Олег Спиридонов - Людвиг Больцман: Жизнь гения физики и трагедия творца

Первым ученым, который применил гипотезу Планка к анализу других физических явлений и показал ее плодотворность для физики, был А. Эйнштейн. В то же время он пошел значительно дальше Планка в осмыслении его гипотезы. Анализируя явление фотоэффекта (испускания электронов металлами под действием света), ученые долгое время не могли найти объяснение, почему энергия фотоэлектронов не уменьшается при удалении от металлической пластинки источника света (рис. 19).

Если придерживаться волновой теории света, то при удалении источника уменьшается плотность энергии, падающей на пластинку, следовательно, можно ожидать и уменьшение энергии испускаемых электронов. Однако русский ученый А. Г. Столетов экспериментально установил, что энергия фотоэлектронов зависит не от интенсивности света, а лишь от частоты излучения ν. Удивительно простым, но находящимся в резком противоречии с классическими представлениями о волновой природе света было объяснение фотоэффекта А. Эйнштейном в 1905 г. Согласно его теории, источник света испускает кванты света определенной частоты — фотоны с энергией ε = hν, которые после испускания ведут себя как самостоятельные физические объекты. Естественно, что при этом их энергия никоим образом не зависит от удаления их от источника света. Эйнштейновское уравнение фотоэмиссии вскоре успешно прошло экспериментальную проверку. В физику вошло принципиально новое представление о квантах света — фотонах.

Быстрое экспериментальное и теоретическое подтверждение квантовой гипотезы показало ее исключительную плодотворность. Эти успехи можно несомненно рассматривать как триумф развиваемых Больцманом статистических идей. Вероятностные представления вскоре проникают в новые области физики — физику атомов и элементарных частиц. Вероятностный, статистический подход является единственно возможным для описания поведения каждой отдельной микрочастицы. Без преувеличения можно сказать, что лицо современной физики определяет именно статистическая физика.

Развитие физики блестяще подтвердило справедливость научных идей Людвига Больцмана. Нашли убедительные экспериментальные подтверждения представления об атомистическом строении материи. Глубоко прав был современник Больцмана А. Зоммерфельд, когда писал, что «квантовая теория была бы настоящим полем деятельности для атомистически устроенного больцмановского интеллекта».

С годами росло понимание величия вклада, сделанного Больцманом в развитие физики. В 1933 г. Вена взяла под свое попечительство его могилу на центральном кладбище. Ее украшает беломраморный бюст Больцмана, на постаменте выгравирована формула, впервые полученная им и являющаяся его высшим творческим достижением:

Вспоминая об изумительных по глубине мысли творениях великого физика, о его неимоверно трудной борьбе за признание справедливости созданного им, вспоминая о чистом и светлом образе рыцаря науки и ее труженика, закончим книгу о Людвиге Больцмане его же словами:

«Благодарю же тебя, дорогая тень, за то, что ты вела меня. Как легко было двигаться по крутым тропам науки при твоей заботливой поддержке. Вернись отгула, где ты пребываешь среди стольких великих душ, ты, один из величайших. Воистину, отдаленнейшие потомки наши отдадут дань восхищения великим мужам, которых породило наше столетие. Если что-либо может быть уподоблено этому восхищению, то разве лишь величайшее изумление — как то же самое столетие не смогло освободиться от такого изобилия смешного педантизма, бессмыслицы и глупых суеверий!»

В настоящее время относительной молекулярной (или атомной) массой вещества называют отношение массы молекулы (атома) данного вещества к 1/12 части массы атома углерода.

Моль — количество вещества, содержащее столько же молекул или атомов, сколько содержится атомов в углероде массой 0,012 кг.

Гносеологические — теоретико-познавательные.

Солипсизм — идеалистическое течение, объявляющее реально существующим только то, что непосредственно наблюдается в данный момент. Например, мы видим стол, следовательно, он существует, но когда мы входим в другую комнату и не видим его, реально существующего стола нет.

λ = с/ν, где λ — длина волны света, с — его скорость, ν — частота.

Из рукописного наследства Маркса // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 12. С. 737.

Энгельс Ф. Диалектика природы // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 20. С. 369.

Все цитаты Больцмана приводятся по: Больцман Л. Статьи и речи. М.: Наука, 1970.

Энгельс Ф. Введение к английскому изданию «Развития социализма от утопии к науке» // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 22. С. 307.

Энгельс Ф. Диалектика природы. М., 1969. С. 238.

Энгельс Ф. Диалектика природы. М., 1964. С. 22.

Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм // Полн. собр. соч. Т. 18. С. 304.

Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм // Полн. собр. соч. Т. 18. С. 96.