Tiểu luận về sự phát triển của vật lý tại Viện Hàn lâm Khoa học

12

TIỂU LUẬN
PHÁT TRIỂN VẬT LÝ
TẠI HỌC VIỆN KHOA HỌC

S. I. Vavilov

Nhà vật lý học xuất sắc của Liên Xô Sergei Ivanovich Vavilov, từng là Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô từ năm 1945 đến năm 1951, đã rất chú ý đến các vấn đề của lịch sử vật lý. Trong số các tác phẩm của ông có một bài báo có tựa đề “Tiểu luận về sự phát triển của vật lý tại Viện Hàn lâm Khoa học trong hơn 220 năm”. Nó được xuất bản vào năm 1945, nhân kỷ niệm thành lập Học viện, trong cuốn “Các tiểu luận về lịch sử của Viện Hàn lâm Khoa học” do Nhà xuất bản của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô xuất bản. Trong bài viết này, S.I. Vavilov mô tả sự đóng góp của các thành viên Viện Hàn lâm cho sự phát triển của vật lý Nga. Những bổ sung biên tập nhỏ cho bài viết được đưa ra trong ngoặc vuông.

“… khi tập hợp Học viện ở Nga, nơi vẫn chưa có trường đại học hay thậm chí là trường trung học, Peter chắc chắn hiểu rằng đó không thể là bản sao của Học viện Khoa học Paris và Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn. Học viện Nga không thể là đỉnh cao của thiên đường khoa học, như ở Pháp và Anh, do không có thiên đường này. bài toán của Học viện mới chủ yếu bao gồm việc tạo ra nó. Vì lý do này, một Học viện thuộc loại rất đặc biệt đã xuất hiện bên bờ sông Neva. Cùng với các cuộc họp khoa học tại mà… Bernoulli, Euler và những người khác đã đưa ra báo cáo về những vấn đề cấp bách nhất của khoa học châu Âu, tất cả các học giả đều tham gia giảng dạy ở trường đại học và trên hết là các giáo sư. Ngoài ra, các học giả được giao những công việc khó khăn hơn về nghiên cứu nước ngoài về nước Nga, bản chất, lịch sử, các dân tộc, ngôn ngữ của nước này; Sự phát triển của vật lý ở Viện Hàn lâm Khoa học trong suốt thế kỷ 18 là rất nhỏ;

Trong một thời gian dài, cho đến gần đây, đời sống khoa học của Viện hoàn toàn do nhân sự của các thành viên quyết định. Vì vậy, tất nhiên, bài luận của chúng tôi dựa trên danh sách bình luận của các thành viên Học viện…

Daniel Bernoulli (1700-1782) … trong chuyên luận nổi tiếng về thủy động lực học (ông viết ở St. Petersburg) và một loạt hồi ký dài về cơ học và âm học, đã cho thấy mình là một trong những đại diện đáng chú ý nhất của vật lý toán học. Ông đã sống 8 năm ở St. Petersburg (1725-1733), nhưng cho đến cuối đời, ông vẫn duy trì mối liên hệ kỹ thuật với Học viện…

[Daniel Bernoulli đã đưa vào cơ học nguyên lý bảo toàn “lực sống” (tổng các tích của khối lượng vật thể và bình phương vận tốc). Sự ngầm từ

13

D. Bernoulli

Dựa trên nguyên tắc này, ông đã nhận được định luật nổi tiếng mô tả sự chuyển động của chất lỏng qua đường ống.]

Johann Leitmann (1667-1736) … đảm nhận khoa cơ học và quang học tại Học viện, và ông có thể được gọi một cách chính đáng là cha đẻ của kỹ thuật quang học và cơ học chính xác ở Nga. Peter I biết đến ông là tác giả của những cuốn sách về đồng hồ và mài kính, và Peter đã tìm cách mời ông đến Nga ngay cả trước khi thành lập Học viện. Đến St. Petersburg vào năm 1726, ông sớm bắt đầu tổ chức công việc về cơ học chính xác và quang học… Có đủ lý do để nghĩ rằng sự chú ý đặc biệt và thành công trong lĩnh vực quang học thực tiễn ở St. Petersburg vào thế kỷ 18 trong các tác phẩm của Lomonosov, Kulibin, Epinus, Euler và những người khác phần lớn được quyết định bởi công trình của Viện sĩ Leitman.

Leonhard Euler vĩ đại (1707-1783) … ở Học viện St. Petersburg, đầu tiên là giáo sư sinh lý học, sau đó là vật lý và cuối cùng là toán học … Cùng với Peter I và Lomonosy, Euler đã trở thành thiên tài giỏi của Học viện chúng ta, quyết định vinh quang, sức mạnh, năng suất của nó. Tất nhiên, vật lý của Euler mờ nhạt dần trong ánh hào quang toán học của ông, nhưng bản thân nó rất ấn tượng và đáng được chú ý nhiều hơn những gì nó đã nhận được cho đến nay. Bất chấp những lỗi nghiêm trọng trong quang học sóng của Euler, chính bà là người đã chuẩn bị ra quang học Fresnel. Euler’s dioptric follants*), viết ở St. Petersburg, đánh dấu một bước ngoặt trong sự phát triển của quang học hình học. “Những bức thư về một số vấn đề vật lý và vật lý nhất định” của ông, được viết cho một hoàng tử Đức nào đó, là một sự phổ biến xuất sắc và hoàn toàn độc đáo về ý tưởng về một bộ bách khoa toàn thư về vật lý của thế kỷ 18. Dựa trên bản dịch xuất sắc tiếng Nga của cuốn “Những bức thư” do học trò của Euler là Viện sĩ Rumovsky thực hiện, nhiều thế hệ người Nga đã nghiên cứu vật lý.

Georg Richmann (1711-1753) … đã ghi tên mình vào lịch sử vật lý với tư cách là một nhà thí nghiệm suýt chết tại vị trí của mình nhân danh khoa học … Ông đã giải quyết các vấn đề về hình thành hơi nước, ảnh hưởng của máy bơm và máy thay nước, cũng như các hiện tượng và vấn đề tự nhiên và kỹ thuật khác nhau. Richmann chuyển sang các thí nghiệm điện rất lâu trước khi Franklin xuất bản ấn phẩm nổi tiếng… Tin tức về các thí nghiệm của Franklin vào năm 1752 đã gây ấn tượng khắp thế giới giống như những quan sát đầu tiên của Galileo với điện thoại vào thời của họ, và vào cuối thế kỷ 19, các thí nghiệm của Roentgen. Ở khắp mọi nơi, kể cả St. Petersburg, họ háo hức bắt đầu lặp lại chúng. Richman bắt đầu quan sát giông bão và năng lượng điện trong khí quyển một cách hết sức nhiệt tình tại nhà của mình, ở góc đường số 5 và Bolshoy Prospekt của Đảo Vasilievsky. nổi tiếng

[*) Điều này đề cập đến công trình của Euler có tựa đề “Dioptrics”.]

14

hoàn cảnh cái chết của Richmann trong cuộc thí nghiệm vào ngày 26 tháng 7 năm 1753 [ông chết vì bị sét đánh]. Công việc của Richman tại Học viện là một trong những vùng đất bi thảm nhưng vinh quang của vật lý học thuật.

Mihanl Vasilyevich Lomonosov (1711-1765)… Trong tất cả các lĩnh vực khoa học và “nghệ thuật” được Học viện St. Petersburg xử lý vào thế kỷ 18 (ngoại trừ toán học), Lomonosov chắc chắn là đại diện có tính thay thế nhất và nguyên bản nhất. Đối với nhà nước Nga, Lomonosov đã trở thành một bằng chứng đáng nghi ngờ về tài năng, khuynh hướng và kỹ năng của người dân Nga trong lĩnh vực khoa học và văn hóa… Được biết, Lomonosov coi hóa học là “nghề nghiệp” chính của mình, nhưng trong hóa học, Lomonosov chủ yếu là một nhà vật lý-hóa học vĩ đại. Đồng thời, trong lĩnh vực vật lý thuần túy, Lomonosov đã thể hiện mình với bề rộng và tính độc đáo đáng kinh ngạc. Lomonosov xứng đáng trong vật lý bắt đầu bằng việc tạo ra những điều kiện cần thiết cho sự phát triển của nó ở Nga…

Trong lần xuất bản thứ hai [bản dịch của M.V. Lomonosov] of “Wolfan Experimental Physics”, in 1760, Lomonosov included “Additions to Experimental Physics”, containing brief references to some results in the field of physics obtained by himself. This is, first of all, his kinetic theory of heat, or, as he says, “my system of thermal motion,” one of the substituted representatives of the kinetic theory; further, his original and, despite the fallacy, witty and profound “new theory of colors”, in which for the first time a concrete attempt is made to connect the doctrine of light and matter; cuối cùng, lý thuyết của ông về điện khí quyển…

Franz Epinius (1724-1802) xuất hiện tại Học viện với tư cách là đại diện của một thế hệ mới và một hướng đi mới quan trọng trong vật lý. For this generation, Vyoton’s method lời giải bài toán on accepting and repelling forces becomes indisputable, although until recently for Bülfingar, Euler, Lomonosov it was compendious. Stating from the very beginning in his famous treatise “An Experience in the Theory of Electricity and Magnetism” (Petersburg, 1755): “I consider it an undoubted axiom that a body cannot act where it does not exist,” Epinius actually uses the Vyotonian scheme in his theory of electrostatic interactions and induction. Tên của Epinius cũng gắn liền với các kết quả vật lý quan trọng khác. He was responsible for the discovery of the pyroelectric properties of tourmaline, the implementation of the first achromatic microsop *), built in St. Petersburg and for a long time stored in the physics room of the Academy of Sciences…

Nhìn sơ qua hoạt động của các nhà vật lý học thuật [không phải sinh ra] sẽ cho ta một bức tranh khá rõ ràng về tình trạng và sự phát triển của vật lý học tại Học viện St. Petersburg vào thế kỷ 18. Về chất lượng, môn vật lý này xếp hạng một…

[*] Một microsopion tiêu sắc có một thấu kính phức tạp trong đó hình ảnh của các vật thể được hình thành bởi các sóng ánh sáng có độ dài khác nhau gần như trùng khớp và do đó không bị biến dạng.]

15

nhưng từ những nơi đầu tiên, nếu không phải là nơi đầu tiên ở Châu Âu. Cần phải ghi nhớ tình trạng chung của vật lý ở châu Âu trong thời đại này. Đây là thời kỳ phát triển di sản Newton, một mặt là sự củng cố của nó, mặt khác là sự phê phán. Bản thân thế kỷ 18 đã không tạo ra những kết quả vật lý có tầm quan trọng tương đương với kết quả của Newton. Tĩnh điện và quang học, chủ yếu là hình học, đã tiến bộ rất nhiều; Nhiều công việc chuẩn bị trong thế kỷ 18 đã được thực hiện trong học thuyết nhiệt, nhưng về cơ bản vẫn còn mới và nhiều hơn nữa trong điện từ, quang học và nhiệt lẽ ra phải được thực hiện bởi nhà vật lý của thế kỷ 19.

Trong bối cảnh chung của vật lý thế kỷ 18, các công trình của Euler, Lomonosov và Elinus có một vị trí rất mạnh mẽ. Đồng thời, trong lĩnh vực quang học, Euler và Lomonosov đã chuẩn bị nền tảng cho sự phát triển lý thuyết sóng ánh sáng.

Đây là ý nghĩa khoa học chung của vật lý học thuật của chúng ta trong thế kỷ 18. Nhưng nó cũng có nét đặc biệt riêng, có ý nghĩa quan trọng đối với nước Nga. Các nhà vật lý học thuật gần như dành nhiều sự quan tâm cho các vấn đề kỹ thuật cho đến cuối thế kỷ này. Quang học thực tế, việc chế tạo dụng cụ quang học trên đảo Vasilyevsky vào thế kỷ 18 đạt đến đỉnh cao mà bất kỳ quốc gia nào cũng phải ghen tị

16

hòa bình. Công trình của Leitman và các sinh viên của ông, xưởng quang học của Lomonosov, công trình về quang học hình học của Euler và các sinh viên của ông, microcoppe tiêu sắc của Epinus, kính viễn vọng, gương phản xạ của Kulibin - tất cả những thứ này đã bị cuốn trôi vào thời đó… Các nhà vật lý hàn lâm ở St. Petersburg đã tiến hành các quan sát khí tượng và từ trường có hệ thống, đưa ra lời khuyên về các vấn đề kỹ thuật và không ngừng tham gia vào công việc giáo dục. Họ cũng có trung tâm riêng - một phòng vật lý với một phòng dụng cụ”, tức là một xưởng. Các thí nghiệm được thực hiện trong Nội các, các cuộc trình diễn được chuẩn bị cho sinh viên và để trưng bày tại các cuộc họp của Học viện và tại tòa án…

Vasily Vladimirovich Petrov (1761-1834)…
Năm 1795, V.V. Petrov trở thành một giáo sư xuất sắc tại Học viện Y-Phẫu thuật mới thành lập. Tại đây ông đã xây dựng một văn phòng vật lý kiểu mẫu cho riêng mình, nơi thực hiện công việc thí nghiệm chính của ông. Chúng được tập hợp trong ba cuốn sách:

1. “Thu thập các thí nghiệm và quan sát mới về vật lý và hóa học”, 1801;
2. “Tin tức về Galvania - thí nghiệm Volta”, 1803; 3) “Thí nghiệm điện mới”, 1804. Trong những tập này, chúng tôi có một lượng rất lớn tài liệu thực nghiệm… về việc làm sáng tỏ bản chất của các điều kiện phát quang khác nhau*), về các thí nghiệm quan trọng với hồ quang điện áp, những khám phá của Petrov và về tĩnh điện. Không giống như Lomonosov, Petrov hoàn toàn không thiên về khái quát hóa rộng rãi; Tuy nhiên, ông là một người theo chủ nghĩa kinh nghiệm, người đã xây dựng các thí nghiệm của mình một cách rất hợp lý và chu đáo. Trong số các nhà khoa học Nga và người nước ngoài làm việc tại Nga lúc bấy giờ, V.V. Petrov chắc chắn là một hiện tượng lớn…

[*] Lomineshood là một loại ánh sáng đặc biệt. Đây là cách ánh sáng và ánh sáng mục nát, số đồng hồ và kim la bàn phát sáng, được bao phủ bởi một chất đặc biệt - lominoforum.]

E. H. Lenz

Emilius Khristanovich Lenz (1804-1865) … đã ghi tên mình vào lịch sử điện từ cùng với Ohm và Joule và trở thành người sáng lập một nhánh vật lý Nga tập trung vào điện từ và phát triển các thay đổi chính xác trong lĩnh vực này.

[Trong số vô số công trình khoa học của Lenz, có hai công trình đặc biệt nổi tiếng: “Về việc xác định hướng của dòng điện bị kích thích bởi cảm ứng điện động” và “Về các định luật tỏa nhiệt bởi dòng điện.” Trong phần đầu tiên, ông đã thiết lập một quy tắc xác định chiều của dòng điện cảm ứng (quy tắc Lenz nổi tiếng), trong phần thứ hai, ông đã phát hiện ra định luật về tác dụng nhiệt của dòng điện (định luật Joule-Lenz).]

Boris Semenovich Jacobi (1801-1874)… Nói bằng ngôn ngữ hoàn hảo, Jacobi là một nhà vật lý kỹ thuật trong nhiều lĩnh vực hoạt động của mình, chẳng hạn như nhựa điện, máy điện, điện thoại điện, phiếu giảm giá điện, mà ông đã khám phá và phát triển, nhưng ông cũng được xếp ngang hàng với lĩnh vực này

17

với Lenz là một vị trí nổi bật trong nghiên cứu vật lý thuần túy về các định luật điện từ.

Jacobi là một trong những đại diện đáng chú ý nhất của giai đoạn mới đó trong lịch sử vật lý, khi kết quả của nó ngay lập tức, dưới dạng yếu tố quan trọng nhất, được chuyển sang công nghệ, điện từ chuyển thành kỹ thuật điện. Các nhà vật lý Jacobi và Lenz vào năm 1839 đã đi dọc sông Neva trên một chiếc thuyền máy do Immi chế tạo với hai phòng trưng bày, phát triển một mã lực từ 64 phần tử Grove. Trong phòng thí nghiệm vật lý, nhiều thiết bị điện báo mới đã được chế tạo và nghiên cứu, đồng thời phương pháp mạ điện được phát triển dưới nhiều hình thức khác nhau, các mẫu được thay thế dùng làm vật trang trí cho Viện Vật lý của Viện Hàn lâm Khoa học. Nhà vật lý Jacobi, cùng với Lenz, thiết kế cột thu lôi cho tạp chí bột và là người phát minh ra cầu chì mỏ điện.

Tên của Viện sĩ Jacobi, một nhà vật lý xuất sắc, một kỹ sư điện và nhà phát minh lỗi lạc, xứng đáng được đặt cùng với những tên tuổi hàng đầu khác của các viện sĩ vật lý - Euler, Lomonosov, Petrov…

Genrikh Ivanovich Wild (1833-1902) - người tổ chức mạng lưới khí tượng thời Sa hoàng và Nga, tác giả của các công cụ đo tương lai và phân cực, một nhà nghiên cứu xuất sắc về từ tính trên mặt đất. Nga G.I. Wild đã hoàn thành 27 năm sáng tạo tuyệt vời nhất trong cuộc đời mình. Mạng lưới khí tượng của Nga trước khi Wild chỉ có 31 trạm; khi anh ấy rời đi, nó có 650 trạm được trang bị các thiết bị mới…

Axel Vilhelmovich Gadolin (1828-1892)—đặc biệt được biết đến với tác phẩm năm 1867 “Dẫn xuất tất cả các hệ thống tinh thể học và các phân khu của chúng từ một vật thể”…

B. S. Jacobi

Boris Borisovich Goltsyn (1862-1916)… Công trình khoa học của Goltsyn lần đầu tiên được tiến hành theo nhiều hướng khác nhau (các trạng thái tới hạn của vật chất, tia X, quang phổ, quang học sinh lý). Các công trình quang học của V.V. Goltsyn rất thú vị và quan trọng… Trong số đó, bằng chứng thực nghiệm về hiện tượng Dopper quang phổ *), tiếp tục và hoàn thiện cao các thí nghiệm của A. A. Belopolsky, đặc biệt quan trọng. Vào đầu thế kỷ mới, mối quan tâm của Goltsyn tập trung vào một ngành địa vật lý mới - địa chấn học, trong đó Goltsyn có thể được coi là một trong những người sáng lập. Goltsyn đã thực hiện những thí nghiệm đầu tiên, phát triển thiết bị, tổ chức một mạng lưới trạm địa chấn khá rộng khắp…

[*] Khi nguồn bức xạ và thiết bị thu chuyển động tương đối với nhau thì tần số của bức xạ thu được không trùng với tần số của bức xạ phát ra. Do đó, các vạch quang phổ ghi lại bức xạ của nó hóa ra bị trộn lẫn so với phổ của bức xạ phát ra.]