величин.

В 1936 году он предложил теорию составного ядра, вскоре – капельную модель, которая сыграла заметную роль при исследовании проблемы деления ядер. Бор предсказал спонтанное деление ядер урана.

В 1939 году совместно с Дж. А. Уилером он развил теорию деления ядер – процесса, в котором происходит освобождение огромных количеств ядерной энергии.

После прихода к власти в Германии нацистов Бор принял активное участие в устройстве судеб многих учёных-эмигрантов, которые переехали в Копенгаген.

В 1933 году усилиями Нильса Бора, его брата Харальда, директора Института вакцин Торвальда Мадсена и адвоката Альберта Йоргенсена был учреждён специальный Комитет помощи учёным-беженцам.

В 1940—1950-х годах Бор занимался в основном проблемой взаимодействия элементарных частиц со средой.

После оккупации Дании в апреле 1940 года возникла реальная опасность ареста Бора в связи с его полуеврейским происхождением.

К осени 1943 года оставаться в Дании стало невозможно, поэтому Бор вместе с сыном Оге был переправлен силами Сопротивления сначала на лодке в Швецию, а оттуда на бомбардировщике в Англию.

В Великобритании и США, куда он вскоре переехал, учёный включился в работу над созданием атомной бомбы и участвовал в ней вплоть до июня 1945 года. В США они с сыном носили имена Николас и Джим Бейкер.

С 1944 года Бор осознавал всю опасность атомной угрозы.

Призывая к полному запрещению использования ядерного оружия, Нильс Бор добивался приема у президента США Ф. Рузвельта, у премьер-министра Великобритании Черчилля. В их адрес он отправил два меморандума и при личной встрече пытался донести до них свои мысли, но безрезультатно.