Сто великих ученых

408 100 ВЕЛИКИХ  УЧЕНЬ

 

ность присуща любому излучению, что свет состоит из отдельных порций

(квантов) энергии.

 

Планк установил, что свет с частотой колебания должен испускаться и

поглощаться порциями, причем энергия каждой такой порции равна частоте колебания умноженной на специальную константу, получившую название постоянной Планка.

 

14 декабря 1900 года Планк доложил Берлинскому физическому обществу о своей гипотезе и новой формуле излучения. Введенная Планком

гипотеза ознаменовала рождение квантовой теории, совершившей подлинную революцию в физике. Классическая физика в противоположность

современной физике ныне означает «физика до Планка».

 

В 1906 году вышла монография Планка «Лекции по теории теплового

излучения». Она переиздавалась несколько раз. Русский перевод книги

под названием «Теория теплового излучения» вышел в 1935 году.

 

Его новая теория включала в себя, помимо постоянной Планка, и

другие фундаментальные величины, такие как скорость света и число,

известное под названием постоянной Больцмана. В 1901 году, опираясь

на экспериментальные данные по излучению черного тела, Планк вычислил значение постоянной Больцмана и, используя другую известную информацию, получил число Авогадро (число атомов в одном моле элемента). Исходя из числа Авогадро, Планк сумел с высочайшей точностью

найти электрический заряд электрона.

 

Планк отнюдь не был революционером, и ни он сам, ни другие физики не сознавали глубокого значения понятия «квант». Для Планка квант

был всего лишь средством, позволившим вывести формулу, дающую удовлетворительное согласие с кривой излучения абсолютно черного тела. Он

неоднократно пытался достичь согласия в рамках классической традиции,

но безуспешно. Вместе с тем он с удовольствием отметил первые успехи

квантовой теории, последовавшие почти незамедлительно.

 

Позиции квантовой теории укрепились в 1905 году, когда Альберт

Эйнштейн воспользовался понятием фотона — кванта электромагнитного излучения. Эйнштейн предположил, что свет обладает двойственной

природой: он может вести себя и как волна, и как частица. В 1907 году

Эйнштейн еще более упрочил положение квантовой теории, воспользовавшись понятием кванта для объяснения загадочных расхождений между

предсказаниями теории и экспериментальными измерениями удельной

теплоемкости тел. Еще одно подтверждение потенциальной мощи введенной Планком новации поступило в 1913 году от Нильса Бора, применившего квантовую теорию к строению атома.

 

В тоже время личная жизнь Планка была отмечена трагедией. Его

первая жена, урожденная Мария Мерк, с которой он вступил в брак в

1885 году и которая  родила ему двух сыновей и  двух дочерей-близнецов,

умерла в 1909 году. Двумя годами позже он женился на своей племянни

 

 

 

МАКС ПЛАНК 409

 

це Марге фон Хёсслин, от которой у него также родился сын. Во время

первой мировой войны погиб под Верденом один из его сыновей, а в

последующие годы обе его дочери умерли при родах.

 

В 1919 году Планк был удостоен Нобелевской премии по физике за

1918 год «в знак  признания его заслуг в деле  развития физики благодаря

открытию квантов энергии». Как заявил А. Г. Экстранд, член Шведской

королевской академии наук, на церемонии вручения премии, «теория излучения Планка — самая яркая из путеводных звезд современного физического исследования, и пройдет, насколько можно судить, еще немало

времени, прежде чем иссякнут сокровища, которые были добыты его гением». В Нобелевской лекции, прочитанной в 1920 году, Планк подвел

итог своей работы и признал, что «введение кванта еще не привело к

созданию подлинной квантовой теории».

 

В двадцатые годы Шрёдингер, Гейзенберг, Дирак и другие развили

квантовую механику. Планку пришлась не по душе новая вероятностная

интерпретация квантовой механики, и, подобно Эйнштейну, он пытался

примирить предсказания, основанные только на принципе вероятности, с

классическими идеями причинности. Его чаяниям не суждено было сбыться: вероятностный подход устоял.

 

Вклад Планка в современную физику не исчерпывается открытием

кванта и постоянной, носящей ныне его имя. Сильное впечатление на

него произвела специальная теория относительности Эйнштейна, опубликованная в 1905 году. Полная поддержка, оказанная Планком новой

теории, в немалой мере способствовала принятию специальной теории

относительности физиками. К числу других его достижений относится

предложенный им вывод уравнения Фоккера-Планка, описывающего поведение системы частиц под действием небольших случайных импульсов.

В 1928 году в возрасте семидесяти лет Планк вышел в обязательную формальную отставку, но не порвал связей с Обществом фундаментальных наук

кайзера Вильгельма, президентом которого он стал в 1930 году. И на пороге

восьмого десятилетия он продолжал исследовательскую деятельность.

 

Как человек сложившихся взглядов и религиозных убеждений, да и

просто как справедливый человек, Планк после прихода в 1933 году Гитлера к власти публично выступал в защиту еврейских ученых, изгнанных

со своих постов и вынужденных эмигрировать На научной конференции

он приветствовал Эйнштейна, преданного анафеме нацистами. Когда Планк

как президент Общества фундаментальных наук кайзера Вильгельма наносил официальный визит Гитлеру, он воспользовался этим случаем, чтобы попытаться прекратить преследования ученых-евреев. В ответ Гитлер

разразился тирадой против евреев вообще. В дальнейшем Планк стал более сдержанным и хранил молчание, хотя нацисты, несомненно, знали о

его взглядах. Как патриот, любящий родину, он мог только молиться о

том, чтобы германская нация вновь обрела нормальную жизнь. Он про

410

 

должал служить в различных германских ученых обществах в надежде сохранить хоть какую-то малость немецкой науки и просвещения от полного уничтожения.

 

Планка ждало новое потрясение. Второй сын от первого брака был|

казнен в 1944 году за участие в неудавшемся заговоре против Гитлера.)

После того как его дом и личная библиотека погибли во время воздушно-1

го налета на Берлин, Планк и его жена пытались найти убежище в именим

Рогец неподалеку от Магдебурга, где оказались между отступающими не-|

мецкими войсками и наступающими силами союзных войск В конце|

концов, супруги Планк были обнаружены американскими частями и дос-|

тавлены в безопасный тогда Геттинген.

 

Планк глубоко интересовался философскими проблемами, связанными с причинностью, этикой и свободой воли, и выступал на эти темы і

печати и перед профессиональными и непрофессиональными аудиториями. Исполнявший обязанности пастора (но не имевший священнического сана) в Берлине, Планк был глубоко убежден в том, что наука дополняет религию и учит правдивости и уважительности.

 

Планк верил в реальности внешнего мира и в могущество разума. Этс

существенно отметить, потому что очень важный этап его деятельности

протекал в обстановке кризиса в физике. Однако материалистически настроенный Планк твердо противостоял модным позитивистским увлечениям Маха и Оствальда. «Он был типичным немцем в лучшем смысле

этого слова, — пишет в своей книге Джордж Паджет Томсон, видный

физик, сын Дж. Дж. Томсона. — Честный, педантичный, с чувством со6\

ственного достоинства, по-видимому, довольно твердый, но в благопри-^

ятных условиях способный отбросить всю чопорность и превратиться в

обаятельного человека».

 

Через всю свою жизнь Планк пронес любовь к музыке: великолепный

пианист, он часто играл камерные произведения со своим другом Эйнии

теином, пока тот не покинул Германию. Планк был также увлеченным

альпинистом и почти каждый свой отпуск проводил в Альпах.

 

Планк состоял членом Германской и Австрийской академий наук, а

также научных обществ и академий Англии, Дании, Ирландии, Финлян-j

дии, Греции, Нидерландов, Венгрии, Италии, Советского Союза, Шве^

ции и Соединенных Штатов. Германское физическое общество назвало в|

честь него свою высшую награду медалью Планка, и сам ученый стал

первым обладателем этой почетной награды. В честь его восьмидесятиле-1,

тия одна из малых планет была названа Планкианой, а после окончания

второй мировой войны Общество фундаментальных наук кайзера Вильгельма было переименовано в Общество Макса Планка.

 

Скончался Планк в Геттингене 4 октября 1947 года, за шесть месяцев

до своего девяностолетия. На его могильной плите выбиты только имя и

фамилия и численное значение постоянной Планка.

 

НИКОЛАЙ ДМИТРИЕВИЧ ЗЕЛИНСКИЙ

 

(1861—1953)

 

 

 

 

Николай Дмитриевич Зелинский родился б февраля 1861 года в уездном городе Тирасполе Херсонской губернии. Родители мальчика рано

умерли от туберкулеза, и Николай остался на попечении бабушки Марии

Петровны Васильевой. Его первые взгляды, вкусы, а также душевные качества формировались под благотворным влиянием этой замечательной

русской женщины.

 

Три года Николай учился в Тираспольском уездном училище. Весной

1872 года он  окончил училище. Нужно было думать  о дальнейшем образовании, но  в Тирасполе своей гимназии  не было Из учебных заведений

южных городов славилась гимназия в Одессе. Сюда и поступил учиться

Николай. Гимназия эта была привилегированным учебным заведением,

здесь ученики получали общее образование, необходимое для поступления в университет.

 

В 1880 году Николай оканчивает гимназию и поступает на естественное отделение физико-математического факультета Новороссийского университета. Из всех предметов, которыми на первом курсе занимался Зелинский, больше всего его заинтересовала химия. Занятия со студентами

проводил П.Г. Меликишвили, в котором Николай видел своего старшего

друга. Он же читал лекции по органической химии, уделяя большое внимание теории химического строения Бутлерова.

 

Зелинский попросил Меликишвили включить его в исследовательскую группу, чтобы самостоятельно выполнить синтез. Он синтезировал

альфа-метиламино-бета-оксимасляную кислоту. В мае 1884 года работа

была опубликована в «Журнале Русского физико-химического общества».

В этом же году Николай получил диплом об окончании университета и

был оставлен работать при кафедре химии.

 

412

 

По существовавшей тогда традиции молодые русские ученые обязательно проходили стажировку в передовых западноевропейских лабораториях. Зелинского также командировали в качестве факультетского стипендиата в Германию. Учитывая направление научных работ в Новороссийском университете, для стажировки были выбраны лаборатории И. Вислиценуса в Лейпциге и В. Мейера в Геттингене, где уделялось большое внимание вопросам теоретической органической химии.

 

Мейер предложил Николаю принять участие в работах по синтезу

производных тиофена. Эти исследования впоследствии стали частью его

диссертационной работы.

 

В 1888 году молодой ученый вернулся в Одессу. После сдачи магистерского экзамена он был зачислен приват-доцентом в университет и начал вести курс общей химии для студентов математического отделения

физико-математического факультета. С 1890 года он читает для старшекурсников избранные главы органической химии. Одновременно Зелинский ведет большую научную работу. В исследовательскую деятельность

он вовлекает способных студентов, ставших его верными учениками и

помощниками. Под руководством Н.Д. Зелинского свои первые работы

сделали A.M. Безредка, А.А. Бычихин, С.Г. Крапивин и другие студенты,

ставшие впоследствии известными учеными.

 

Зелинский в этот период продолжает исследования, начатые в Германии. Одна за другой выходят в свет статьи ученого о производных тиофена.

В 1889 году он представляет к защите магистерскую диссертацию «К вопросу об изомерии в тиофеновом ряду». В ней получили дальнейшее развитие теоретические представления органической химии.

 

Защита магистерской диссертации состоялась в 1889 году. А мысли

Зелинского были устремлены уже дальше. Ученый решил подробнее изучить явление стереоизомерии на целом ряде производных предельных

двухосновных карбоновых кислот, которые согласно теории должны давать стереоизомеры. Зелинский таким методом получил производные янтарной, глутаровой, адипиновой и пимелиновой кислот.

 

Он делает вывод, что «явления стереоизомерии среди углеродных соединений должны быть признаны фактом действительно существующим

и теми учеными, которые относились с сомнением и враждебно к возможности существования изомеров, структурно идентичных. Теория строения не предвидела таких случаев изомерии, ...но стоило только формулам строения придать стереометрическое значение, как то, что казалось

непонятным, приняло новую и ясную форму, нисколько не подрывая основ теории химического строения, но, напротив, все далее ее развивая и

совершенствуя». Диссертация была блестяще защищена в 1891 году.

 

Летом 1891 года Зелинский получает неожиданное приглашение принять участие в глубоководной экспедиции по исследованию Черного моря.

Во время экспедиции он взял для анализа пробы фунта с разных глубин

 

НИКОЛАЙ ДМИТРИЕВИЧ ЗЕЛИНСКИЙ 413

 

в пяти различных пунктах Черного моря, чтобы выяснить источник сероводорода в Черном море. Анализы Зелинского убедительно показали, что

сероводород в море является продуктом жизнедеятельности особых бактерий, живущих на дне моря.

 

Осенью 1893 года Николай Дмитриевич приступил к работе в Московском университете. Он возглавил кафедру органической химии и одновременно стал заведовать аналитической и органической лабораториями.