CC BY
60
Изв. вузов «ПНД», т. 17, № 2, 2009 УДК 530.182(075)
«КАКИЕ ДАТЫ КРУГЛЫМИ НАЗВАТЬ?»
Д.И. Трубецков
Настоящая публикация - добавление к одноименной статье из журнала «Изв. вузов.
ПНД», т. 16, № 3, 2008, с. 22.
1858 150 лет назад умер Роберт Броун (1733-1858), открывший беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием ударов молекул окружающей среды (броуновское движение).
1908 Еще один круглый юбилей - 100 лет со дня рождения Сергея Михайловича Рытова - одного из крупнейших специалистов в области радиофизики. В свое время академик А.Л. Минц дал такое определение радиофизики: «Радиофизика - это то, чем занимается Сергей Михайлович Рытов». Сам С.М. Рытов дал определение радиофизики, которое долгое время считалось классическим. Приведем его, цитируя книгу С.М. Рытова «Введение в статистическую радиофизику». М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1966, с. 8-9.
«Обычно к радиофизике относят радиоастрономию, радиоспектроскопию, электронику СВЧ, а также исследование электромагнитных свойств вещества, в особенности полупроводников, ферритов, плазмы и т.д. Но уже из этого перечня видно, что определение предмета радиофизики путем перечисления её составных частей представляет собой довольно безнадежное дело... По-видимому, более целесообразно выделить те направления, которые позволяют уточнить предмет радиофизики на каждом этапе её развития... Можно, по-видимому, считать, что радиофизика охватывает в основном два направления.
1) Изучение физических явлений, существенных для радиосвязи (в широком её понимании), т.е. для всех основных этапов всякой радиосвязи - генерации электромагнитных сигналов, излучения и распространения электромагнитных волн и, наконец, приема радиосигналов. Это направление можно назвать "физикой для радио".
2) Изучение методами и средствами радиотехники самых разнообразных физических (и не только физических) объектов - атомных ядер, молекул, живых организмов, земной атмосферы, небесных тел и т.д. Это, коротко говоря, "радио для физики"».
Что же такое радиофизика сегодня? Ответ находим в книге Михаила Адольфовича Миллера «Избранные очерки о зарождении и взрослении радиофизики в горьковско-нижегородских местах». Н. Новгород: Изд-во ИПФ РАН, 1997, с. 47.
«Уже через 2-3 преемственных поколения (каждое примерно по семь-десять лет) радиофизика стала не просто "физикой для радио" и "радио для физики" (это образное определение принадлежит Сергею Михайловичу Рытову...), а вымахала за пределы, отпущенные ей при рождении: она проникла в акустику, гидро-, гео- и астрофизику, в газо-и плазмодинамику, в твердотелье и, уж конечно, во все видимые и невидимые диапазоны частот электромагнетизма... Практически всюду используются радиофизические методы
исследований и диагностики. Выработалась даже своеобразная гордость принадлежания людей к радиофизической выучке. Радиофизика поставила нашему ни умом ни чувством не понятному обществу множество разумных тружеников, и они не хуже её самой проникают во все близкие и далекие работы и должности... Складывается (а может только еще прокрадывается) впечатление, что обучение людей любому думанию, чувствованию и деланию через Радиофизику весьма эффективно и что не так уж много в нашем распоряжении таких "наук-тренажеров"».
Сергей Михайлович Рытов проводил исследования в области теории колебаний, акустики, распространения радиоволн, электродинамики, оптики, статистической радиофизики. Ему, в частности, принадлежит теория тепловых флуктуаций в электродинамике и строгое решение задачи об отражении волн от слоя с отрицательной диэлектрической проницаемостью. Знаменитые лекции Л.И. Мандельштама вышли под редакцией С.М. Рытова и во многом их издание его заслуга.
Сергей Михайлович трогательно относился к памяти своего учителя Л.И. Мандельштама и своего друга и коллеги М.Л. Левина. Чтобы убедиться в этом, достаточно обратиться к его воспоминаниям о них (см., например, С.М. Рытов. Академик Л.И. Мандельштам. В книге «Нелинейные волны. Распространение и взаимодействие». М.: Наука, 1981, с. 8; С.М. Рытов. Л.И. Мандельштам и учение о модуляции. В книге «Академик Л.И. Мандельштам. К 100-летию со дня рождения». М.: Наука, 1979, с. 158; С.М. Рытов «К воспоминаниям о Левине». В книге «Михаил Львович Левин. Жизнь, воспоминания, творчество». Н. Новгород: ИПФРАН, 1998, с. 150).
1918 90 лет назад умер немецкий физик Карл Фердинанд Браун (1850-1918). Его исследования относятся к радиотехнике и радиофизике. В 1897 году Браун сконструировал катодную трубку, в которой движением электронов управляло магнитное поле. Трубка Брауна была предшественницей современных электроннолучевых трубок. 110 лет назад, в 1898 году он изобрел колебательный контур значительной емкости и с малым затуханием (цепь Брауна). В 1906 году Браун обнаружил одностороннюю проводимость серного цинка, перекиси свинца, карборунда и некоторых других полупроводников, что позволило ему создать кристаллический детектор. Он много занимался проблемой передачи радиосигналов. Им изобретено несколько типов антенн, в том числе рамочная антенна (1913). В 1909 году Браун вместе с Мар-кони был удостоен Нобелевской премии «за развитие беспроволочной телеграфии». У Брауна учились Л.И. Мандельштам, Н.Д. Папалекси, А.А. Эйхенвальд и др.
Норвежский физик и геофизик В.Ф. Бьеркнес объяснил возникновение циклонов из полярных фронтов и разработал методику составления метеорологических карт. Ранее, в 1904 году В.Ф. Бьеркнес разработал динамические методы предсказания погоды на основе математической обработки физических данных. Однако практическому применению этого метода препятствовала сложность вычислений. Метод Бьеркнеса был применен только в 1950 году на вычислительной машине ENIAC. Вильгельма Бьеркнеса считают основоположником современной метеорологии.
1938 Уже 70 лет как гигантский аксон обыкновенного кальмара стал рассматриваться в качестве нервного волокна. В этом году американский биофизик Кеннет Коул опубликовал первую работу (K.S. Cole and H.J. Curtis. Electrical impedance of nerve during activity. Nature, 1938, № 142, p. 209), в которой была приведена осциллограмма нервного импульса.
В статье «Какие даты круглыми назвать?» мы указывали, что в этом же году была опубликована статья Я.Б. Зельдовича и Д.А. Франк-Каменецкого, описывающая нелинейную диффузию при распространении пламени. По этому поводу Элвин
Скотт восклицает: «Можно только представить, какого прогресса достигла бы нейрофизиология, если бы эти ученые проявили интерес к проблеме проводимости нервных импульсов. ...Подобно тому, как это происходит с температурой пламени свечи, электрическое напряжение на мембране нервной клетки достигает максимума и постепенно спадает до величины, соответствующей покою» (Скотт Э. Нелинейная наука: рождение и развитие когерентных структур. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007, с. 30).
Обратимся вновь к Элвину Скотту (там же, с. 31), который отмечает следующее: «В том же 1938 году в Советском Союзе проводились исследования в другом направлении, мотивированном фундаментальной проблемой в физике твердого тела: нахождение связи между динамикой дислокации и пластической деформацией кристалла. Яков Френкель и Татьяна Конторова показали, что основным уравнением, описывающим движение дислокации, является следующее (Конторова Т.А., Френкель Я.И. К теории пластической деформации и двойникования // ЖЭТФ, 1938, 8, с. 89 (I часть), с. 1340 (II часть), с. 1349 (III часть)):
д2 u д2 u . ч
= sin u, (*)
дх2 дЬ2
которое можно рассматривать как нелинейное обобщение линейного волнового уравнения (ихх — ии = 0)...» Решение этого уравнения типа бегущей волны соответствует выражению для распространения дислокации
u(x, t) = 4arctg
э yj 1 — v
2
где v - скорость дислокации. Далее Скотт пишет: «Френкель и Конторова были бы весьма удивлены, если бы прочитали работу Рудольфа Стурвальда (Steuerwald, Rudolpf), которая была опубликована в 1936 году и содержала множество аналитических решений уравнения (*), которые вызвали интерес лишь спустя 40 лет [R. Steuerwald. Uber Enneper'sche Flachen und Backlund'sche Transformation]//Abl. Bayerischen. Akad. Wiss. MUnchen, 1936, 1-105]».
Заметим, что уравнение (*) совпадает с нормализованным уравнением sin-Гордона, решение которого обсуждается в основном тексте.
Трубецков Дмитрий Иванович - родился в Саратове (1938). Окончил физический факультет Саратовского государственного университета (1960). Защитил диссертации на соискание ученой степени кандидата (1965, СГУ) и доктора физико-математических наук (1978, СГУ) в области радиофизики. Заведующий кафедрой электроники, колебаний и волн факультета нелинейных процессов СГУ, профессор, член-корреспондент Российской академии наук, заслуженный деятель науки РФ, лауреат премии Президента РФ в области образования. Научный руководитель Лицея прикладных наук и факультета нелинейных процессов СГУ. Область научных интересов: вакуумная электроника и микроэлектроника сверхвысоких частот, теория колебаний и волн, нелинейная динамика, история науки. Автор более двадцати учебных пособий и монографий, а также более двухсот статей в периодической печати. E-mail: [email protected]
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского. 410012 Саратов, Астраханская, 83
