Ishiwara, juni

Jun (Atsushi) Ishiwara (Ishihara) , ofta i ryskspråkig litteratur Jun Ishiwara ( Jap. 石原 純, engelska  Ishiwara / Ishihara Atsushi / Jun ; 15 januari 1881 , Tokyo - 19 januari 1947 , Chibas japanska teoretik ) , författare arbetar med den elektroniska teorin om metaller, relativitetsteorin och kvantteorin . Eftersom han var den ende japanska vetenskapsmannen som gav ett originellt bidrag till den gamla kvantteorin [1] formulerade han 1915, oberoende av andra vetenskapsmän, kvantiseringsreglerna för system med flera frihetsgrader.

Biografi

Jun Ishiwara föddes av en kristen präst, Ryo Ishiwara ( Ryo Ishiwara ) och Chise Ishiwara ( Chise Ishiwara ). År 1906 avslutade han sina studier vid institutionen för teoretisk fysik vid University of Tokyo , där han var student vid Hantaro Nagaoka . Från 1908 undervisade Ishiwara vid School of Ordnance Engineers och fick 1911 en position som biträdande professor vid School of Science vid Tohoku University . Från april 1912 till maj 1914 utbildade han sig i Europa - vid universitetet i München , Zürichs polytekniska högskola och universitetet i Leiden , där han arbetade med Arnold Sommerfeld och Albert Einstein . Efter att ha återvänt till sitt hemland fick Ishiwara en professur vid Tohoku University, och 1919 tilldelades han det kejserliga priset från den japanska vetenskapsakademin [2] [3] för sitt vetenskapliga arbete .

Från 1918 började Ishiwaras vetenskapliga verksamhet att avta. 1921 tvingades han på grund av en kärleksrelation ta tjänstledigt från universitetet och två år senare gick han äntligen i pension. Sedan dess ägnade han sig främst åt skrivande och vetenskapsjournalistik (på detta område var han en av pionjärerna i Japan), ur hans penna kom många populära böcker och artiklar som berättade om vetenskapens senaste landvinningar [2] [4] . I slutet av 1922 stannade Einstein hos Ishiwara under sitt besök i Japan; den japanska vetenskapsmannen spelade in och publicerade ett antal tal av sin store kollega, inklusive hans Kyoto- tal, där han för första gången talade i detalj om sin väg till skapandet av relativitetsteorin [5] . Ishiwaras tvådelade monografi "Fundamental Problems of Physics" åtnjöt stor popularitet bland unga vetenskapsmän och specialister; han redigerade också den första kompletta samlingen av Einsteins verk, publicerad i japansk översättning 1922-1924. Dessutom blev Ishiwara känd som en poet som skrev dikter i tanka- genren . Strax före andra världskrigets utbrott uttalade han sig i pressen och kritiserade regeringens kontroll över vetenskapen [2] [4] .

Vetenskaplig verksamhet

Relativitetsteori

Ishiwara var en av de första japanska forskarna som vände sig till relativitetsteorin ; han äger Japans första vetenskapliga artikel i ämnet [3] . 1909-1911, inom ramen för denna teori, undersökte han ett antal specifika problem relaterade till elektronernas dynamik, utbredningen av ljus i rörliga föremål och beräkningen av energi-momentumtensorn för ett elektromagnetiskt fält. År 1913, baserat på principen om minsta handling, härledde han ett uttryck för denna tensor, som tidigare erhållits av Hermann Minkowski [2] . Ishiwara deltog direkt i diskussionerna under första hälften av 1910-talet som ledde fram till skapandet av den allmänna relativitetsteorin . Baserat på den skalära teorin om gravitation som föreslagits av Max Abraham , och baserad på den då populära idén om materiens elektromagnetiska ursprung, utvecklade den japanska fysikern sin egen teori, där han försökte kombinera de elektromagnetiska och gravitationsfälten, eller snarare , härleda den andra från den första. Om man antar att ljusets hastighet är en variabel och skrev om Maxwells ekvationer i enlighet därmed , visade han att en sådan representation leder till uppkomsten av ytterligare termer i lagen om bevarande av energimomentum, vilket kan tolkas som ett gravitationsbidrag. Det erhållna resultatet stämde överens med Abrahams teori, men senare utvecklade Ishiwara sin teori i riktning mot att förena den med relativitetsteorin [6] [7] . Forskaren gjorde också försök att bygga en femdimensionell teori för att kombinera gravitations- och elektromagnetiska fält [2] .

Kvantfysik

I det första arbetet om kvantfysikens problem (1911) härledde Ishiwara Plancks formel och försökte motivera strålnings vågegenskaper utifrån antagandet att den består av ljuskvanta . Genom att göra så förutsåg han några av idéerna från Louis de Broglie och Satyendranath Bose . Samma år 1911 uttalade sig en japansk vetenskapsman för att stödja hypotesen om ljuskvanta som en möjlig förklaring till röntgen- och gammastrålningens natur [ 4 ] [ 8] .

1915 blev Ishiwara den första icke-västerländska vetenskapsmannen som i ett publicerat arbete hänvisade till Bohrs atomteori [4] . Den 4 april 1915 lämnade han till Tokyo Mathematical and Physical Society uppsatsen "The Universal Meaning of the Action Quantum" ( tyska:  Universelle Bedeutung des Wirkungsquantums ), där han försökte kombinera Max Plancks idéer om elementära celler i fasrum , idén om vinkelmomentumkvantisering i Bohr-modellatomen och Arnold Sommerfelds hypotes om förändringen av handlingsintegralen i kvantprocesser . Den japanska vetenskapsmannen föreslog att rörelsen hos ett kvantsystem med frihetsgrader måste uppfylla följande genomsnittliga förhållande mellan koordinaterna ( ) och motsvarande momenta ( ): , där är Plancks konstant . Ishiwara visade att denna nya hypotes kunde användas för att reproducera de då kända kvanteffekterna. Så han lyckades få ett uttryck för kvantiseringen av rörelsemängden i Bohr-atomen, med hänsyn till ellipticiteten hos elektronbanorna, även om det från hans teori var nödvändigt att ta laddningen av kärnan i väteatomen lika till två elementära laddningar. Som en andra tillämpning av den föreslagna hypotesen, övervägde Ishiwara problemet med den fotoelektriska effekten , och fick ett linjärt förhållande mellan elektronenergin och strålningsfrekvensen i enlighet med Einsteins formel [9] [10] . Senare under samma år 1915 lade Ishiwara fram en annan hypotes, enligt vilken produkten av en atoms energi och perioden för elektronens rörelse i stationärt tillstånd skulle vara lika med ett heltal av Plancks konstanter [11 ] . 1918 kopplade han det tre år tidigare framlagda postulatet med teorin om adiabatiska invarianter [12] .

Ungefär samtidigt erhölls liknande kvantiseringsregler för system med många frihetsgrader oberoende av William Wilson och Sommerfeld och kallas vanligtvis för Sommerfelds kvantvillkor [13] . Orsaken till Ishiwaras fel, som manifesterade sig i beräkningen av väteatomen, var tydligen ett överdrivet medelvärde över antalet frihetsgrader (dividera med före summan). Samtidigt hade hans kvanttillstånd, som skilde sig från Sommerfelds genom närvaron av summering, fördelen att det gjorde att man kunde få korrekta resultat oavsett val av koordinater. Detta påpekades 1917 av Einstein, som, utan att veta om den japanska fysikerns arbete, härledde samma förhållande och visade att i fallet med separerbara koordinater går det över till Wilsons och Sommerfelds villkor [14] .

Stora publikationer

• Ishiwara J. Zur Optik der bewegten ponderablen Medien // Tokyo Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi [Proceedings of Tokyo Mathematico-Physical Society]. - 1909. - Bd. 5. - S. 150-180. - doi : 10.11429/ptmps1907.5.10_150 .
• Ishiwara J. Beiträge zur Theorie der Lichtquanten // Scientific Reports of Tohoku University. - 1912. - Bd. 1. - S. 67-104.
• Ishiwara J. Bericht über die Relativitätstheorie // Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik. - 1912. - Bd. 9. - S. 560-648.
• Ishiwara J. Zur Theorie der Gravitation // Physikalische Zeitschrift . - 1912. - Bd. 13. - S. 1189-1193.
• Ishiwara J. Über das Prinzip der kleinsten Wirkung in der Elektrodynamik bewegter ponderabler Körper // Annalen der Physik . - 1913. - Bd. 42. - S. 986-1000. - doi : 10.1002/andp.19133471505 .
• Ishiwara J. Die elektronentheoretische Begründung der Elektrodynamik bewegter Körper // Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik. - 1914. - Bd. 11. - S. 167-186.
• Ishiwara J. Die Grundlagen einer relativistischen und elektromagnetischen Gravitationstheorie // Physikalische Zeitschrift. - 1914. - Bd. 15. - S. 294-298, 506-510.
• Ishiwara J. Zur relativistischen Theorie der Gravitation // Scientific Reports of Tohoku University. - 1915. - Bd. 4. - S. 111-160.
• Ishiwara J. Universelle Bedeutung des Wirkungsquantums // Tokyo Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi. - 1915. - Bd. 8. - S. 106-116. - doi : 10.11429/ptmps1907.8.4_106 .
  • Kommenterad engelsk översättning: Ishiwara J. The universal meaning of the quantum of action // European Physical Journal H. - 2017. - Vol. 42. - P. 523-536. - doi : 10.1140/epjh/e2017-80041-1 . — arXiv : 1708.03706 .
• Ishiwara J. Über den Fundamentalsatz der Quantentheorie // Tokyo Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi. - 1915. - Bd. 8. - S. 318-326. - doi : 10.11429/ptmps1907.8.10_318 .
• Ishiwara J. Ryoshi-ron I, II, III [Kvanteori I, II, III] // Tokyo Butsuri-gakko Zasshi. - 1918. - Bd. 27. - S. 147-158, 183-195, 221-230.
• Ishiwara J. Sōtaisei Genri [relativitetsprincipen]. — Tokyo, 1921.
• Ishiwara J. Butsuri-gaku no Kisoteki Sho-mondai [fysikens grundläggande problem]. - Tokyo: Iwanami-shoten, 1923, 1926.

Anteckningar

1. ↑ Abiko, 2015 , sid. 3.
2. ↑ 1 2 3 4 5 Hiroshige, 1981 .
3. ↑ 1 2 Pelogia & Brasil, 2017 , sid. 509.
4. ↑ 1 2 3 4 Pelogia & Brasil, 2017 , sid. 510.
5. ↑ Abiko S. Einsteins Kyoto-adress: "Hur jag skapade relativitetsteorin" // Historiska studier i fysikaliska och biologiska vetenskaper. - 2000. - Vol. 31. - S. 2-6. - doi : 10.2307/27757844 .
6. ↑ Vizgin V.P. Enade fältteorier under den första tredjedelen av 1900-talet. - M . : Nauka, 1985. - S. 45-48.
7. ↑ Vizgin V.P. Relativistisk gravitationsteori (ursprung och bildning. 1900-1915). - M . : Nauka, 1981. - S. 176-178.
8. ↑ Abiko, 2015 , s. fjorton.
9. ↑ Mehra & Rechenberg, 1982 , s. 210-211.
10. ↑ Pelogia & Brasil, 2017 , s. 514-517.
11. ↑ Mehra & Rechenberg, 1982 , sid. 211.
12. ↑ Abiko, 2015 , sid. 2.
13. ↑ Jammer M. Utveckling av begreppen kvantmekanik. - M . : Nauka, 1985. - S. 98.
14. ↑ Abiko, 2015 , s. 2-3.

Litteratur

• Abiko S. Ishiwaras bidrag till tidig kvantteori och mottagandet av kvantteorin i Japan . - 2015. - S. 1-8.
• Hiroshige T. Ishiwara, juni // Dictionary of Scientific Biography . - New York: Charles Scribner's Sons , 1981. - Vol. 7. - S. 26-27.
• Mehra J., Rechenberg H. Den historiska utvecklingen av kvantteorin. Vol. 1, del 1: The Quantum Theory of Planck, Einstein, Bohr and Sommerfeld: Dess Foundation and the Rise of its Difficulties, 1900-1925. — Springer , 1982.
• Nishio S.科学ジャーナリズムの先駆者―評伝 石原純 [Pioneer of Science Journalism: Biography of Jun Ishiwara]. — Iwanami , 2011.
• Pelogia K., Brasil CA Analys av Jun Ishiwaras "The universal meaning of the quantum of action" // European Physical Journal H. — Springer, 2017. — Vol. 42. - P. 507-521. - doi : 10.1140/epjh/e2017-80034-x . - arXiv : 1708.04676 .
• Khramov Yu. A. Ishiwara Jun // Fysiker: Biografisk guide / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2:a, rev. och ytterligare — M  .: Nauka , 1983. — S. 319. — 400 sid. - 200 000 exemplar.

Tematiska platser	zbMATH Öppna
Släktforskning och nekropol	Hitta en grav
I bibliografiska kataloger GND : 1103179373 ISNI : 0000 0000 8267 827X LCCN : n85253626 NDL : 00020821 SUDOC : 178763780 VIAF : 75302578 WorldCat VIAF : 75302578