Русская Википедия:Исивара, Дзюн

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Однофамильцы Шаблон:Учёный Шаблон:Нихонго — японский физик-теоретик, автор работ по электронной теории металлов, теории относительности и квантовой теории. Будучи единственным японским учёным, внесшим оригинальный вклад в старую квантовую теориюШаблон:Sfn, в 1915 году независимо от других учёных сформулировал правила квантования для систем с несколькими степенями свободы.

Биография

Дзюн Исивара родился в семье христианского священника Рё Исивары (Ryo Ishiwara) и Тисэ Исивары (Chise Ishiwara). В 1906 году он завершил обучение на кафедре теоретической физики Токийского университета, где был учеником Хантаро Нагаоки. С 1908 года Исивара преподавал в школе артиллерийских инженеров, а в 1911 году получил место доцента в Школе наук университета Тохоку. С апреля 1912 по май 1914 года он стажировался в Европе — в Мюнхенском университете, Цюрихском политехникуме и Лейденском университете, где работал с Арнольдом Зоммерфельдом и Альбертом Эйнштейном. После возвращения на родину Исивара получил должность профессора в университете Тохоку, а в 1919 году за свою научную деятельность был удостоен Императорской премии Японской академии наукШаблон:SfnШаблон:Sfn.

С 1918 года научная активность Исивары начала уменьшаться. В 1921 году из-за любовной связи он был вынужден взять отпуск в университете, а два года спустя окончательно ушёл в отставку. С этих пор он посвятил себя в основном писательству и научной журналистике (в этой области он был одним из пионеров в Японии), из-под его пера вышло много популярных книг и статей, рассказывавших о последних достижениях наукиШаблон:SfnШаблон:Sfn. В конце 1922 года у Исивары останавливался Эйнштейн во время своего визита в Японию; японский учёный записал и опубликовал ряд выступлений своего великого коллеги, в том числе его киотскую речь, в которой тот впервые подробно рассказал о своём пути к созданию теории относительности[1]. Большой популярностью среди молодых учёных и специалистов пользовалась двухтомная монография Исивары «Фундаментальные проблемы физики»; он также редактировал первое полное собрание работ Эйнштейна, вышедшее в японском переводе в 1922—1924 годах. Кроме того, Исивара получил известность как поэт, писавший стихотворения в жанре танка. Незадолго до начала Второй мировой войны он выступал в прессе с критикой правительственного контроля над наукойШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Научная деятельность

Теория относительности

Исивара был одним из первых японских учёных, обратившихся к теории относительности; ему принадлежит первая в Японии научная статья на эту темуШаблон:Sfn. В 1909—1911 годах он исследовал в рамках этой теории ряд конкретных задач, связанных с динамикой электронов, распространением света в движущихся объектах и вычислением тензора энергии-импульса электромагнитного поля. В 1913 году на основе принципа наименьшего действия он вывел выражение для этого тензора, ранее полученное Германом МинковскимШаблон:Sfn. Исивара принял непосредственное участие в дискуссиях первой половины 1910-х годов, предшествовавших созданию общей теории относительности. Опираясь на скалярную теорию гравитации, предложенную Максом Абрагамом, и исходя из популярного в то время представления об электромагнитном происхождении материи, японский физик разработал собственную теорию, в которой попытался объединить электромагнитное и гравитационное поля, а точнее вывести второе из первого. Предположив, что скорость света является переменной величиной и переписав соответствующим образом уравнения Максвелла, он показал, что такое представление приводит к появлению в законе сохранения энергии-импульса дополнительных членов, которые можно трактовать как гравитационный вклад. Полученный результат находился в согласии с теорией Абрагама, однако в дальнейшем Исивара развивал свою теорию уже в направлении согласования её с теорией относительности[2][3]. Учёный также предпринимал попытки построить пятимерную теорию для объединения гравитационного и электромагнитного полейШаблон:Sfn.

Квантовая физика

В первой работе, посвящённой проблемам квантовой физики (1911), Исивара вывел формулу Планка и попытался обосновать волновые свойства излучения на основе предположения, что оно состоит из световых квантов. Тем самым он предвосхитил некоторые идеи Луи де Бройля и Сатьендраната Бозе. В том же 1911 году японский учёный высказался в поддержку гипотезы световых квантов, как возможного объяснения природы рентгеновских и гамма-лучейШаблон:SfnШаблон:Sfn.

В 1915 году Исивара стал первым незападным учёным, сославшимся в опубликованной работе на атомную теорию БораШаблон:Sfn. 4 апреля 1915 года он представил в Токийское математико-физическое общество статью «Универсальное значение кванта действия» (Шаблон:Lang-de), в которой попытался объединить идеи Макса Планка об элементарных ячейках в фазовом пространстве, представление о квантовании углового момента в боровской модели атома и гипотезу Арнольда Зоммерфельда об изменении интеграла действия в квантовых процессах. Японский учёный выдвинул предположение, что движение квантовой системы, имеющей <math>j</math> степеней свободы, должно удовлетворять следующему среднему соотношению между величинами координат (<math>q_i</math>) и соответствующих импульсов (<math>p_i</math>): <math>\frac{1}{j} \sum_{i=1}^j \int{p_i dq_i}=h</math>, где <math>h</math> — постоянная Планка. Исивара показал, что эта новая гипотеза может быть использована для воспроизведения известных на тот момент квантовых эффектов. Так, ему удалось получить выражение для квантования углового момента в атоме Бора с учётом эллиптичности орбит электронов, хотя из его теории следовала необходимость принять заряд ядра атома водорода равным двум элементарным зарядам. В качестве второго приложения выдвинутой гипотезы Исивара рассмотрел проблему фотоэффекта, получив линейную связь между энергией электрона и частотой излучения в соответствии с формулой ЭйнштейнаШаблон:SfnШаблон:Sfn. Позже в том же 1915 году Исивара выдвинул другую гипотезу, согласно которой в стационарном состоянии произведение энергии атома на период движения электрона должно равняться целому числу постоянных ПланкаШаблон:Sfn. В 1918 году он связал выдвинутый тремя годами ранее постулат с теорией адиабатических инвариантовШаблон:Sfn.

Примерно в то же время аналогичные правила квантования систем многих степеней свободы были независимо получены Уильямом Уилсоном и Зоммерфельдом и обычно называются квантовыми условиями Зоммерфельда[4]. Причиной ошибки Исивары, проявившейся при расчёте водородного атома, по-видимому, было лишнее усреднение по количеству степеней свободы (деление на <math>j</math> перед суммой). В то же время его квантовое условие, отличавшееся от зоммерфельдовского наличием суммирования, обладало тем достоинством, что позволяло получать правильные результаты независимо от выбора координат. На это указал в 1917 году Эйнштейн, который, не зная о работе японского физика, вывел то же соотношение и показал, что в случае разделяющихся координат оно переходит в условия Уилсона и ЗоммерфельдаШаблон:Sfn.

Основные публикации

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Шаблон:ВС Шаблон:Добротная статья

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Шаблон:Статья
  2. ↑ Шаблон:Книга
  3. ↑ Шаблон:Книга
  4. ↑ Шаблон:Книга
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Исивара,_Дзюн&oldid=10017770