Биографические справки
Тесла, Никола (Tesla, Nikola) (1856–1943), американский изобретатель. Родился 10 июля 1856 года в Смиляне (Хорватия). Окончил Политехнический институт в Граце (1878) и Пражский университет (1880). Работал инженером в Будапеште и Париже. В 1884 году приехал в Нью-Йорк, организовал лабораторию и вскоре изобрел генератор двухфазного переменного тока. Тесла разработал несколько конструкций многофазных генераторов, электродвигателей и трансформаторов, а также системы передачи и распределения многофазных токов. Позже такая система была применена на гидроэлектростанции Ниагарского водопада. В 1888 году Тесла открыл явление вращающегося магнитного поля, на основе которого построил электрогенераторы высокой и сверхвысокой частот. В 1891 году сконструировал резонансный трансформатор (трансформатор Теслы), позволяющий получать высокочастотные колебания напряжения с амплитудой до 106 В, и первым указал на физиологическое воздействие токов высокой частоты. Исследовал возможность беспроволочной передачи сигналов и энергии на значительные расстояния, в 1899 году публично продемонстрировал лампы и двигатели, работающие на высокочастотном токе без проводов. Построил радиостанцию в Колорадо и радиоантенну в Лонг-Айленде. Именем Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Среди наград ученого — медали Э. Крессиана, Дж. Скотта, Т. Эдисона.
Умер Никола Тесла в Нью-Йорке 7 января 1943 года.
Эдисон, Томас Алва (Edison, Thomas Alva) (1847–1931), американский изобретатель. Родился 11 февраля 1847 года в Майлане (штат Огайо) в семье эмигрантов из Нидерландов. У его отца был небольшой завод по производству дранки, а мать работала школьной учительницей. Когда Томасу исполнилось семь лет, семья переехала в Порт-Гурон (штат Мичиган). Здесь мальчик пошел в школу, однако вскоре Томаса забрали из школы, так как учитель считал его пустоголовым мечтателем, «который никогда ничего не добьется». После этого мать начала учить его дома.
В возрасте 12 лет Томас стал продавцом газет и сладостей в поезде на железной дороге, связывающей Порт-Гурон с Детройтом. В подвале своего дома он устроил химическую лабораторию. Освоил профессию телеграфиста. 11 октября 1868 года получил патент на изобретение электрического регистратора числа голосов. Следующее изобретение имело более практическое применение и позволяло передавать информацию о биржевых курсах с помощью телеграфного аппарата. На этом изобретении Эдисон заработал 40 тысяч долларов и в 1870 году организовал в Ньюарке (штат Нью-Джерси) мастерскую, где изготавливал автоматические телеграфные аппараты и другую электроаппаратуру. Примерно в это время взялся за ту же проблему, которая занимала А. Белла, — мультиплексный телеграф — и разработал систему дуплексного и квадруплексного, а в 1875 году — сентаплексного телеграфа. В 1875 году Эдисон открыл явление термоэлектронной эмиссии (эффект Эдисона), нашедшее применение при создании электровакуумных приборов (прежде всего радиолампы) и термоэлектронных генераторов. Годом позже организовал крупную лабораторию с мастерскими в Менло-Парке (штат Нью-Джерси) и сделал множество изобретений: усовершенствовал микрофон телефонного аппарата Белла (1876), изобрел прибор для измерения активности солнечного излучения, создал первый фонограф (1877). Газеты провозгласили фонограф «величайшим открытием века», а сам Эдисон предложил множество способов его применения: диктовка писем и документов без помощи стенографистки, воспроизведение музыки, запись переговоров (в сочетании с телефоном) и др.
В 1878 году Эдисон обратился к проблеме электрического освещения и, проведя за один год более 6 тысяч опытов в поисках материала для лампы накаливания, создал в 1879 году первую пригодную для коммерческого производства лампу с угольной нитью, сконструировал для нее патрон и цоколь. Эдисон создал сверхмощный электрогенератор и участвовал в сооружении и пуске в Нью-Йорке первой в мире центральной тепловой электростанции с разветвленной сетью подачи электроэнергии для освещения и других нужд (1881). Помимо этого, Эдисон изобрел щелочной железо-никелевый аккумулятор, предохранитель, поворотный выключатель, мегафон.
В 1891 году Эдисон получил патент на кинетоскоп — аппарат для демонстрации последовательных фотографий движущихся предметов. Купив патент на проектор, изобретенный Т. Арматом, осуществил 23 апреля 1896 года в Нью-Йорке первый публичный показ кинофильма, а в 1913 году продемонстрировал кинофильм с синхронным звуковым сопровождением.
Во время Первой мировой войны Эдисон возглавлял консультационный совет ВМС США. Участвовал в создании лекарственных препаратов, красителей и других материалов, ранее импортировавшихся из Германии; разработал процесс получения синтетического фенола и жидких продуктов перегонки каменного угля, необходимых для производства взрывчатых веществ.
Несмотря на почтенный возраст, Эдисон проводил за работой многие часы, занимаясь усовершенствованием беспроволочного телеграфа, радио, силового электрооборудования, киноаппаратуры, автомобилей и самолетов. Всего Эдисон запатентовал более 1000 изобретений.
Умер Эдисон в Вест-Ориндже 18 октября 1931 года.
Эйнштейн, Альберт (Einstein, Albert) (1879–1955), физик-теоретик, один из основоположников современной физики. Известен прежде всего как автор теории относительности. Эйнштейн также внес значительный вклад в создание квантовой механики, развитие статистической физики и космологии. Лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года («за объяснение фотоэлектрического эффекта»).
Родился 14 марта 1879 года в Ульме (Вюртемберг, Германия) в семье мелкого коммерсанта. К 16 годам Эйнштейн овладел основами математики, включая дифференциальное и интегральное исчисления.
В 1896 году Эйнштейн стал студентом Цюрихского политехникума.
После выпускного экзамена в 1900 году Эйнштейн в течение двух лет не имел постоянного места работы. Недолгое время он преподавал физику в Шаффгаузене, давал частные уроки, а затем по рекомендации друзей получил место технического эксперта в Швейцарском патентном бюро в Берне. В этом «светском монастыре» Эйнштейн проработал 7 лет (1902–1907) и считал это время самым счастливым и плодотворным периодом в своей жизни.
Хронологически первыми были исследования Эйнштейна по молекулярной физике (начало им было положено в 1902 году), посвященные проблеме статистического описания движения атомов и молекул и взаимосвязи движения и теплоты. В статье 1905 года «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц» он с помощью статистических методов показал, что между скоростью движения взвешенных частиц, их размерами и коэффициентами вязкости жидкостей существует количественное соотношение, которое можно проверить экспериментально. Эйнштейн придал законченную математическую форму статистическому объяснению этого явления, представленному ранее польским физиком М. Смолуховским. Закон броуновского движения Эйнштейна был полностью подтвержден в 1908 году опытами французского физика Ж. Перрена. Работы по молекулярной физике доказывали правильность представлений о том, что теплота есть форма энергии неупорядоченного движения молекул. Одновременно они подтверждали атомистическую гипотезу, а предложенный Эйнштейном метод определения размеров молекул и его формула для броуновского движения позволяли определить количество молекул.
Если работы по теории броуновского движения продолжили и логически завершили предшествовавшие труды в области молекулярной физики, то работы по теории света, тоже базировавшиеся на сделанном ранее открытии, носили поистине революционный характер. В своем учении Эйнштейн опирался на гипотезу, выдвинутую в 1900 году М. Планком, о квантовании энергии материального осциллятора. Но Эйнштейн пошел дальше и постулировал квантование самого светового излучения, рассматривая последнее как поток квантов света, или фотонов (фотонная теория света). Это позволяло простым способом объяснить фотоэлектрический эффект — выбивание электронов из металла световыми лучами, явление, обнаруженное в 1886 году Г. Герцем и не укладывавшееся в рамки волновой теории света. Девять лет спустя предложенная Эйнштейном интерпретация была подтверждена исследованиями американского физика Милли-кена, а в 1923 году реальность фотонов стала очевидной с открытием эффекта Комптона (рассеяние рентгеновских лучей на электронах, слабо связанных с атомами). В научном отношении гипотеза световых квантов составила целую эпоху. Без нее не могли бы появиться знаменитая модель атома Н. Бора (1913) и гениальная гипотеза «волн материи» Луи де Бройля (начало 1920-х годов).
В том же 1905 году была опубликована работа Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел». В ней излагалась специальная теория относительности, которая обобщала ньютоновские законы движения и переходила в них при малых скоростях движения (v << c). В основе теории лежали два постулата: специальный принцип относительности, являющийся обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические явления (в любых инерциальных, то есть движущихся без ускорения системах все физические процессы — механические, электрические, тепловые и т. д. — протекают одинаково), и принцип постоянства скорости света в вакууме. Это привело к ломке многих основополагающих понятий (абсолютность пространства и времени), установлению новых пространственно-временных представлений (относительность длины, времени, одновременности событий). Минковский, создавший математическую основу теории относительности, высказал мысль, что пространство и время должны рассматриваться как единое целое (обобщение евклидова пространства, в котором роль четвертого измерения играет время). Разным эквивалентным системам отсчета соответствуют разные «срезы» пространства-времени.
Исходя из специальной теории относительности Эйнштейн в том же 1905 году открыл форму взаимосвязи массы и энергии. Из нее следует, что любой перенос энергии связан с переносом массы. Эта формула трактуется так же, как выражение, описывающее «превращение» массы в энергию. Именно на этом представлении основано объяснение так называемого «дефекта массы». В конце 1909 года Эйнштейн получил место экстраординарного профессора теоретической физики Цюрихского университета. Здесь он преподавал только три семестра, затем последовало почетное приглашение на кафедру теоретической физики Немецкого университета в Праге.
Исходя из своего принципа относительности он в 1911 году в статье «О влиянии силы тяжести на распространение света» заложил основы релятивистской теории тяготения, высказав мысль, что световые лучи, испускаемые звездами и проходящие вблизи Солнца, должны изгибаться у его поверхности. Таким образом, предполагалось, что свет обладает инерцией и в поле тяготения Солнца должен испытывать сильное гравитационное воздействие. Летом 1912 года Эйнштейн вернулся в Цюрих, где в Высшей технической школе была создана кафедра математической физики. Здесь он занялся разработкой математического аппарата, необходимого для дальнейшего развития теории относительности. В этом ему помогал его ученик Марсель Гросман. Плодом их совместных усилий стал труд «Проект обобщенной теории относительности и теории тяготения». В Берлин Эйнштейн прибыл в апреле 1914 года, будучи уже членом Академии наук (1913), и приступил к работе в созданном Гумбольдтом университете — крупнейшем высшем учебном заведении Германии. Здесь он провел 19 лет — читал лекции, вел семинары, регулярно участвовал в работе коллоквиума, который во время учебного года раз в неделю проводился в Физическом институте.
В 1915 году Эйнштейн завершил создание общей теории относительности. Всего через год после опубликования работы по общей теории относительности Эйнштейн представил еще одну работу, имеющую революционное значение. Поскольку не существует пространства и времени без материи, то есть без вещества и поля, отсюда с необходимостью следует, что Вселенная должна быть пространственно конечной. В 1916–1917 годах вышли работы Эйнштейна, посвященные квантовой теории излучения. В них он рассмотрел вероятности переходов между стационарными состояниями атома (теория Н. Бора) и выдвинул идею индуцированного излучения. Эта концепция стала теоретической основой современной лазерной техники.
Середина 1920-х годов ознаменовалась в физике созданием квантовой механики. Несмотря на то что идеи Эйнштейна во многом способствовали ее становлению, вскоре обнаружились значительные расхождения между ним и ведущими представителями квантовой механики. Эйнштейн не мог примириться с тем, что закономерности микромира носят лишь вероятностный характер. Между тем политическая ситуация в Германии становилась все более напряженной. Вскоре началась планомерная кампания против создателя теории относительности. В начале 1933 года Эйнштейн находился в Пасадене, и после прихода Гитлера к власти он никогда более не ступал на немецкую землю. В марте 1933 года заявил о своем выходе из Прусской академии наук и отказался от прусского гражданства.
С октября 1933 года Эйнштейн приступил к работе в Принстонском университете, а вскоре получил американское гражданство, одновременно оставаясь гражданином Швейцарии. Ученый продолжал свои работы по теории относительности; большое внимание уделял попыткам создания единой теории поля.
Находясь в США, ученый старался любыми доступными ему средствами оказывать моральную и материальную поддержку немецким антифашистам. Его очень беспокоило развитие политической ситуации в Германии. Эйнштейн опасался, что после открытия деления ядра Ганом и Штрассманом у Гитлера появится атомное оружие. Тревожась за судьбу мира, Эйнштейн направил президенту США Ф. Рузвельту свое знаменитое письмо, которое побудило последнего приступить к работам по созданию атомного оружия.
После окончания второй мировой войны Эйнштейн включился в борьбу за всеобщее разоружение. На торжественном заседании сессии ООН в Нью-Йорке в 1947 году он заявил об ответственности ученых за судьбы мира, а в 1948 году выступил с обращением, в котором призывал к запрещению оружия массового поражения. Мирное сосуществование, запрещение ядерного оружия, борьба против пропаганды войны — эти вопросы занимали Эйнштейна в последние годы его жизни не меньше, чем физика.
Умер Эйнштейн в Принстоне (США) 18 апреля 1955 года. Его прах был развеян друзьями в месте, которое должно навсегда остаться неизвестным.
Нейман, Джон фон (Neumann John von) (1903–1957), американский математик. Родился 3 декабря 1903 года в Будапеште. В 1926 году окончил Будапештский университет, получил степень доктора философии. Продолжил математические исследования в Геттингене, Берлине и Гамбурге. В 1931–1933 годах работал в Принстонском университете — сначала в качестве лектора, а затем профессора математической физики. В 1933 году перешел в Институт перспективных исследований в Принстоне; оставался профессором этого института до конца жизни. Во время второй мировой войны Нейман принимал участие в различных оборонных проектах, в том числе в создании атомной бомбы.
Джон фон Нейман внес значительный вклад в развитие многих областей математики. Первые его работы, написанные под влиянием Д. Гильберта, посвящены основаниям математики. Когда К. Гедель показал неосуществимость предложенной Гильбертом программы, Нейман оставил исследования в этой области и занялся функциональным анализом и его применением к квантовой механике. Нейману принадлежит строгая математическая формулировка принципов квантовой механики, в частности ее вероятностная интерпретация; его труд «Математические основы квантовой механики» (Mathematical Foundations of Quantum Mechanics, 1932) считается классическим. В 1932 году Нейман доказал эквивалентность волновой и матричной механики. Исследование оснований квантовой механики побудило его к более глубокому изучению теории операторов и созданию теории неограниченных операторов.
Труды Неймана оказали влияние на экономическую науку. Ученый стал одним из создателей теории игр — области математики, которая занимается изучением ситуаций, связанных с принятием оптимальных решений. Приложение теории игр к решению экономических задач оказалось не менее значимым, чем сама теория. Результаты этих исследований были опубликованы в работе «Теория игр и экономическое поведение» (The Theory of Games and Economic Behavior), написанной совместно с экономистом О. Моргенштерном в 1944 году. Третья область науки, на которую оказало влияние творчество Неймана, — теория вычислительных машин и аксиоматическая теория автоматов. Настоящим памятником его достижениям являются сами компьютеры, принципы действия которых были разработаны именно Нейманом (отчасти в совместно с Г. Голдстайном).
Умер Нейман в Вашингтоне 8 февраля 1957 года.
