Smoluchowski, Marian

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

Smoluchowskis ekvationer, de teoretiska grunderna och beräkningsmetoderna han utvecklade blev grunden för statistisk fysik och dess gren, vilket är särskilt viktigt idag, kallad teorin om stokastiska processer , utvecklad av både fysiker och matematiker. Tillämpningar av Smoluchowskis ekvationer sträcker sig från fysik (både makroskopiska och subatomära system) och kemi till biologi och ingenjörskonst. Det finns många praktiska tillämpningar av Smoluchowski-modellen, till exempel industriell vattenrening, mjölkkoagulering , uppkomsten av gelbarriärer, granulocytaggregation , leukocytvidhäftning , tillväxt av nanorör och mycket mer.

Biografi

Marian Smoluchowski föddes den 28 maj 1872 i staden Vorder Brühl nära Wien i den polska familjen Wilhelm Smoluchowski, en advokat, en hög tjänsteman på den österrikiske kejsaren Franz Josephs kontor och hans hustru Theophila Szczepanowska. Marian och hans äldre bror Tadeusz tog examen från det berömda Wien Theresian Men's Gymnasium, där barn till aristokrater och de högsta tjänstemännen i den österrikisk-ungerska monarkin deltog. Förutom vanliga ämnen, såväl som studier av främmande språk (latin, grekiska, engelska), fanns det många idrottsklasser i Theresianum: simning, drill, ridning, fäktning.

Under de första åren av skolgången var Marian förtjust i humanitära ämnen, och sedan - astronomi. Tack vare mötet med den utmärkte fysikläraren A. Hoefler utvecklade han ett intresse för fysik och i allmänhet för naturvetenskap.

Förutom skolan spelade hans familj en mycket viktig roll i Marians utveckling. Först och främst mamman, som var en kultiverad och musikaliskt begåvad kvinna, samt hennes syster, Benigna Volska. Tack vare dessa två kvinnor började Marian intressera sig för musik och bildkonst. Benigna Volska bodde nära Florens. Nästan varje år, under semestern, besökte Marian sin moster och hennes man i Italien. Närheten till den magnifika konsten i Florens, gemensamma musikstudier (Marian spelade piano) utvecklade pojkens och ungdomens konstnärliga talang och estetiska intryckbarhet. I Wien var Marians närmaste musikaliska kamrater hans mamma, som sjöng vackert, och hans vän, den unge musikern och kompositören Guido Peters. Smoluchowski deltog med nöje och skicklighet i musikevenemang och blev en skicklig och entusiastisk pianist. Han uppskattade särskilt musiken av Beethoven och Wagner , såväl som kompositionerna av Mahler och Franck .

Marian Smoluchowski fick sin Abitur med utmärkelser 1890 efter nio års studier. Under skolåren tog han privatlektioner i differential- och integralkalkyl, analytisk geometri och teoretisk mekanik. Detta gjorde det möjligt för honom att komma in på filosofiska fakulteten vid universitetet i Wien omedelbart för det tredje studieåret. Han valde fysik och matematik som huvudämnen. Smoluchowskis lärare vid universitetet i Wien var den tidens välkända fysiker, J. Stefan och F. Exner . L. Boltzmann var inte bland dem , eftersom han fortfarande var i München vid den tiden och började arbeta vid avdelningen vid universitetet i Wien först 1895. Boltzmann spelade dock en avgörande roll i utvecklingen av Smoluchowskis vetenskapliga fysik genom hans vetenskapliga artiklar, korrespondens och framtida direkta möten. Det första vetenskapliga arbetet av M. Smoluchovsky publicerades 1893 i samlingen av verk från universitetet i Wien. Detta var ett experimentellt dokument om inre friktion i vätskor. En doktorsavhandling om "Acoustic Investigations in the Elasticity of Soft Materials" publicerades i samma samling 1894. Graden tilldelades 1895, avhandlingen belönades med kejsarens högsta personliga utmärkelse och en ring med en diamant.

Tack vare hans föräldrars bidrag, såväl som ett litet stipendium från universitetet i Wien, tillbringade Smoluchowski mycket tid på vetenskapliga uppdrag. Han hade lite pengar, men försiktighet gjorde att Marian kunde bedriva både experimentell och teoretisk forskning i ledande laboratorier i Europa i nästan två år. Först arbetade han i Paris i nobelpristagaren i fysik G. Lippmanns laboratorium med att kontrollera Clausiuslagen , som säger att intensiteten av värmestrålning beror på det medium i vilket den utstrålande kroppen är placerad. Sedan, under åtta månader, studerade Smoluchowski, tillsammans med J. Beatty och Lord Kelvin , effekten av röntgenstrålar på den elektriska ledningsförmågan hos gaser i ett laboratorium i Glasgow. Från maj till augusti 1897 arbetade Marian i Berlin-laboratoriet i E. Warburg , där han studerade värmeledningsförmåga i förtärnade gaser. I alla dessa vetenskapliga centra lämnade Smoluchovsky ett minne av sig själv som en exceptionellt kapabel experimenterare och teoretiker. Således var resultaten av forskning som erhölls i Warburgs laboratorium på den tiden en av de extremt få bekräftelserna på riktigheten av den kinetiska teorin om gaser. Det finns dock inga atomistiska grunder i detta arbete. Författaren presenterar problemet rent fenomenologiskt, oberoende av den kinetiska teorin, och nämner bara försiktigt möjligheten att formulera resultaten i atomistiskt språk. Den kinetiska teorin om materien skulle senare bli huvudinriktningen för Smoluchowskis vetenskapliga arbete.

1898 fick Smoluchowski doktorsexamen och blev privatdozent vid universitetet i Wien. Glädjen över den unge adjunkten delades av både familjen och universitetsmiljön. Vetenskapliga förhoppningar sattes på Smoluchowski inte bara av hans universitetslärare, utan också av Ludwig Boltzmann själv, den stora föregångaren till den kinetiska teorin om gaser.

Jag måste säga att Marian Smoluchowski, förutom musik, också var förtjust i bergsklättring. Sin passion för bergsutflykter fick han från sin far och storebror Tadeusz. När han var 13 år gammal korsade han tillsammans med Tadeusz Zavrat och den polska bergskedjan i Tatras. 1890-1893 bemästrade Tadeusz och Marian och hans vänner 24 nya klippvägar, varav 16 var de första toppbestigningarna. 1894 åkte Marian till västra Alperna, där han erövrade flera berömda bergstoppar. Men nya uppgifter vid universitetet i Lviv och äktenskapet med Sophia Baranetskaya, den charmiga dottern till en professor i matematik vid Jagiellonian University, avbröt bergsbestigningsexpeditionerna. Medan han arbetade i Lviv och sedan i Krakow, var Smoluchowski engagerad i skidåkning på hög höjd i Tatras och östra Karpaterna.

I sin vetenskapliga verksamhet klagade Smoluchovsky över Lvovs provinsialism och bristen på kollegor på rätt nivå som han kunde diskutera sina nya resultat med. Han upprätthöll på egen hand livliga vetenskapliga kontakter och samarbeten med framstående europeiska vetenskapsmän. Dessa kontakter underlättades av Smoluchowskis kunskaper i många främmande språk. Till exempel blev en av de danska forskarna positivt överraskad när han fick veta att Marian läste hans uppsatser på danska. Smoluchowski reste ofta till Wien (där hans närmaste vän och enastående fysiker F. Hasenöhrl arbetade ), Göttingen , Warszawa (som han kallade Little Paris på grund av det höga kulturlivet) och brittiska Cambridge (där han samarbetade med J. J. Thomson och E. Rutherford - Nobelpristagare). Han kommunicerade också med A. Einstein i samband med teorin om Brownsk rörelse, som de båda skapade. Den skarpsinnige fysikern från Leiden P. Ehrenfest kom speciellt till Lvov för att diskutera aktuella vetenskapliga problem med Smoluchovsky. Marian Smoluchowski var också intresserad av fysik i det ryska imperiet . Detta, till exempel, bevisas av ett brev från 1912, som han skickade till Moscow Physical Society efter döden av professor vid Moskvas universitet Pyotr Lebedev, grundaren av den första ryska fysiska skolan (det bör noteras att Lebedevs vetenskapliga verksamhet var inte kopplat till Smolukhovskys arbete).

I maj 1898 tillträdde Smoluchovsky tjänsten som Privatdozent vid universitetet i Lvov, redan nästa år blev han en utomordentlig professor i teoretisk fysik och 1903 professor. Vid den tiden var han den yngsta professorn i den habsburgska monarkin . Smolukhovsky visade sig vara en underbar lärare och utbildare. Han föreslog förändringar i systemet för universitetsutbildning, som vid den tiden var obekant vid de flesta universitet, i form av övningar för föreläsningar. Den största fördelen med Smoluchowskis föreläsningar var deras transparens, tillsammans med ett uttömmande förhållningssätt till denna fråga. Hans föreläsningar lyssnades också på av studenter från andra delar av universitetet.

Smoluchowski arbetade intensivt och publicerade i genomsnitt fem artiklar årligen i vetenskapliga tidskrifter på tyska, franska och engelska. Det var vid denna tid som de tidigare nämnda teorierna om densitetsfluktuationer, Brownsk rörelse och kritisk opalescens uppstod och artiklar om termodynamik gick ur tryck. Dessutom bör det noteras att Smoluchovsky publicerade vetenskapliga artiklar inom andra vetenskapsområden, till exempel om jordens atmosfär och planeter, om uppkomsten av vikta berg, om flera frågor inom aerodynamikområdet och om fenomenet av elektroosmos. Dessa verk åtnjöt stort intresse och erkännande av samtida.

1913 erbjöds Smoluchowski ordförandeskapet för experimentell fysik vid Jagiellonian University . Smoluchowski var en teoretiker, men han hade kvalifikationerna för att leda ordförandeskapet för experimentell fysik. Tidigare var han författare eller medförfattare till flera lysande experiment utförda i kända europeiska laboratorier. Krakow och Jagiellonian University var också provinsiella jämfört med Wien, men Smoluchowski accepterade erbjudandet eftersom det låg närmare Europas vetenskapliga centra från Krakow. Vistelsen i Krakow ledde till uppkomsten av utomordentligt viktiga artiklar som presenterar sambandet mellan kinetisk teori och termodynamik, teorin om partikels avsättning i gravitationsfältet, som baserades på härledningen av ekvationen, idag kallad Smoluchowski-ekvationen, och teori om koagulering av kolloider.

1916 höll Smoluchowski tre föreläsningar i Göttingen, som fortfarande är en grundläggande introduktion till problemen med Brownsk rörelse och molekylära fluktuationer. Samma år fick han ett erbjudande att flytta till universitetet i Wien. Han höll med efter viss tvekan, men ärendet föll samman av nationella skäl. Ett liknande förslag kom från Warszawa. I en sådan situation erbjöd Jagiellonian University Smoluchowski (som ville "stoppa" honom) titeln rektor. Tyvärr insjuknade Smoluchowski i augusti 1917 i dysenteri och dog den 5 september 1917 vid en ålder av drygt 45 år. Postuma memoarer av Smoluchowski har skrivits av fysiker av Albert Einsteins och Arnold Sommerfelds kaliber . Under de följande åren fick två av Smoluchowskis mångåriga forskare Nobelpriset i kemi, Richard Zsigmondy 1925 och Theodor Svedberg 1926.

Inte bara Smoluchowskis artiklar ägnade åt lösningen av problemet med Brownsk rörelse spelade en grundläggande roll i fysikens utveckling. Också värdefulla är hans verk som skrevs i slutet av hans liv. Av särskild relevans är det så kallade tankeexperimentet som Smoluchowski föreslog 1912. Detta experiment, relaterat till termodynamikens andra lag, hänvisar till möjligheten att få "användbart" arbete från Brownsk rörelse. Den populariserades och utökades senare av Richard Feynman i hans berömda föreläsningar om fysik och blev drivkraften för utvecklingen av den Brownska motormodellen.

Publiceringen av 1914 om begränsningarna av termodynamikens andra lag, som baserades på en rapport från Smoluchowski i Göttingen, påverkade utvecklingen av kvantmekaniken, särskilt von Neumanns mätteori . Den välkände israeliska vetenskapshistorikern Max Jammer skrev vackert om detta i boken "The Evolution of the Concepts of Quantum Mechanics" :

Smoluchowskis idé om ett sinne som ständigt är medvetet om det momentana tillståndet i ett dynamiskt system och därför kan bryta mot termodynamikens andra lag utan att göra något arbete var förmodligen den allra första logiskt obestridliga spekulationen om sinnets effekt på materien. Det banade, som vi har sett, vägen för von Neumanns långtgående slutsats att det är omöjligt att formulera kvantmekanikens lagar på ett fullständigt och konsekvent sätt utan hänvisning till mänskligt medvetande.

I fysikens historia kommer Marian Smoluchowski att bli ihågkommen främst för sitt arbete med teorin om Brownsk rörelse. Smoluchowski skapade på grundval av teorin om Brownsk rörelse den kinetiska teorin om koagulering av kolloider , teorin om elektrokinetiska fenomen, som lägger grunden för den kinetiska teorin om kolloidala system. Baserat på teorin om fluktuationer utvecklade han teorin om kritisk opalescens ( 1908 ). Smoluchowskis verk gav ett allvarligt slag mot hypotesen om " universums värmedöd ", bevisade giltigheten av den molekylär-kinetiska teorin och bidrog till den slutliga förstärkningen av atomistiska idéer .

Minne

• Det polska fysiska sällskapet upprättade Smoluchowski-medaljen , tilldelad sedan 1965 för prestationer inom fysik.
• 1970 döpte International Astronomical Union en krater på månens bortre sida efter Marian Smoluchowski .
• Aerosol Research Association instiftade Smoluchowski-priset [6] , som har delats ut sedan 1986 .
• German Physical Society och Polish Physical Society instiftade Marian Smoluchowski och Emil Warburg fysikpris , som har delats ut sedan 1997 .

Publikationer

• Smolukhovsky M. Om begreppet slumpmässighet och ursprunget till sannolikhetslagarna i fysiken  // UFN . - 1927. - Utgåva. 5 .
• Smolukhovsky M. Giltighetsgränserna för termodynamikens andra lag  // UFN . - 1967. - T. 93 , nr. 12 .

Se även

• Smoluchowskis ekvation

Anteckningar

1. ↑ 1 2 MacTutor History of Mathematics Archive
2. ↑ 1 2 Marian Smoluchowski // Brockhaus Encyclopedia  (tyskt) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
3. ↑ Marian Wilhelm Teofil Smoluchowski // Polsk biografisk onlineordbok  (polska)
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 volymer] / ed. A. M. Prokhorov - 3:e uppl. — M .: Soviet Encyclopedia , 1969.
6. ↑ Gaef: Smoluchowski Award . Hämtad 25 maj 2017. Arkiverad från originalet 29 april 2017. (obestämd)

Litteratur

• Henri V. A. M. F. Smolukhovsky (Marian V.-Smoluchowski)  // Phys . - 1918. - Utgåva. 1 .
• Suvorov S. G. På 50-årsdagen av Marian Smoluchovskys död  // Phys . - 1967. - T. 93 , nr. 12 .
• Khramov Yu. A. Smoluchowski Marian von // Fysiker: Biografisk guide / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2:a, rev. och ytterligare - M  .: Science , 1983. - S. 249-250. — 400 s. - 200 000 exemplar.
• Tysken M. Marian Smoluchowski är en omfattande personlighet // Kvant. — M .: MIAN , 2012. — Nr 3 . — S. 12–15 .
• A. Fulinsky. Om Marian Smoluchowskis liv och bidrag till fysiken // Acta Physica Polonica B . - 1998. - T. 29 , nr 6 .

Länkar

• Pristagare av Smoluchovsky-medaljen

Tematiska platser	Matematisk släktforskning zbMATH Öppna Arkiv för matematikens historia MacTutor
Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor ryss Litauisk universal Kroatisk Brockhaus
Släktforskning och nekropol	Hitta en grav
I bibliografiska 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