Пауль Эренфест (18 января 1880 - 25 сентября 1933) был австрийским и голландским физиком-теоретиком , который внес большой вклад в область статистической механики и ее связи с квантовой механикой , включая теорию фазовых переходов [1] и теорему Эренфеста .
Биография [ править ]
Пауль Эренфест родился и вырос в Вене в еврейской семье из Лоштице в Моравии . Его родители, Зигмунд Эренфест и Йоханна Еллинек, владели продуктовым магазином. Хотя семья не была излишне религиозной, Павел изучал иврит и историю еврейского народа . Позже он всегда подчеркивал свои еврейские корни. Эренфест преуспел в начальной школе, но не преуспел в Академической гимназии , его лучшим предметом была математика . После перехода в гимназию Франца-Иосифа его оценки улучшились. В 1899 году сдал выпускные экзамены .
Он специализировался в области химии в Технологическом Институте , но прошла курсы в Университете Вены , в частности , от Людвига Больцмана на его кинетической теории в термодинамике . Эти лекции оказали глубокое влияние: они сыграли важную роль в развитии интереса Эренфеста к теоретической физике , определили его основную область исследований на долгие годы и послужили примером вдохновенного учения. В то время это было принято в немецком мире -speaking к изучению более чем в одном университете и в 1901 году Ехренфест переведен в Геттинген, который до 1933 года был важным центром математики и теоретической физики. Там он познакомился со своей будущей женой Татьяной Афанасьева , молодой математик родился в Киеве , тогдашнюю столицу Киевской губернии , Российской империи , и получил образование в Санкт - Петербурге . Весной 1903 года он встретил Х.А. Лоренца во время короткой поездки в Лейден . Тем временем он подготовил диссертацию о звездном персонаже Die Bewegung Кёрпере в Flüssigkeiten und die Mechanik von Hertz ( Движение твердых тел в жидкостях и механика Герца ). [2]Он получил докторскую степень. 23 июня 1904 года в Вене, где он находился с 1904 по 1905 год.
21 декабря 1904 года он женился на Афанасьевой, сотрудничавшей с ним в его творчестве. У них было две дочери и два сына: Татьяна («Таня») (1905–1984), тоже стала математиком; Галинка («Галя») (1910–1979) - автор и иллюстратор детских книг; Пол-младший («Павлик») (1915–1939), который также стал физиком; и Василий («Васик») (1918–1933). [3]
Эренфесты вернулись в Геттинген в сентябре 1906 года. Они больше не видели Больцмана: 5 сентября Больцман покончил с собой в Дуино близ Триеста . Эренфест опубликовал обширный некролог, в котором описаны достижения Больцмана. Феликс Кляйн , декан отдела математиков Геттингера и главный редактор Enzyklopädie der Mathematischen Wissenschaften , рассчитывал на то, что Больцман сделает обзор статистической механики.. Теперь он попросил Эренфеста взяться за эту задачу. Вместе с женой Эренфест работал над ним несколько лет; статья не была опубликована до 1911 года. Это обзор работ Больцмана и его школы, и он демонстрирует свой собственный стиль: острый логический анализ основных гипотез, четкое разграничение нерешенных вопросов и объяснение общих принципы на грамотно подобранных прозрачных примерах.
В 1907 году пара переехала в Санкт-Петербург . Эренфест нашел там хороших друзей, в частности А.Ф. Иоффе , но чувствовал себя изолированным от науки. Более того, поскольку он не желал заявлять о своей вере в какую-либо религиозную конфессию, он не мог претендовать на должность профессора и, следовательно, не имел никаких шансов получить постоянную должность. [4] В начале 1912 Ехренфест отправился в турне немецких -speaking университетов в надежде на позиции. Он посетил Берлин, где увидел Макса Планка , Лейпциг, где он увидел своего старого друга Герглотца, Мюнхен, где он встретил Арнольда Зоммерфельда , затем Цюрих и Вену. В то время как в Прагеон впервые встретил Альберта Эйнштейна , и с тех пор они остались близкими друзьями. Эйнштейн рекомендовал Эренфесту сменить его на его посту в Праге, но это не сработало. Это было связано с тем, что Эренфест объявил себя атеистом . [5] [6] Зоммерфельд предложил ему место в Мюнхене, но Эренфест получил лучшее предложение; в то же время произошел неожиданный поворот событий. Х.А. Лоренц оставил пост профессора Лейденского университета , и по его совету Эренфест был назначен его преемником.
Академическая карьера [ править ]
В октябре 1912 года Эренфест прибыл в Лейден, и 4 декабря он прочитал свою инаугурационную лекцию Zur Krise der Lichtaether-Hypothese (О кризисе гипотезы света и эфира). Он оставался в Лейдене до конца своей карьеры. Чтобы стимулировать взаимодействие и обмен между студентами-физиками, он организовал дискуссионную группу и исследовательскую ассоциацию под названием De Leidsche Flesch. Он поддерживал тесные контакты с выдающимися физиками в стране и за рубежом и приглашал их посетить Лейден и выступить с презентацией в своей серии лекций. [7] Эренфест был выдающимся участником дебатов, быстро указывал на слабые стороны и резюмировал самое главное.
В своих лекциях он сосредоточился на простых моделях и примерах, чтобы проиллюстрировать и прояснить лежащие в основе предположения. Его классы были небольшими, и он старался познакомиться со студентами, которые пользовались читальным залом. [8] Хотя немногие из них были приняты на факультеты теоретической физики, он почти ежедневно вел с ними длительные дискуссии. По словам Эйнштейна:
Он был не просто лучшим учителем в нашей профессии, которого я когда-либо знал; он был также страстно озабочен развитием и судьбой людей, особенно его учеников. Понимать других, завоевывать их дружбу и доверие, помогать любому, кто вовлечен во внешнюю или внутреннюю борьбу, поощрять юношеские таланты - все это было его истинной составляющей, почти большей, чем его погружение в научные проблемы. [9]
Если Эренфест чувствовал, что он мало чему может научить студента, он отправлял студента в другие центры Европы для дальнейшего обучения. Он также поощрял студентов принимать должности за границей.
Среди его учеников были Йоханнес Бургерс , Хендрик Крамерс , Дирк Костер , Джордж Уленбек и Сэмюэль Гаудсмит , прославившиеся совместным предложением концепции электронного спина , Ян Тинберген , Аренд Рутгерс , Хендрик Казимир , Герхард Дике , Дирк Струик и Жерар Койпер . Его помощниками были Юрий Крутков , Виктор Тркал , Адриан Фоккер , Пол Эпштейн и Грегори Брайт.. Среди других молодых иностранных ученых, которые долгое время работали в его лаборатории, были Гуннар Нордстрём , Энрико Ферми , Игорь Тамм , Оскар Кляйн , Роберт Оппенгеймер , Вальтер Эльзассер , Ральф Крониг , Вернер Гейзенберг , Поль Дирак и Дэвид Деннисон .
Эренфест придерживался двойственных взглядов на науку, технический прогресс, культурные и социальные вопросы. [10]
В 1919 году он стал членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук . [11]
Последние годы [ править ]
Из переписки с его близкими друзьями в мае 1931 года выясняется, что Эренфест страдал от тяжелой депрессии . К августу 1932 года Эйнштейн был настолько встревожен, что написал Правлению Лейденского университета, выразив глубокую озабоченность и предложив способы сокращения рабочей нагрузки Эренфеста.
Приняв меры по уходу за другими своими детьми, 25 сентября 1933 года в Амстердаме Эренфест смертельно застрелил своего младшего сына Васика, у которого был синдром Дауна , а затем покончил жизнь самоубийством. [12] [13]
Исследование [ править ]
Большинство научных статей Эренфеста посвящены основам и стремятся прояснить отдельные моменты. Его публикации известны своей ясностью, разрешением парадоксов или более четкими описаниями, или вдохновляющими постановками медоносных вопросов. Его подход к науке лучше всего иллюстрируется тем, что он написал Роберту Оппенгеймеру летом 1928 года, после того, как Оппенгеймер пригласил себя на длительное пребывание в Лейдене:
Если вы намереваетесь снова установить тяжелую математическую артиллерию в предстоящий год в Европе, я бы попросил вас не только не приезжать в Лейден, но, если возможно, даже в Голландию, и только потому, что я действительно очень люблю вас и хочу сохранить это так. Но если, наоборот, вы хотите провести хотя бы первые несколько месяцев терпеливо, комфортно и радостно в дискуссиях, которые постоянно возвращаются к одним и тем же моментам, обсуждая несколько основных вопросов со мной и нашими молодыми людьми - и без много думаешь о публикации (!!!) - почему тогда я приветствую тебя с распростертыми объятиями !! [14]
Что характерно, ему не нравилась абстракция новой квантовой теории Гейзенберга и Дирака.
Наиболее важным вкладом Эренфеста с 1912 по 1933 год является теория адиабатических инвариантов . Это концепция, заимствованная из классической механики, которая, с одной стороны, может служить для уточнения определенных методов модели атома Бора (хотя первоначально Эренфест не принимал идеи Бора ), а с другой стороны, устанавливает связь между атомной механикой и статистикой. механика. Он внес важный вклад в квантовую физику , включая теорию фазовых переходов [15] и теорему Эренфеста , которая утверждает, что математические ожидания квантовой системы следуют классической механике. Его имя также носитПарадокс Эренфеста , очевидный парадокс относительности, который все еще обсуждается сегодня, для модели Эренфеста и времени Эренфеста, времени , характеризующего отклонение квантовой динамики наблюдаемых от классической динамики.
Эренфест также интересовался развитием математических теорий в экономике. Этот интерес был стимулирован его представлением о том, что должна существовать аналогия между термодинамикой и экономическими процессами. Хотя это не привело к публикациям, он призвал своего аспиранта Яна Тинбергена заняться этим вопросом. Диссертация Тинбергена была посвящена проблемам как физики, так и экономики, впоследствии он стал экономистом и был удостоен первой Нобелевской мемориальной премии по экономическим наукам в 1969 году.
Эйнштейн и Бор в Лейдене [ править ]
Эренфест был особенно близок как к Эйнштейну, так и к Бору . После первого визита Нильса Бора в Лейден в 1919 году для защиты диссертации Крамерса он написал Эренфесту:
Я сижу и думаю обо всем, что вы мне рассказывали, о очень многих разных вещах, и что бы я ни думал, я чувствую, что я многому у вас научился, что будет иметь для меня большое значение; но в то же время я так хочу выразить свое чувство счастья по поводу вашей дружбы и благодарности за доверие и сочувствие, которые вы мне оказали, что я совершенно неспособен найти для этого слова. [9]
По его приглашению в 1920 году Эйнштейн принял назначение экстраординарным профессором Лейденского университета. Эта договоренность позволила Эйнштейну ежегодно посещать Лейден на несколько недель. В таких случаях Эйнштейн останавливался в доме Эренфеста. В 1923 году Эйнштейн пробыл там шесть недель после того, как немецкие ультранационалисты в Берлине стали угрожать его жизни. По случаю 50-летия докторской степени Лоренца (декабрь 1925 г.) Эренфест пригласил Бора и Эйнштейна в Лейден, чтобы попытаться примирить их научные разногласия по поводу зарождающейся квантовой теории. Эти дискуссии были продолжены на Сольвеевской конференции 1927 года , где Эренфест, к своему ужасу, был на стороне Бора в этой великой дискуссии.
Наследие [ править ]
Вечерний коллоквиум по физике в Лейденском университете, инициированный Полом Эренфестом в 1912 году, до сих пор продолжается под названием Colloquium Ehrenfestii . [16]
Институт квантовой оптики и квантовой информации спонсирует награду Пауля Эренфеста за лучшую работу в области квантовых основ . [17]
Голландский совет по физике спонсирует премию за диссертацию Эренфеста-Афанасьева . [18]
Библиография [ править ]
- Мартин Дж. Кляйн : Пол Эренфест: становление физика-теоретика. Биография Пауля Эренфеста. Амстердам : Эльзевир . ISBN 0-7204-0163-1 . Издание 1985 года: ISBN 0-444-86948-4
Ссылки [ править ]
- ↑ Jaeger, Gregg (1 мая 1998 г.). «Классификация фазовых переходов Эренфеста: введение и эволюция». Архив истории точных наук . 53 (1): 51–81. DOI : 10.1007 / s004070050021 . S2CID 121525126 .
- ^ Поль Эренфест (1904). «Умрите, звездный исполнитель Кёрпер в« Flüssigkeiten und die Mechanik von Hertz »» (PDF) . Вена.
- ^ Кумар, Manjit (2009). «Эйнштейн забывает теорию относительности» . Квантовая: Эйнштейн, Бор и великие дебаты о природе реальности . Икона Книги. п. 296. ISBN. 978-1-84831-035-3. Проверено 5 февраля 2010 года .
- ^ Зигмунд, Карл (2017). Точное мышление в безумные времена: Венский круг и эпические поиски основ науки . Нью-Йорк: Основные книги. п. гл. 4. ISBN 9780465096954.
- ^ Рональд Кларк (2011). Эйнштейн: жизнь и времена . Bloomsbury Publishing. ISBN 9781448202706.
То, что позиция Эйнштейна была результатом скорее путаницы, чем агностического стеснения, кажется очевидным из письма, которое он написал менее чем через два года, когда Пол Эренфест отказался стать преемником Эйнштейна, открыто объявив себя атеистом.
- ^ Томас Левенсон (2004). Эйнштейн в Берлине . Случайный дом Канады. п. 172. ISBN. 9780553378443.
Человек, которого он надеялся сменить в Праге, Пауль Эренфест, отказался пойти на компромисс со своими истинными атеистическими принципами. Эйнштейн отругал его. «Ваш отказ признать свою религиозную принадлежность» был всего лишь этой стороной «умышленной глупости», заверил он его с учетом недавнего опыта. Став профессором, Эренфест мог вернуться к неверию.
- ^ "Коллоквиум Ehrenfestii" . Лейденский университет. nd . Проверено 27 февраля 2020 года .
- ^ "Институт теоретической физики Лоренца" . Лейденский университет. nd . Проверено 27 февраля 2020 года .
- ^ a b Эйнштейн, Альберт (1970) [1956]. «Памяти Пола Эренфеста». Из моих последних лет . Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Press. п. 236. ISBN. 9780837120867.Цитируется в Boeyink, Rowdy. «Эренфест и новая физика в межвоенной работе и жизни Поля Эренфеста между 1916 и 1925 годами» . Архивировано из оригинального 12 марта 2014 года . Проверено 27 февраля 2020 года .
- ^ Ван Люнтерен, FH; Холлестель, MJ (сентябрь 2013 г.). «Поль Эренфест и дилеммы современности». Исида . 104 (3): 504–36. DOI : 10.1086 / 673271 . PMID 24341262 . S2CID 24103865 .
- ^ Королевская Нидерландская академия искусств и наук (nd). «Поль Эренфест (1880–1933)» . Прошлые участники KNAW . Проверено 27 февраля 2020 года .
- ^ Фармело, Грэм (2009). Самый странный человек: тайная жизнь Поля Дирака, квантового гения . Фабер и Фабер. п. 232. ISBN. 978-0-571-22278-0.
- ^ Трогеманн, Георг; Нитусов Александр Юрьевич .; Эрнст, Вольфганг (2001). «Поль Эренфест» . Вычислительная техника в России: раскрыта история компьютерных устройств и информационных технологий . Vieweg + Teubner Verlag. п. 60. ISBN 978-3-528-05757-2. Проверено 15 июня 2009 года .
- ^ Монах, Рэй (2013). «Роберт Оппенгеймер: жизнь внутри центра» . Физика сегодня . Случайный дом. 66 (10): 209–10. Bibcode : 2013PhT .... 66j..55R . DOI : 10.1063 / PT.3.2152 . ISBN 9780385504133.
- ↑ Jaeger, Gregg (1 мая 1998 г.). «Классификация фазовых переходов Эренфеста: введение и эволюция». Архив истории точных наук . 53 (1): 51–81. DOI : 10.1007 / s004070050021 . S2CID 121525126 .
- ^ "Институт Лоренца - Коллоквиум Ehrenfestii" . Лейденский университет.
- ^ "Премия Пауля Эренфеста за лучшую работу квантовых фондов" . Вена: Институт квантовой оптики и квантовой информации.
- ^ "Премия за диссертацию Эренфеста-Афанасьева" . Лейден: Нидерландский совет физики.
Внешние ссылки [ править ]
- Трагическая судьба физика Поля Эренфеста
 | В Wikiquote есть цитаты, связанные с: Полом Эренфестом |
 | Викискладе есть медиафайлы по теме Пола Эренфеста . |
 | В Wikisource есть оригинальные работы, написанные Полом Эренфестом или о нем. |
