Статья: Российские нобелевские лауреаты

1973 г., например, премия по физиологии и медицине была присуждена трем

этологам, а в 1974 г. – за инициативные исследования в радиоастрофизике.

Премия по физике в 1978 г. была присвоена за открытие микроволнового

космического фонового излучения, что также являет собой пример возрастающей

либерализации в вопросах присуждения наград.

В течение 25 лет, когда автор статьи был профессором Каролинского института,

он выполнял обязанности члена и председателя Нобелевского комитета.

Впоследствии в качестве президента, а затем – генерального секретаря Шведской

королевской академии наук автор имел счастье в течение 10 лет принимать

участие в рассмотрении работ по физике, химии и экономике. На протяжении

указанного 35-летнего периода автор непосредственно мог наблюдать, с какой

деликатностью члены жюри по присуждению премий в областях науки и техники

подходят к выполнению своей миссии, был очевидцем кропотливого труда

специалистов при вынесении решений о присуждении премии.

Принимая участие в работе, связанной с присуждением Нобелевских премий, автор

часто отвечал на вопросы представителей различных организаций, касавшиеся

процесса выбора Нобелевского лауреата и образования новых международных

премий. Обычно в этих случаях давались три частных совета. Во-первых, следует

тщательно определять предмет обсуждения, чтобы можно было сделать надлежащие

оценки. Мы знаем, как чрезвычайно трудно бывает сделать выбор даже в такой

«сложившейся науке», как физика. Во-вторых, следует иметь достаточно времени

для самого процесса выбора. В-третьих, потребуется достаточный фонд, чтобы

покрывать издержки, которые обусловлены работой по выбору награжденных, т.к.

это потребует привлечения большого круга специалистов. Действительно,

стоимость выбора Нобелевских лауреатов, организации и проведения церемонии

вручения наград становится соизмеримой со стоимостью самих Нобелевских

премий.

Нобелевские премии представляют собой уникальные награды и являются особо

престижными. Часто задают вопрос, почему эти премии приковывают к себе

намного больше внимания, чем любые другие награды XX в. Одной из причин может

быть тот факт, что они были введены своевременно и что они отмечали некоторые

принципиальные исторические изменения в обществе. Альфред Нобель был

подлинным интернационалистом, и с самого основания премий его имени

интернациональный характер наград производил особое впечатление. Строгие

правила выбора лауреатов, которые начали применяться с момента учреждения

премий, также сыграли свою роль в признании важности рассматриваемых наград.

Как только в декабре заканчиваются выборы лауреатов текущего года, начинается

подготовка к выборам лауреатов следующего года. Подобная круглогодичная

деятельность, в которой участвует столько интеллектуалов из всех стран мира,

ориентирует ученых, писателей и общественных деятелей на работу в интересах

развития общества, которая предшествует присуждению премий за «вклад в

общечеловеческий прогресс».

2. Нобелевские лауреаты по физике

2.1. ТАММ, Игорь

8 июля 1895 г. – 12 апреля 1971 г.

Нобелевская премия по физике, 1958 г.совместно с Павлом Черенковым и Ильей

Франком

Русский физик Игорь Евгеньевич Тамм родился на побережье Тихого океана во

Владивостоке в семье Ольги (урожденной Давыдовой) Тамм и Евгения Тамма,

инженера-строителя. В 1913 г. он закончил гимназию в Елизаветграде (ныне

Кировоград) на Украине, куда семья переехала в 1901 г.. Он выезжал учиться в

Эдинбургский университет, где провел год (с той поры у него сохранился

шотландский акцент в английском произношении); затем он вернулся в Россию,

где окончил физический факультет Московского государственного университета и

получил диплом в 1918 г. Еще старшекурсником он в качестве вольнонаемного

медицинской службы участвовал в первой мировой войне и вел активную

деятельность в елизаветградской городской управе.

В 1919 г. Т. начал свою деятельность как преподаватель физики сначала и

Крымском университете в Симферополе, а позднее в Одесском политехническом

институте. Переехав в Москву в 1922 г., он в течение трех лет преподавал в

Коммунистическом университете им. Свердлова. В 1923 г. он перешел на

факультет теоретической физики 2-го Московского университета и занимал там с

1927 по 1929 г. должность профессора. В 1924 г. он одновременно начал читать

лекции в Московском государственном университете, где с 1930 по 1937 г. был

профессором и заведующим кафедрой теоретической физики. Там он в 1933 г.

получил степень доктора физико-математических наук, тогда же стал членом-

корреспондентом Академии наук СССР. Когда Академия в 1934 г. переехала из

Ленинграда (ныне Санкт-Петербург) в Москву, Т. стал заведующим сектором

теоретической физики академического Института им. П.Н. Лебедева, и этот пост

он занимал до конца жизни.

Электродинамика анизотропных твердых тел (т.е. таких, которые обладают самыми

различными физическими свойствами и характеристиками) и оптические свойства

кристаллов – таковы первые области научных исследований Т., которые он

проводил под руководством Леонида Исааковича Мандельштама, профессора

Одесского политехнического института в начале 20-х гг., выдающегося

советского ученого, внесшего вклад во многие разделы физики, особенно в

оптику и радиофизику. Т. поддерживал тесную связь с Мандельштамом вплоть до

смерти последнего в 1944 г. Обратившись к квантовой механике, Т. объяснил

акустические колебания и рассеяние света в твердых средах. В этой работе

впервые была высказана идея о квантах звуковых волн (позднее названных

«фононами»), оказавшаяся весьма плодотворной во многих других разделах физики

твердого тела.

В конце 20-х гг. важную роль в новой физике играла релятивистская квантовая

механика. Английский физик П.А. М. Дирак развил релятивистскую теорию

электрона. В этой теории, в частности, предсказывалось существование

отрицательных энергетических уровней электрона – концепция, отвергавшаяся

многими физиками, поскольку позитрон (частица, во всем тождественная

электрону, но несущая положительный заряд) еще не был обнаружен

экспериментально. Однако Т. доказал, что рассеяние низкоэнергетических

квантов света на свободных электронах происходит через промежуточные

состояния электронов, находящихся при этом в отрицательных энергетических

уровнях. В результате он показал, что отрицательная энергия электрона

является существенным элементом теории электрона, предложенной Дираком.

Т. сделал два значительных открытия в квантовой теории металлов, популярной в

начале 30-х гг. Вместе со студентом С. Шубиным он сумел объяснить

фотоэлектрическую эмиссию электронов из металла, т.е. эмиссию, вызванную

световым облучением. Второе открытие – установление, что электроны вблизи

поверхности кристалла могут находиться в особых энергетических состояниях,

позднее названных таммовскими поверхностными уровнями, что в дальнейшем

сыграло важную роль при изучении поверхностных эффектов и контактных свойств

металлов и полупроводников.

Одновременно он начал проводить теоретические исследования в области атомного

ядра. Изучив экспериментальные данные, Т. и С. Альтшуллер предсказали, что

нейтрон, несмотря на отсутствие у него заряда, обладает отрицательным

магнитным моментом (физическая величина, связанная, помимо прочего, с зарядом

и спином). Их гипотеза, к настоящему времени подтвердившаяся, в то время

расценивалась многими физиками-теоретиками как ошибочная. В 1934 г. Т.

попытался объяснить с помощью своей так называемой бета-теории природу сил,

удерживающих вместе частицы ядра.

Согласно этой теории, распад ядер, вызванный испусканием бета-частиц

(высокоскоростных электронов), приводит к появлению особого рода сил между

любыми двумя нуклонами (протонами и нейтронами). Используя работу Энрико

Ферма по бета-распаду, Т. исследовал, какие ядерные силы могли бы возникнуть

при обмене электронно-нейтринными парами между любыми двумя нуклонами, если

такой эффект имеет место. Он обнаружил, что бета-силы на самом деле

существуют, но слишком слабы, чтобы выполнять роль «ядерного клея». Год

спустя японский физик Хидеки Юкава постулировал существование частиц,

названных мезонами, процесс обмена которыми (а не электронами и нейтрино, как

предполагал Т.) обеспечивает устойчивость ядра.

В 1936...1937 гг. Т. и Илья Франк предложили теорию, объяснявшую природу

излучения, которое обнаружил Павел Черенков, наблюдая преломляющие среды,

подверженные воздействию гамма-излучения. Хотя Черенков описал данное излучение

и показал, что это не люминесценция, он не смог объяснить его происхождение. Т.

и Франк рассмотрели случай электрона, движущегося быстрее, чем свет в среде.

Хотя в вакууме такое невозможно, данное явление возникает и преломляющей среде,

поскольку фазовая скорость света в среде равна 3·108 метров в

секунду, деленная на показатель преломления данной среды. В случае воды,

показатель преломления которой равен 1,333, характерное голубое свечение

возникает, когда скорость соответствующих электронов превосходит 2,25·108

метров в секунду (фазовая скорость света в воде).

Следуя этой модели, оба физика сумели объяснить излучение Черенкова

(известное в Советском Союзе как излучение Вавилова – Черенкова в знак

признания работы, проделанной руководителем Черенкова и Т. физиком С.И.

Вавиловым). Т., Черенков и Франк проверили также и другие предсказания данной

теории, которые нашли свое экспериментальное подтверждение. Их работа привела

в конце концов к развитию сверхсветовой оптики, нашедшей практическое

применение в таких областях, как физика плазмы. За свое открытие Т., Франк,

Черенков и Вавилов получили в 1946 г. Государственную премию СССР.

Т., Франку и Черенкову в 1958 г. была присуждена Нобелевская премия по физике

«за открытие и истолкование эффекта Черенкова». При презентации лауреатов

Манне Сигбан, член Шведской королевской академии наук, напомнил, что, хотя

Черенков «установил общие свойства вновь открытого излучения, математическое

описание данного явления отсутствовало». Работа Т. и Франка, сказал он далее,

дала «объяснение... которое, помимо простоты и ясности, удовлетворяло еще и

строгим математическим требованиям». Как это ни парадоксально, сам Т. никогда

не причислял работу, за которую получил премию, к своим наиболее важным

достижениям.

После завершения работы над излучением Черенкова Т. вернулся к исследованиям

ядерных сил и элементарных частиц. Он предложил приближенный квантово-

механический метод для описания взаимодействия элементарных частиц, скорости

которых близки к скорости света. Развитый далее русским химиком П.Д. Данковым

и известный как метод Тамма – Данкова, он широко используется в теоретических

исследованиях взаимодействия типа нуклон – нуклон и нуклон – мезон. Т. также

разработал каскадную теорию потоков космических лучей. В 1950 г. Т. и Андрей

Сахаров предложили метод удержания газового разряда с помощью мощных

магнитных полей – принцип, который до сих пор лежит у советских физиков в

основе желаемого достижения контролируемой термоядерной реакции (ядерного

синтеза). В 50-е и 60-е гг. Т. продолжал разрабатывать новые теории в области

элементарных частиц и пытался преодолеть некоторое фундаментальные трудности

существующих теорий.

За свою долгую деятельность Т. сумел превратить физическую лабораторию

Московского государственного университета в важный исследовательский центр и

ввел квантовую механику и теорию относительности в учебные планы по физике на

всей территории Советского Союза. Кроме того, признанный физик-теоретик

принимал деятельное участие в политической жизни страны. Он твердо выступал

против попыток правительства диктовать свою политику Академии наук СССР и

против бюрократического контроля над академическими исследованиями,

следствием которого являлось, как правило, разбазаривание ресурсов и

человеческой энергии. Несмотря на откровенные критические высказывания и на

то, что он не был членом КПСС, Т. в 1958 г. был включен в советскую делегацию

на Женевскую конференцию по вопросам запрещения испытаний ядерного оружия. Он

был активным членом Пагуошского движения ученых.

Высоко ценимый коллегами за теплоту и человечность, Т. характеризовался

газетой «Вашингтон пост» после интервью, данного им американскому телевидению

в 1963 г., не как «владеющий словом пропагандист или умеющий постоять за себя

дипломат, не как самодовольный мещанин, но как высококультурный ученый,

заслуги которого позволяют ему иметь широту взглядов и свободу их выражения,

недоступные для многих его соотечественников». В этом интервью Т.

охарактеризовал взаимное недоверие между Соединенными Штатами и Советским

Союзом как главное препятствие к подлинному сокращению вооружений и настаивал

на «решительном изменении политического мышления, которое должно исходить из

того, что недопустима никакая война».

Т. женился на Наталии Шуйской в 1917 г. У них сын и дочь. Он умер в Москве 12

апреля 1971 г.

В 1953 г. Т. был избран действительным членом Академии наук СССР. Он являлся

также членом Польской академии наук. Американской академии наук и искусств и

Шведского физического общества. Он был награжден двумя орденами Ленина и

орденом Трудового Красного Знамени и был Героем Социалистического Труда. В

1929 г. Т. написал популярный учебник «Основы теории электричества», который

многократно переиздавался.

2.2. БАСОВ, Николай

14 декабря 1922 г. – 1 июля 2001 г.

Нобелевская премия по физике, 1964 г.совместно с Александром Прохоровым и

Чарлзом Х. Таунсом

Русский физик Николай Геннадиевич Басов родился в деревне (ныне городе)

Усмань, вблизи Воронежа, в семье Геннадия Федоровича Басова и Зинаиды

Андреевны Молчановой. Его отец, профессор Воронежского лесного института,

специализировался на влиянии лесопосадок на подземные воды и поверхностный

дренаж. Окончив школу в 1941 г., молодой Б. пошел служить в Советскую Армию.

Во время второй мировой войны он прошел подготовку на ассистента врача в

Куйбышевской военно-медицинской академии и был прикомандирован к Украинскому

фронту.

После демобилизации в декабре 1945 г. Б. изучал теоретическую и

экспериментальную физику в Московском инженерно-физическом институте. В 1948

г., за два года до окончания института, он стал работать лаборантом в

Физическом институте им. П.Н. Лебедева АН СССР в Москве. Получив диплом, он

продолжал обучение под руководством М.А. Леонтовича и Александра Прохорова,

защитив кандидатскую диссертацию (аналогичную магистерской диссертации) в

1953 г. Три года спустя он стал доктором физико-математических наук, защитив

диссертацию, посвященную теоретическим и экспериментальным исследованиям

молекулярного генератора, в котором в качестве активной среды использовался

аммиак.

Основной принцип, лежащий в основе молекулярного генератора (ныне известного

как мазер, по начальным буквам английского выражения, означающего

микроволновое усиление с помощью стимулированного излучения), был впервые

разъяснен Альбертом Эйнштейном в 1917 г. Исследуя взаимодействие между

электромагнитным излучением и группой молекул в замкнутом пространстве,

Эйнштейн вывел уравнение с тремя членами, содержащее нечто неожиданное. Эти

члены описывали поглощение и испускание излучения молекулами. Специалисты по

квантовой механике показали, что электромагнитное излучение состоит из

дискретных единиц энергии, называемых фотонами, и что энергия каждого фотона

пропорциональна частоте излучения. Точно так же энергия атомов и молекул,

связанная с конфигурацией и движением их электронов, ограничена некоторыми

дискретными значениями, или энергетическими уровнями. Множество

энергетических уровней индивидуально для конкретного атома или молекулы.

Фотоны, чья энергия равна разности двух энергетических уровней, могут

поглощаться, и тогда атом или молекула переходят с более низкого на более

высокий энергетический уровень. Некоторое время спустя они спонтанно вновь

возвращаются на более низкий уровень (не обязательно на тот, с которого

стартовали) и выделяют энергию, равную разности между прежним и новым

уровнями, в виде фотона излучения.

Первые два члена в уравнении Эйнштейна связаны с уже известными процессами

поглощения и спонтанного излучения. Третий член, открытый Эйнштейном, был

связан с неизвестным тогда типом излучения. Это был переход с более высокого

на более низкий энергетический уровень, вызванный просто наличием излучения

подходящей частоты, чьи фотоны обладали энергией, равной разности между этими

двумя уровнями. Поскольку данное излучение происходит не спонтанно, а

провоцируется специальными обстоятельствами, оно было названо стимулированным

(индуцированным) излучением. Хотя это было интересное явление, его польза

была вовсе не очевидной. Физический закон, сформулированный австрийским

физиком Людвигом Больцманом, показывал, что в состоянии равновесия более

высокие энергетические уровни заняты меньшим числом электронов, чем более

низкие. Поэтому в индуцированном излучении принимает участие относительно

мало атомов.

Б. придумал способ, как использовать индуцированное излучение, чтобы усилить

поступающее излучение и создать молекулярный генератор. Чтобы добиться этого,

ему пришлось получить состояние вещества с инверсной заселенностью

энергетических уровней, увеличив число возбужденных молекул относительно

числа молекул, находящихся в основном состоянии. Этого удалось добиться с

помощью выделения возбужденных молекул, используя для этой цели неоднородные

электрические и магнитные поля. Если после этого облучить вещество излучением

нужной частоты, чьи фотоны обладают энергией, равной разности между

возбужденным и основным состояниями молекул, то возникает индуцированное

излучение той же частоты, усиливающее подающий сигнал. Затем ему удалось

создать генератор, направляя часть излучаемой энергии на то, чтобы возбудить

больше молекул и получить еще большую активизацию излучения. Полученный

прибор был не только усилителем, но и генератором излучения с частотой, точно

определяемой энергетическими уровнями молекулы.

На Всесоюзной конференции по радиоспектроскопии в мае 1952 г. Б. и Прохоров

предложили конструкцию молекулярного генератора, основанного на инверсной

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8



Реклама
В соцсетях
бесплатно скачать рефераты бесплатно скачать рефераты бесплатно скачать рефераты бесплатно скачать рефераты бесплатно скачать рефераты бесплатно скачать рефераты бесплатно скачать рефераты