Книга: 100 великих открытий российской науки
Назад: Весомость света
Дальше: Подъёмная сила

Вектор Умова

Эйнштейну приписывают формулу Е = mс2, которая была выведена задолго до него. Анри Пуанкаре в статье «Теория Лоренца и принцип противодействия» (1900) показал, что энергия излучения обладает массой М = Е/с2. Но и это не самое раннее появление данного соотношения.
Не могу сказать, кто первым его вывел (по-видимому, из уравнений Д. Максвелла). Н.А. Умов в работе «Уравнения движения энергии в телах» (1874) отметил: элементарное количество энергии «является эквивалентной массе как теплота и механическая энергия, и коэффициент эквивалентности представляется квадратом скорости света». У него уравнение имело такой вид: Е= kmс2, где коэффициент близок к единице.
Эйнштейн использовал и толковал эту формулу в рамках своей теории относительности. Но это нельзя считать открытием. Главное – вывести соотношение взаимных переходов массы и энергии при участии скорости света, а толковать его можно по-разному.
Впрочем, в некоторых формулах содержание более ёмкое, чем предполагает автор. Следуя примитивному и традиционному здравому смыслу, приходишь к выводу, что эта формула предполагает двуединство разных субстанций – энергии и материи, способных к взаимному переходу. Этот переход в полной мере демонстрирует аннигиляция, реакция частицы с античастицей.
Ни Умов, ни Пуанкаре, ни Эйнштейн не предполагали такой возможности. Каждый учёный размышляет на уровне знаний своего времени. Только немногим удаётся перейти на более высокий уровень познания.
…Николай Алексеевич Умов (1846–1915), окончивший Московский университет, был оставлен там для подготовки к профессорскому званию. Работы «Теория термомеханических явлений в твёрдых и упругих телах» (1871) и «Уравнения движения энергии в телах» обеспечили ему звание профессора Новороссийского университета (Одесса). После смерти А.Г. Столетова, с 1896 года Умов возглавил кафедру физики в Московском университете. Был президентом Московского общества испытателей природы.

 

Н.А. Умов

 

Умов ввёл понятие о потоке энергии («вектор Умова»); создал ряд важных работ по земному магнетизму; решил в общем виде задачу о распределении электрических токов по поверхности проводников (завершил её Кирхгоф). Исследовал явление растворения солей, диффузию водных растворов, оптику мутных сред, создав ряд приборов. В последние годы написал ряд работ по специальной теории относительности и квантовой теории.
Понятие о потоке энергии остаётся главным его теоретическим достижением. Физик Д.Д. Гуло так сформулировал первую теорему Умова: «Изменение количества энергии в некотором объёме за единицу времени равно полному потоку энергии через поверхность, ограничивающему объём, с обратным знаком».
Вторая теорема Умова: «Нормальный поток энергии через любую элементарную площадку внутри упругого тела равен произведению напряжения, испытываемого площадкой, на скорость её движения в направлении силы упругости. […]
Из теоремы Умова следует, что поскольку с волной связан поток энергии, волна любой природы, падая на препятствие, должна оказывать на него давление. Этот вывод относится и к электромагнитным волнам».
Идеи, которые высказал в своей диссертации Умов, не нашли должного отклика в научной среде. Докторский диспут длился около шести часов. Были не всегда справедливые критические замечания. Возможно, это отбило у молодого учёного желание продолжить данное исследование. Он занялся изучением земного магнетизма.
Английский физик Дж. Пойнтинг в 1884 году опубликовал статью, в которой, развивая идеи Умова (знал ли он о них, неизвестно), создал теорию движения в потоке электромагнитной энергии. Он вывел принцип, называемый вектором Пойнтинга: «Энергия в любой точке движется перпендикулярно к плоскости, содержащей линии электрических и магнитных сил… Количество энергии, проходящей через единицу поверхности этой плоскости в секунду, равно произведению величин этих двух сил, умноженному на синус угла между ними».
Немецкий физик Ф. Ауэрбах в книге «История развития современной физики» (1910) сформулировал «вектор Пойнтинга», хотя справедливости ради отметил: «Умов – 1874, Пойнтинг – 1884». В таком случае непонятно, почему не вектор Умова?
В 1891 году немолодой уже Умов написал очерк «Агапэ». Это греческое слово означает любовь к человеку как доброжелательность, сострадание. Он стремился пробуждать в людях такое чувство. В свою записную книжку занёс: «Обыкновенно люди просто живут; высшая культура состоит в том, что люди не только живут, но и оправдывают свою жизнь». Таким был его жизненный принцип.
…Век Науки предопределил наступление эпохи Техники. Теперь стали преобладать разработчики конкретных проблем. Профессионалы становились узкими специалистами. Научные идеи активно воплощались в технические проекты. Появились разнообразные машины и механизмы, сложные технологии. Техника ХХ века достигла высочайшего уровня совершенства и разнообразия – от невидимых глазом изделий до сверхмощных гигантов на море, на суше, под землей, в воздухе и в космосе. Количество машин стало исчисляться в сотнях миллионов штук. Техника властно вторглась в биосферу, где миллиарды лет господствовали живые организмы.
После Первой мировой войны не только создателями новой техники, но и творцами научных открытий всё чаще становились группы учёных, использующих сложнейшие научные приборы и технологии.
Назад: Весомость света
Дальше: Подъёмная сила