Smoluchowski, Marian

Marian Smoluchowski (von Smolan-Smoluchowski, polsk. Marian Smoluchowski ; 28. maj 1872 , Vorder Bruhl , nær Wien  – 5. september 1917 , Krakow ) - polsk teoretisk fysiker .

Smoluchowskis ligninger, det teoretiske grundlag og de beregningsmetoder, han udviklede, blev grundlaget for statistisk fysik og dens gren, som er særlig vigtig i dag, kaldet teorien om stokastiske processer , udviklet af både fysikere og matematikere. Anvendelser af Smoluchowski-ligningerne spænder fra fysik (både makroskopiske og subatomare systemer) og kemi til biologi og teknik. Der er adskillige praktiske anvendelser af Smoluchowski -modellen, for eksempel industriel vandrensning, mælkekoagulation , fremkomsten af ​​gelbarrierer, granulocytaggregation , leukocytadhæsion , nanorørvækst og meget mere.

Biografi

Marian Smoluchowski blev født den 28. maj 1872 i byen Vorder Brühl nær Wien i den polske familie af Wilhelm Smoluchowski, en advokat, en høj embedsmand i den østrigske kejser Franz Josephs kontor og hans kone Theophila Szczepanowska. Marian og hans ældre bror Tadeusz dimitterede fra det berømte Wien Theresian Men's Gymnasium, som blev overværet af børn af aristokrater og de højeste embedsmænd i det østrig-ungarske monarki. Ud over normale fag såvel som studiet af fremmedsprog (latin, græsk, engelsk) var der en masse idrætsklasser i Theresianum: svømning, øvelser, ridning, fægtning.

I de første år af skolegang var Marian glad for humanitære emner og derefter - astronomi. Takket være mødet med den fremragende fysiklærer A. Hoefler udviklede han en interesse for fysik og i det hele taget for naturvidenskab.

Ud over skolen spillede hans familie en meget vigtig rolle i udviklingen af ​​Marian. Først og fremmest moderen, der var en kultiveret og musikalsk begavet kvinde, samt hendes søster, Benigna Volska. Takket være disse to kvinder begyndte Marian at interessere sig for musik og billedkunst. Benigna Volska boede i nærheden af ​​Firenze. Næsten hvert år, i ferien, besøgte Marian sin tante og hendes mand i Italien. Nærheden af ​​Firenzes storslåede kunst, fælles musikalske studier (Marian spillede klaver) udviklede drengens og ungdommens kunstneriske talent og æstetiske påvirkelighed. I Wien var Marians nærmeste musikalske kammerater hans mor, der sang smukt, og hans ven, den unge musiker og komponist Guido Peters. Smoluchowski deltog i musikalske begivenheder med glæde og dygtighed og blev en dygtig og entusiastisk pianist. Han værdsatte især Beethovens og Wagners musik , såvel som Mahlers og Francks kompositioner .

Marian Smoluchowski modtog sin Abitur med æresbevisninger i 1890 efter ni års studier. I løbet af sine skoleår tog han privattimer i differential- og integralregning, analytisk geometri og teoretisk mekanik. Dette gjorde det muligt for ham at komme ind på det filosofiske fakultet ved Wiens universitet med det samme for det tredje studieår. Han valgte fysik og matematik som hovedfag. Smoluchowskis lærere ved universitetet i Wien var tidens velkendte fysikere, J. Stefan og F. Exner . L. Boltzmann var ikke blandt dem , for han var stadig i München på det tidspunkt og begyndte først at arbejde ved instituttet ved Wiens universitet i 1895. Boltzmann spillede imidlertid en afgørende rolle i udviklingen af ​​Smoluchowskis videnskabelige fysik gennem hans videnskabelige artikler, korrespondance og fremtidige direkte møder. Det første videnskabelige arbejde af M. Smoluchovsky blev offentliggjort i 1893 i samlingen af ​​værker fra universitetet i Wien. Dette var et eksperimentelt papir om intern friktion i væsker. En ph.d.-afhandling om "Acoustic Investigations in the Elasticity of Soft Materials" blev udgivet i samme samling i 1894. Graden blev tildelt i 1895, afhandlingen blev tildelt den højeste personlige pris af kejseren og en ring med en diamant.

Takket være hans forældres godtgørelse samt et lille stipendium fra universitetet i Wien brugte Smoluchowski meget tid på videnskabelige missioner. Han havde få penge, men forsigtighed tillod Marian at udføre både eksperimentel og teoretisk forskning i førende laboratorier i Europa i næsten to år. Først arbejdede han i Paris i laboratoriet hos nobelpristageren i fysik G. Lippmann med at kontrollere Clausius- loven , som siger, at intensiteten af ​​termisk stråling afhænger af det medium, hvori det udstrålende legeme er placeret. Derefter undersøgte Smoluchowski i otte måneder sammen med J. Beatty og Lord Kelvin effekten af ​​røntgenstråler på gassers elektriske ledningsevne i et laboratorium i Glasgow. Fra maj til august 1897 arbejdede Marian i Berlin-laboratoriet i E. Warburg , hvor han studerede termisk ledningsevne i fordærvede gasser. I alle disse videnskabelige centre efterlod Smoluchovsky et minde om sig selv som en usædvanlig dygtig eksperimentator og teoretiker. Således var resultaterne af forskning opnået i Warburgs laboratorium på det tidspunkt en af ​​de ekstremt få bekræftelser på rigtigheden af ​​den kinetiske teori om gasser. Der er dog ikke noget atomistisk grundlag i dette arbejde. Forfatteren præsenterer problemet rent fænomenologisk, uafhængigt af den kinetiske teori, og nævner kun forsigtigt muligheden for at formulere resultaterne i atomistisk sprog. Den kinetiske teori om stof skulle senere blive hovedretningen for Smoluchowskis videnskabelige arbejde.

I 1898 modtog Smoluchowski graden som doktor i naturvidenskab og blev privatdozent ved universitetet i Wien. Glæden over den unge adjunkt blev delt af både familien og universitetsmiljøet. Videnskabelige håb blev sat til Smoluchowski ikke kun af hans universitetslærere, men også af Ludwig Boltzmann selv, den store forløber for den kinetiske teori om gasser.

Jeg må sige, at Marian Smoluchowski udover musik også var glad for bjergbestigning. Han fik sin passion for bjergudflugter fra sin far og storebror Tadeusz. Da han var 13 år gammel, krydsede han sammen med Tadeusz Zavrat og den polske bjergkæde i Tatraerne. I 1890-1893 mestrede Tadeusz og Marian og hans venner 24 nye klipperuter, hvoraf 16 var de første bjergbestigninger. I 1894 tog Marian til de vestlige alper, hvor han erobrede flere berømte bjergtoppe. Men nye pligter ved Lviv Universitet og ægteskab med Sophia Baranetskaya, den charmerende datter af en professor i matematik ved Jagiellonian University, afbrød bjergbestigningsekspeditioner. Mens han arbejdede i Lviv og derefter i Krakow, var Smoluchowski engageret i højtliggende skiløb i Tatraerne og de østlige Karpater.

I sine videnskabelige aktiviteter klagede Smoluchovsky over Lvovs provinsialisme og manglen på kolleger på det rette niveau, som han kunne diskutere sine nye resultater med. Han opretholdt på egen hånd livlige videnskabelige kontakter og samarbejder med fremtrædende europæiske videnskabsmænd. Disse kontakter blev lettet af Smoluchowskis kendskab til mange fremmedsprog. For eksempel blev en af ​​de danske videnskabsmænd positivt overrasket, da han fik at vide, at Marian læste hans artikler på dansk. Smoluchowski rejste ofte til Wien (hvor hans nærmeste ven og fremragende fysiker F. Hasenöhrl arbejdede ), Göttingen , Warszawa (som han kaldte Lille Paris på grund af det høje kulturliv) og britiske Cambridge (hvor han samarbejdede med J. J. Thomson og E. Rutherford - Nobelprismodtagere). Han kommunikerede også med A. Einstein i forbindelse med teorien om Brownsk bevægelse, som de begge skabte. Den kloge fysiker fra Leiden P. Ehrenfest kom specielt til Lvov for at diskutere aktuelle videnskabelige problemer med Smoluchovsky. Marian Smoluchowski var også interesseret i fysik i det russiske imperium . Dette fremgår for eksempel af et brev fra 1912, som han sendte til Moscow Physical Society efter døden af ​​professor ved Moskva Universitet Pyotr Lebedev, grundlæggeren af ​​den første russiske fysiske skole (det skal bemærkes, at Lebedevs videnskabelige aktivitet var ikke forbundet med Smolukhovskys arbejde).

I maj 1898 overtog Smoluchovsky stillingen som Privatdozent ved universitetet i Lvov, allerede næste år blev han en ekstraordinær professor i teoretisk fysik og i 1903 fuld professor. På det tidspunkt var han den yngste professor i Habsburg-monarkiet . Smolukhovsky viste sig at være en vidunderlig lærer og pædagog. Han foreslog ændringer i systemet for universitetsuddannelse, som på det tidspunkt var ukendt på de fleste universiteter, i form af øvelser til forelæsninger. Den største fordel ved Smoluchowskis forelæsninger var deres gennemsigtighed sammen med en udtømmende tilgang til dette spørgsmål. Hans forelæsninger blev også lyttet til af studerende fra andre områder af universitetet.

Smoluchowski arbejdede intensivt og publicerede i gennemsnit fem artikler årligt i videnskabelige tidsskrifter på tysk, fransk og engelsk. Det var på dette tidspunkt, at de førnævnte teorier om tæthedsudsving, Brownsk bevægelse og kritisk opalescens opstod, og artikler om termodynamik gik ud af tryk. Derudover skal det bemærkes, at Smoluchovsky publicerede videnskabelige artikler inden for andre videnskabsområder, for eksempel om jordens atmosfære og planeter, om oprindelsen af ​​foldede bjerge, om flere spørgsmål inden for aerodynamik og om fænomenet af elektroosmose. Disse værker nød stor interesse og anerkendelse af samtidige.

I 1913 blev Smoluchowski tilbudt stolen for eksperimentel fysik ved Jagiellonian University . Smoluchowski var teoretiker, men han havde kvalifikationerne til at lede formandskabet for eksperimentel fysik. Tidligere var han forfatter eller medforfatter til adskillige strålende eksperimenter udført i anerkendte europæiske laboratorier. Krakow og Jagiellonian University var også provinsielle sammenlignet med Wien, men Smoluchowski accepterede tilbuddet, fordi det var tættere på de videnskabelige centre i Europa fra Krakow. Opholdet i Krakow førte til fremkomsten af ​​ekstraordinært vigtige artikler, der præsenterer forholdet mellem kinetisk teori og termodynamik, teorien om partikelaflejring i tyngdefeltet, som var baseret på udledningen af ​​ligningen, i dag kaldet Smoluchowski-ligningen, og teori om koagulering af kolloider.

I 1916 holdt Smoluchowski tre forelæsninger i Göttingen, som stadig er en grundlæggende introduktion til problemerne med Brownsk bevægelse og molekylære udsving. Samme år modtog han et tilbud om at flytte til universitetet i Wien. Det gik han med efter lidt tøven, men sagen faldt fra hinanden af ​​nationale årsager. Et lignende forslag kom fra Warszawa. I en sådan situation tilbød Jagiellonian University Smoluchowski (der ville "stoppe" ham) titlen som rektor. Desværre blev Smoluchowski i august 1917 syg af dysenteri og døde den 5. september 1917 i en alder af lidt over 45 år. Posthume erindringer om Smoluchowski er blevet skrevet af fysikere af Albert Einsteins og Arnold Sommerfelds kaliber . I de følgende år modtog to af Smoluchowskis mangeårige forskere Nobelprisen i kemi, Richard Zsigmondy i 1925 og Theodor Svedberg i 1926.

Ikke kun Smoluchowskis artikler om løsningen af ​​problemet med Brownsk bevægelse spillede en fundamental rolle i fysikkens udvikling. Også værdifulde er hans værker skrevet i slutningen af ​​hans liv. Af særlig relevans er det såkaldte tankeeksperiment foreslået af Smoluchowski i 1912. Dette eksperiment, relateret til termodynamikkens anden lov, henviser til muligheden for at opnå "nyttigt" arbejde fra Brownsk bevægelse. Det blev senere populariseret og udvidet af Richard Feynman i hans berømte forelæsninger om fysik og blev drivkraften til udviklingen af ​​den Brownske motormodel.

Udgivelsen af ​​1914 om begrænsningerne af termodynamikkens anden lov, som var baseret på en rapport givet af Smoluchowski i Göttingen, påvirkede udviklingen af ​​kvantemekanik, specifikt von Neumanns måleteori . Den kendte israelske videnskabshistoriker Max Jammer skrev smukt om dette i bogen "The Evolution of the Concepts of Quantum Mechanics" :

Smoluchowskis idé om et sind, der konstant er opmærksom på den øjeblikkelige tilstand af et dynamisk system og derfor er i stand til at overtræde termodynamikkens anden lov uden at udføre noget arbejde, var sandsynligvis den allerførste logisk uigendrivelige spekulation om sindets virkning på materien. Det banede vejen, som vi har set, for von Neumanns vidtrækkende konklusion om, at det er umuligt at formulere kvantemekanikkens love på en fuldstændig og konsekvent måde uden reference til menneskets bevidsthed.

I fysikkens historie vil Marian Smoluchowski hovedsageligt blive husket for sit arbejde med teorien om Brownsk bevægelse. Smoluchowski skabte på grundlag af teorien om Brownsk bevægelse den kinetiske teori om koagulering af kolloider , teorien om elektrokinetiske fænomener, der lægger grundlaget for den kinetiske teori om kolloide systemer. Ud fra teorien om fluktuationer udviklede han teorien om kritisk opalescens ( 1908 ). Smoluchowskis værker gav et alvorligt slag mod " universets varmedød "-hypotesen, beviste gyldigheden af ​​den molekylær-kinetiske teori og bidrog til den endelige styrkelse af atomistiske ideer .

Hukommelse

• Det polske fysiske selskab etablerede Smoluchowski-medaljen , der er tildelt siden 1965 for præstationer inden for fysik.
• I 1970 opkaldte Den Internationale Astronomiske Union et krater på den anden side af Månen efter Marian Smoluchowski .
• Aerosol Research Association etablerede Smoluchowski-prisen [6] , som er blevet uddelt siden 1986 .
• Det tyske fysiske selskab og det polske fysiske selskab etablerede Marian Smoluchowski og Emil Warburg Fysik-prisen , som er blevet uddelt siden 1997 .

Publikationer

• Smolukhovsky M. Om begrebet tilfældighed og oprindelsen af ​​sandsynlighedslovene i fysik  // UFN . - 1927. - Udgave. 5 .
• Smolukhovsky M. Gyldighedsgrænserne for termodynamikkens anden lov  // UFN . - 1967. - T. 93 , no. 12 .

Se også

• Smoluchowski ligning

Noter

1. ↑ 1 2 MacTutor History of Mathematics Archive
2. ↑ 1 2 Marian Smoluchowski // Brockhaus Encyclopedia  (tysk) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
3. ↑ Marian Wilhelm Teofil Smoluchowski // Polsk biografisk onlineordbog  (polsk)
4. ↑ 1 2 Henri V. A. M. f. Smolukhovsky // UFN / red. V. A. Rubakov - M. : FIAN , 1918. - T. 1. - S. 67-70. — ISSN 1063-7869 ; 1468-4780 ; 0038-5670 ; 0042-1294 ; 1996-6652 - doi:10.3367/UFNR.0001.191801F.0067
5. ↑ Smolukhovsky Marian // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / red. A. M. Prokhorov - 3. udg. — M .: Soviet Encyclopedia , 1969.
6. ↑ Gaef: Smoluchowski-prisen . Hentet 25. maj 2017. Arkiveret fra originalen 29. april 2017. (ubestemt)

Litteratur

• Henri V. A. M. F. Smolukhovsky (Marian V.-Smoluchowski)  // Phys . - 1918. - Udgave. 1 .
• Suvorov S. G. På 50-årsdagen for Marian Smoluchovskys død  // Phys . - 1967. - T. 93 , no. 12 .
• Khramov Yu. A. Smoluchowski Marian von // Fysikere: Biografisk vejledning / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2. rev. og yderligere - M .  : Science , 1983. - S. 249-250. - 400 sek. - 200.000 eksemplarer.
• Tyske M. Marian Smoluchowski er en omfattende personlighed // Kvant. — M .: MIAN , 2012. — Nr. 3 . — S. 12–15 .
• A. Fulinsky. Om Marian Smoluchowskis liv og bidrag til fysikken // Acta Physica Polonica B . - 1998. - T. 29 , nr. 6 .

Links

• Vindere af Smoluchovsky-medaljen

Tematiske steder	Matematisk genealogi zbMATH Åbn Arkiv for matematikkens historie MacTutor
Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Stor russer Litauisk universal kroatisk Brockhaus
Slægtsforskning og nekropolis	Find en grav
I bibliografiske kataloger GND : 118615084 ISNI : 0000 0000 8194 3756 J9U : 987007279459105171 LCCN : n85824365 NKC : xx0273460 NTA : 129487589 NUKAT : n94201794 SUDOC : 120144719 VIAF : 3263635 WorldCat VIAF : 3263635