Петер йозеф вильгельм дебай: биография

литература

• Дитер Хоффманн / Марк Уокер (ред.): «Иностранные» ученые в Третьем рейхе: дело Дебая в контексте , Wallstein-Verlag , Göttingen 2011 ISBN 978-3-8353-0625-7
• Лекция: Вильгельм Вин: Питер Дебай: Нобелевская премия 1936 года. Квантовая и молекулярная физика; Теория теплоемкости Дебая . Литературное агентство Дановски, Цюрих, 2009 г.
• Christian Bremen / Stichting Edmond Hustinx (ed.): Pie Debije — Peter Debye: 1884–1966 , Gardez! -Verlag, St.Augustin 2000. ISBN 3-89796-048-6
• Лотар Бейер (ред.): Пути к Нобелевской премии: лауреат Нобелевской премии по химии в Лейпцигском университете, Лейпцигский университет, Лейпциг, 1999 ISBN 3-934178-04-9
• Эрих Хюкель: Воспоминания о Питере Дебай и годах моего ученичества. В: Физический журнал. 28, 1972, стр. 53-57, DOI: 10.1002 / phbl.19720280202 .
• Стефан Л. Вольф: подход Дебая к исключению еврейских членов из ДПГ , в: М. Уокер и Д. Хоффманн: Иностранные ученые в Третьем рейхе , Геттинген 2011, стр. 106–130.

Принцип неопределённости

Одно из ключевых явлений квантовой физики — квантовая запутанность частиц: изменение, произошедшее с одной частицей, приводит к изменению другой частицы, находящейся на расстоянии от первой. Точно рассчитать координаты и скорость квантовых частиц невозможно — этот принцип квантовой неопределённости сформулировал в 1927 году немецкий физик-теоретик Вернер Гейзенберг.

Однако не все учёные были готовы смириться с неопределённостью. К примеру, с этим постулатом спорил Альберт Эйнштейн, который считал, что науке пока просто неизвестны скрытые параметры, заставляющие частицы вести себя определённым образом.

• AFP

В 1964 году физик Джон Белл предложил неравенство для проверки теории о скрытых параметрах. Неравенство, в которое требуется подставить результаты экспериментальных измерений, составлено так, что будет нарушаться, только если скрытые параметры не существуют.

Джон Клаузер развил идеи Белла и провёл практические эксперименты.

«Проведённые им измерения подтвердили квантовую механику, явно нарушая неравенство Белла. Это значит, что квантовая механика не может быть заменена теорией, использующей скрытые параметры», — говорится в релизе Нобелевского комитета.

Также по теме

«Эпоха бурного развития»: доктор наук — о квантовых компьютерах и второй технологической революции

Как устроен квантовый компьютер, а также чем квантовый телефон отличается от обычного и насколько защищённым будет квантовый…

Однако после опыта Джона Клаузера оставались ещё некоторые сомнения: нужно было устранить возможное влияние настроек измерения параметров частиц в момент покидания ими источника излучения.

Ален Аспе доработал экспериментальную установку таким образом, что эта важная лазейка была закрыта. Он сумел переключить настройки измерения после того, как запутанная пара покинула источник, таким образом, настройка, существовавшая на момент выпуска частиц, не могла повлиять на результат.

В свою очередь, Антон Цайлингер начал работать с запутанными квантовыми состояниями, проводя долгие серии экспериментов с использованием усовершенствованной аппаратуры.

«Среди прочего его исследовательская группа продемонстрировала феномен, называемый квантовой телепортацией, который позволяет передавать квантовое состояние от одной частицы к другой на расстоянии», — отметил Нобелевский комитет. 

Как пояснил в комментарии RT старший научный сотрудник Центра квантовых технологий МГУ имени М.В. Ломоносова, руководитель научной группы Российского квантового центра Станислав Страупе, лауреаты Нобелевской премии вели исследования оснований квантовой физики.

«Квантовый мир отличается от классического тем, что в нём присутствует принципиальная случайность. Есть ситуации, в которых результаты квантовых измерений нельзя спрогнозировать, как бы хорошо мы ни понимали физические процессы, которые в изучаемой системе происходят. В своё время с этой особенностью квантовой теории спорил Альберт Эйнштейн. Эйнштейн надеялся, что в будущем появится более фундаментальная и глубокая теория, объясняющая, как он считал, те пробелы, которые привели к появлению вероятностного подхода. «Бог не играет в кости» — так он говорил», — отметил эксперт.

• Альберт Эйнштейн
• Gettyimages.ru

Долгое время казалось, что это сугубо философский спор. Однако нынешние лауреаты Нобелевской премии смогли перенести данный вопрос из философской в экспериментальную область и доказали, что вероятностный подход — это не результат ошибок или пробелов, а действительно фундаментальный принцип, управляющий квантовым миром, подчеркнул Страупе.

«Аспе и Клаузер были пионерами этих исследований, а Цайлингер сделал очень многое для развития этой области науки — для оснований квантовой теории. Их работы заложили фундамент для исследований в сфере квантовых вычислений и связи. Всё это выросло из таких экспериментов и стремления учёных понять принципы квантового мира», — подытожил Страупе. 

Нобелевская премия по экономике за 2017 г. за изучение «поведенческой экономики»

Досталась американскому экономисту Ричарду Талеру (Richard Thaler) за разработку целого раздела экономической теории, который получил неофициальное название — «экономика с человеческим лицом».

Нобелевский лауреат 2017 года: Ричард Талер («Экономика»)

Эта дисциплина изучает нерациональное поведение людей и целых организаций, выбирающих товары и услуги. Давно известно, что факторами такого выбора являются не только прямая выгода, но и социальные, эмоциональные, когнитивные и даже религиозные аспекты. Все это не учитывается большинством современных экономических теорий, которые исходят из того, что в основе экономики лежит исключительно прямая выгода. Нобелевский лауреат 2017 г. убедительно обосновал ущербность такого подхода, а также доказал, что «полезность» может лежать не только в материальной плоскости, но и в области чувств.

Почему дорогие «айфоны» успешно конкурируют на мировом рынке с объективно не менее качественными, но дешевыми «самсунгами»? В т.ч. и на этот вопрос отвечает поведенческая экономика Ричарда Талера

В рамках поведенческой экономики Ричард Талер подробно исследовал такие моменты, как эвристика доступности, влияние толпы (ввел понятие «информационные каскады»), феномен избыточной уверенности, который заставляет людей делать объективно ошибочный выбор товара или услуги. Есть надежда, что новая экономическая теория «с человеческим лицом» позволит точнее прогнозировать развитие потребительских рынков и экономики в целом.

Как химики строят молекулы?

Химики сравнительно давно научились искусственно создавать молекулы, но у них были определенные сложности в их конфигурации. Многие молекулы существуют в двух вариантах, где одна молекула является зеркальным отражением другой, как правая и левая руки у человека. Зачастую конфигурация оказывает совершенно разное воздействие на организм. Например, одна версия молекулы лимонена имеет запах лимона, в то время как ее зеркальное отражение пахнет апельсином.

Как кирпичики в Lego, молекулы служат строительным материалом для чего угодно: из них можно делать синтетические ткани, препараты фармацевтики и батареи, в которых особые молекулы накапливают энергию. В процессе такого строительства используются катализаторы — вещества, которые ускоряют химические реакции, но не становятся частью готового продукта.

Например, катализаторы в автомобилях превращают токсичные вещества из выхлопных газов в безвредные молекулы. Катализаторы есть даже в нашем теле: это более 5000 разных ферментов, которые играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ в организме.

Долгое время основными инструментами химиков при конструировании молекул были два типа катализаторов: металлы и ферменты. Но в 2000 году немецкий ученый Беньямин Лист и уроженец Великобритании Дэвид Макмиллан, работавший в Калифорнийском университете в Беркли, разработали третий тип катализа. Одновременно и независимо друг от друга они опробовали новый метод — асимметричный органокатализ. У него есть одна главная особенность: молекулу можно сконструировать в пространстве так, как нужно, а не так, как получится.

Нобелевский комитет сравнивает с каменным веком тот период, когда химикам не удавалось позаимствовать у природы ее искусство правильно закручивать молекулы — условно говоря, в левую или правую сторону. И подчеркивает, что порой именно это имеет решающее значение и отражается на свойствах полученного продукта.

Если вам кажется, что этот параметр не существенен, то стоит оглянуться на ужасающий исторический пример. До тех пор, пока химики не смогли провести асимметричный катализ, многие фармацевтические препараты содержали оба зеркальных отражения молекулы — одна из них была активной, в то время как другая иногда могла оказывать нежелательные эффекты. Катастрофическим последствием этого был скандал с талидомидом в 1960-х годах, когда одно зеркальное отражение фармацевтического препарата талидомида вызвало серьезные деформации у тысяч развивающихся человеческих эмбрионов. По разным оценкам, от 8000 до 12 000 детей родились с врожденными уродствами из-за того, что матери принимали препараты талидомида как снотворное во время беременности. Органокатализ позволяет не допустить повторения подобных случаев.

За 20 лет существования органокатализ нашел множество применений — этот период Нобелевский комитет сравнивают с золотой лихорадкой. Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан показали, что органические катализаторы могут использоваться для запуска множества химических реакций. «Используя эти реакции, исследователи теперь могут более эффективно создавать что угодно, от новых фармацевтических препаратов до молекул, которые способны улавливать свет в солнечных элементах. Таким образом, органокатализаторы приносят большую пользу человечеству», — говорится о лауреатах в официальном пресс-релизе. Преимуществами органических катализаторов стали их дешевизна в производстве и безвредность для окружающей среды, за счет каскадной реакции удалось значительно сократить отходы в химическом производстве.

Одним из примеров того, как органокатализ привел к более эффективным молекулярным конструкциям, является синтез естественной и поразительно сложной молекулы стрихнина. 200 лет назад этот токсичный алкалоид был впервые выделен из семян чилибухи, или рвотного ореха, как еще называют это тропическое дерево. С тех пор для химиков стрихнин был подобен кубику Рубика: они стремились синтезировать это ядовитое вещество за как можно меньшее количество шагов, но это не удавалось более полувека. Когда стрихнин был впервые синтезирован в 1952 году, для его получения потребовалось 29 различных химических реакций, и при этом лишь 0,0009% исходного материала образовало стрихнин, остальное было потрачено впустую. Зато в 2011 году, благодаря органокатализу, для получения стрихнина понадобилось всего два этапа, и в целом процесс производства оказался в 7000 раз эффективнее.

Дмитрий Иванович Менделеев — непризнанный гений

С именем великого химика связано множество мифов. Среди них —история о том, что таблица Менделееву приснилась. Однако учёный не придумал её за ночь. Напротив, за открытием лежали долгие часы раздумий. Свою таблицу Менделеев собирал по крупицам.

На Западе открытие приняли прохладно. Дело в том, что химия в те времена была описательной наукой. Учёные проводили эксперименты и фиксировали реальные реакции и результаты. На этом фоне теоретическая таблица блекла.

Например, физиохимик из Германии Вильгельм Освальд отмечал, что что классификация Менделеева слишком неопределённая. Другие химики соглашались, ссылаясь на то, что таблица уводит учёных в абстракции. Герман Кольбе, который во время открытия таблицы преподавал в Лейпцигском университете, назвал работу Менделеева спекулятивной.

Портрет Д. И. Менделеева в возрасте около 30 лет. Н. Ярошенко

Нобелевская премия

Эйнштейн некоторое время страдал от голода из-за отсутствия стабильного заработка. Но затем он смог устроиться в Бюро патентов, где начал получать деньги. В это же время Эйнштейн сотрудничал с популярным научным журналом «Анналы физики». Также Альберт женился на Милеве Марич.

Взаимоотношения Альберта с женским полом всегда были «на высоте», этот факт подтвердился после публикации личных писем физика в 2006 году. Эйнштейн написал их во время второго брака со своей кузиной. Имён всех его любовниц нам не найти, так как Эйнштейн, обращаясь к ним, часто использовал вместо имён инициалы либо символы.

Однако достоверно известно, что во время второго брака у него было, по меньшей мере, шесть крупных романов, лёгкая интрига с секретаршей и любовные отношения со светской львицей Этель Мичановски. Последняя, к слову, настолько агрессивно преследовала физика, что Альберту пришлось от неё скрываться. Ко всему прочему, в письмах Эйнштейна были найдены записи, где он признавался, что неравнодушен к своей падчерице.

Стоит также заметить его нетривиальный подход к сглаживанию проблем: свой первый брак Эйнштейн завершил разводом по обоюдному желанию, пообещав своей первой супруге серьёзную сумму денег, которой у него на тот момент просто не было. Вернуть деньги бывшей супруге Эйнштейн хотел благодаря гонорару, который выдаётся за получение Нобелевской премии.

В 1905 году Эйнштейн опубликовал свои наиболее важные научные труды. В них речь шла о квантовой теории, броуновском движении и специальной теории относительности, которая смогла соединить Принцип относительности Галилея и постоянство скорости света. Эйнштейн стал первым учёным, который ввёл в физику формулу соотношения между массой и энергией, сформулированной так: Е=mc (2). 1905 год вошёл в историю науки как «Год чудес» именно благодаря триумфальным открытиям Альберта Эйнштейна.

После «Года чудес» дела Эйнштейна пошли в гору. Он получил должность профессора физики и преподавал в крупных высших учебных заведениях в Цюрихе, Праге и Берлине. А в 1922 году Эйнштейну вручили Нобелевскую премию по физике за его теоретические труды и открытие законов фотоэффекта.

Подозрения в сотрудничестве с нацистами

В 2006—2007 гг. были опубликованы материалы о том, что Дебай симпатизировал режиму Гитлера, в частности, преследовал ученых еврейского происхождения и нередко заканчивал свои письма приветствием «Хайль Гитлер». В связи с этим университет Утрехта снял его имя со своего института физики и химии наноматериалов, а университет Маастрихта отменил ежегодную премию Дебая за достижения в области химической физики.

В 2008 г. специально собранная комиссия под председательством зам. премьер-министра Нидерландов и министра экономики Я.-К. Терлува (Terlouw Commission) пришла к выводу, что Дебай не являлся членом НСДАП и коллаборационистом, и порекомендовала университетам продолжить использование имени учёного. Университет Утрехта вернул имя Дебая институту физики и химии (Debye Institute for NanoMaterials Science); учредители премии имени Дебая также объявили о продолжении её присуждения.

Индивидуальные доказательства

1. Титульный лист Physikalische Zeitschrift , Verlag S. Hirzel, Лейпциг, 1945 г.
2. члена Баварской академии наук , сделанная (со ссылкой на некролог Вальтера Герлаха ), по состоянию на 23 января 2017 г.
3. Хольгер Кранке: Члены Академии наук в Геттингене 1751-2001 гг. (= Трактаты Академии наук в Геттингене, филолого-исторический класс. Том 3, том 246 = Трактаты Академии наук в Геттингене, Математические- Физический класс. Эпизод 3, т. 50). Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2001, ISBN 3-525-82516-1 , стр. 65.
4. Никакого энтузиазма по поводу приветствия Гитлера , в: Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung от 31 июля 2011 г., стр. 52

личные данные
ФАМИЛИЯ	Дебай, Питер
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИМЕНА	Дебие, Петрус Иосиф Вильгельм (имя при крещении)
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ	Голландский физик и химик, лауреат Нобелевской премии по химии
ДЕНЬ РОЖДЕНИЯ	24 марта 1884 г.
МЕСТО РОЖДЕНИЯ	Маастрихт
ДАТА СМЕРТИ	2 ноября 1966 г.
МЕСТО СМЕРТИ	Итака

Биография

Маастрихт — Ахен (1884—1906)

Петер Дебай (Дебейе) появился на свет 24 марта 1884 года в Маастрихте (провинция Лимбург, Нидерланды). Отец будущего учёного, Йоаннес Вильгельмус Дебейе (Joannes Wilhelmus Debije, 1859—1937), был рабочим или мастером (Werkmeister) в мануфактуре, выпускавшей металлические изделия. Мать, Мария Анна Барбара Реймкенс (Maria Anna Barbara Ruemkens, 1859—1940), в течение многих лет трудилась кассиром в театре, который был важным культурным центром города и завсегдатаем которого был маленький Петер. Через четыре года после рождения сына в семье появился второй ребёнок — девочка, которую назвали Каролиной. Известно, что в раннем детстве Дебай разговаривал почти исключительно на местном наречии, которым продолжал пользоваться на протяжении всей жизни (например, в переписке с друзьями). По мнению биографа учёного Мэнсела Дэвиса, дух независимости по отношению к остальным Нидерландам, присущий жителям Лимбурга, и регулярные семейные экскурсии в различные города Европы способствовали формированию характера Дебая — независимого и не подверженного влиянию национализма.

Начальное образование Дебай получил в местной католической школе, а в возрасте двенадцати лет поступил в высшую гражданскую школу (Hogere Burgerschool) в Маастрихте и учился в ней в течение пяти лет. В ходе выпускных экзаменов он показал себя лучшим учеником во всей провинции Лимбург, получив высший балл (10) по геометрии, механике, физике, естественной истории и космографии, 9 — по химии и нидерландскому языку, 8 — по алгебре, тригонометрии, черчению, географии, французскому и немецкому языкам. Однако в школе не изучались древние языки (греческий и латинский), поэтому путь к университетскому образованию был для юноши закрыт. Дебай получил работу в маргариновой фирме Юргенса, позже ставшей частью компании Unilever, но так и не начал там трудиться: родители решили, что ему следует продолжать учёбу и что, несмотря на свои скромные доходы, они обеспечат ему такую возможность. Выбор стоял между Делфтским техническим университетом и Высшей технической школой в Ахене. Стоимость обучения и близость к дому определили выбор в пользу Ахена. Здесь среди его учителей были известные физики — экспериментатор Макс Вин и теоретик Арнольд Зоммерфельд. По завершении обучения, в 1905 году, Дебай защитил дипломную работу по электротехнике, теоретически решив задачу о токах Фуко в прямоугольном проводнике. Однако к этому времени его уже интересовала не столько электротехника, сколько теоретическая физика. Зоммерфельд немедленно распознал способности своего студента и, когда представилась возможность выбрать себе ассистента, остановился на кандидатуре Дебая. К ахенскому периоду, по-видимому, относится и изменение в написании фамилии молодого учёного: в работах, написанных не на голландском языке, он практически неизменно стал подписываться Debye вместо Debije.

Нобелевская премия по физике за 2017 г. за открытие гравитационных волн

Ее получили американские физики Райнер Вайсс (Rainer Weiss), Кип Торн (Kip Thorne) и Барри Бэриш (Barry Barish), под руководством которых в США был реализован проект LIGO.

Нобелевские лауреаты 2017 года: Райнер Вайс, Кип Торн и Барри Бэриш («Физика»)

Его главными элементами являются две обсерватории в штатах Вашингтон и Луизиана, удаленные друг от друга на 3002 км. Поскольку скорость распространения гравитационных волн равна скорости света, данное расстояние «гравитация» преодолевает ровно за 10 миллисекунд, что облегчает расчеты. Обсерватории представляют собой интерферометры Майкельсона, совмещенные с двумя мощными лазерами. Их использование позволяет установить направление на источник гравитационных флуктуаций и определить их силу.

Схема гигантского интерферометра проекта LIGO, с помощью которого нобелевским лауреатам 2017 г. удалось зарегистрировать гравитационные волны

Еще 14 сентября 2015 г. до Земли дошла гравитационная волна от столкновения двух массивных черных дыр, которые находились на расстоянии 1,3 млрд. световых лет от Солнечной системы. Ее то и удалось зарегистрировать с помощью обсерваторий LIGO, подтвердив тем самым экспериментально само наличие гравитационных волн. Необходимо отметить, что их существование предсказал еще Альберт Эйнштейн в далеком 1915 г. в рамках Общей Теории Относительности.

Открытие гравиволн — действительно фундаментально, поскольку способно стать отправной точкой для развития систем связи на основе гравитационного взаимодействия, а в далеком будущем – и создания транспортных средств для путешествий (в т.ч. межзвездных) через «изнанку пространства», которые многократно описаны фантастами.

Ссылки

1. ↑ Сайб Риспенс, Эйнштейн в Нидерландах. Интеллектуальная биография Амбо / Антос 2006 ISBN 90-263-1903-7
2. Дэвис, М. (1970). Питер Йозеф Вильгельм Дебай. 1884–1966». Биографические воспоминания членов Королевского общества 16 : 175. .
3. Random House Dictionary , Random House, 2013: «Дебай».
4. Stichting Эдмонд Хастинкс и Кристиан Бремен (ред.). Пи Дебиже-Питер Дебай: 1884–1966. Гардез! Верлаг (2000) ISBN 3897960486 .
5. ^
6. Сайм, Рут Левин. Лиза Мейтнер: жизнь в физике . Калифорнийский университет Press (1997) ISBN 0520208609 .
7. Сайм, Рут Льюис (1990). Бегство Лизы Мейтнер из Германии. Американский журнал физики 58 (3): 262. . .
8. Х. Рехенберг, Physik. Блеттер , 44, ноябрь 1988 г., стр. 418.
9. Интервью, данное газете Gooi & Eemlander (голландский язык) 2 февраля 2006 г.
10. . 5 мая 2006 г. Home.hetnet.nl. Проверено 25 июля 2012 г.
11. Эктор Д. Абрунья. . Главная.hetnet.nl. Проверено 25 июля 2012 г.
12. Энсеринк М (2006). «ЭТИКА: Блокировка книги, Голландский университет возрождает фурор по поводу лауреата Нобелевской премии Дебая». Science 312 (5782): 1858. PMID   . .
13. Фолькскрант , 24 марта 2007.
14. NRC Handelsblad , 19 мая 2007 г.
15. Эйкхофф, Мартин «Во имя науки?», Aksant, Амстердам, 2008, с. 131.
16. Болл, Филипп (2010). «Письма защищают лауреата Нобелевской премии от нацистских обвинений». Природа . .
17. Рейдинг, Юрри (2010). «Питер Дебай: пособник нацистов или тайный противник?». Амбикс 57 (3): 275-300. PMID   . .
18. Отье, Андре (2013). «7.9 П. Дебай и температурный фактор». Первые дни рентгеновской кристаллографии . Тексты Международного союза кристаллографии по кристаллографии. ОУП Оксфорд. стр. 154-157. ISBN  9780191635014 .
19. Отье, Андре (2013). «8.5 Порошковая дифракция, П. Дебай и П. Шеррер, А. В. Халл». Первые дни рентгеновской кристаллографии . Тексты Международного союза кристаллографии по кристаллографии. ОУП Оксфорд. стр. 154-157. ISBN  9780191635014 .

Предшественник: Жан Фредерик Жолио-Кюри Ирен Жолио-Кюри

Нобелевская премия по химии 1936 г.

Преемник: Норман Хаворт Пол Каррер

Торн и Вебер

Раз гравитационные волны реальны и переносят энергию — значит их можно попытаться зарегистрировать. Впрочем, первые же оценки Эйнштейна показали, что гравитационное излучение от лабораторных генераторов или от известных тогда астрофизических объектов настолько слабое, что зарегистрировать его попросту нереально, ни сейчас, ни в ближайшем будущем. Однако космические катастрофы, такие как взрывы сверхновых, слияние нейтронных звезд или даже черных дыр, произошедшие в нашей галактике или ее ближайших окрестностях, вполне способны породить куда более сильные гравитационные волны.

Тут надо оговориться, что предсказание того, как и с какой частотой будут происходить космические катаклизмы, способные порождать мощные гравитационные волны, — это удел астрофизиков-теоретиков. Даже в конце XX века оставались неопределенности на пару порядков, что же говорить про 60–70-е годы. Тогда это была настолько новая область, что каждое предложение казалось радикальным шагом и вызывало горячие споры. В своем недавнем интервью Кип Торн — один из лауреатов Нобеля-2017, крупнейший физик-теоретик, работавший во всех аспектах теории гравитации с 60-х годов, — рассказывает, например, о своей встрече в 1971 году с Яковом Зельдовичем, на которой тот убеждал Торна, что пара вращающихся черных дыр излучает мощные гравитационные волны. Этот образ чисто гравитационной катастрофы, которая, оставаясь невидимой, способна прогрохотать на всю вселенную, так захватил Торна, что он тут же занялся их обсчетом. В ходе этих исследований Торна и других теоретиков сложилась примерная картина того, что же должны будут ловить будущие детекторы.

Конечно, гравитационные волны, излучившиеся в таком катастрофическом событии, достигнут Земли сильно ослабленными (см. простейшие оценки в статье). Их амплитуда — относительная деформация плоского пространства-времени — составит от силы 10–16 даже для события в нашей галактике. Деформации тел, вызванные прохождением гравитационной волны, будут такого же порядка. Но хотя это мизерная величина, пытаться зарегистрировать такие относительные искажения — задача не столь безнадежная, как может показаться на первый взгляд.

Старт всей экспериментальной программе по поиску гравитационных волн дал Джозеф Вебер. С упоением изучая ОТО и воодушевленный консенсусом по поводу реальности гравитационных волн, он в своей статье 1960 года предложил первый детектор гравитационных волн — резонансный. Детектор представлял собой цельный металлический цилиндр с прикрепленными на него датчиками, который — наподобие ксилофона — должен зазвенеть на своей резонансной частоте, когда короткий всплеск гравитационных волн «ударит» по нему своей волной деформации. К 1966 году Вебер построил несколько таких детекторов по одинаковой технологии, которые работали на большом удалении друг от друга. Стартовали сеансы наблюдений, и в 1969 году Вебер сделал сенсационное заявление о нескольких случаях одновременного срабатывания детекторов, что, по его мнению, однозначно указывало на регистрацию гравитационных волн, пришедших, предположительно, из центра нашей галактики.

Сразу несколько групп экспериментаторов по всему миру, включая группу Владимира Брагинского в МГУ, бросились проверять это заявление — и, несмотря на всё улучшающуюся технологию, ничего подобного не нашли. Заявление Вебера также входило в противоречие с теоретическими ожиданиями, включая оценки того же Торна. К середине 70-х годов вышли десятки статей, сообщавших не только об отрицательных результатах поисков, но и обсуждающие возможные ошибки в работе Вебера. Научное сообщество, в целом, признало, что Вебер видел какие-то шумы или артефакты, и… с удвоенными усилиями приступило к дальнейшему совершенствованию технологий.

И вот в этом и состоит главная научная заслуга работ Вебера. Сейчас, из 2017 года, мы можем констатировать, что резонансный метод регистрации гравитационных волн оказался тупиковым: несмотря на все технические ухищрения и полувековую историю разработок, его чувствительность на порядки хуже, чем у LIGO. Однако та бурная деятельность, которую развил Вебер, включая его громкие заявления об открытии, сыграла в развитии этой области важнейшую роль: она зацепила, взбудоражила экспериментаторов. Вебер сам, словно гравитационная волна небывалой мощности, заставил «звенеть» научное сообщество — и за считаные годы гравитационные волны превратились из полуабстрактного математического вопроса в предмет активного экспериментального изучения.

Скрытые закономерности

Другая половина Нобелевской примени присуждена за открытие в начале 1980-х годов «скрытых закономерностей в неупорядоченных сложных материалах», что сокрыты за кажущимися случайными движениями и завихрениями в газах или жидкостях. Его работа являются важным вкладом в теорию сложных систем, а также примечательно тем, что ее аспекты можно применить к нейробиологии, машинному обучению и формированию полета скворцов.

Итальянский физик-теоретик Джорджо Паризи. Система, которая была им рассмотрена около 1980 года, называется спиновым стеклом, хотя разработанные методы и сформулированные принципы оказались применимыми к значительно более широкому спектру объектов.

Доктор Паризи – итальянский физик-теоретик, родившийся в 1948 году в Риме, чьи исследования были сосредоточены на квантовой теории поля и сложных системах. Он получил степень доктора философии в Римском университете Сапиенца в 1970 году. Является профессором Римского университета Сапиенца.

Итак, какие системы ученые называют сложными? Те, что состоят из множества частей, взаимодействующих друг с как самостоятельные элементы. Их одновременное взаимодействие, будучи разнонаправленным, придает сложной системе ее отличительную черту, а именно появление новых свойств, которые отсутствуют на уровне отдельных элементов и не сводятся к характеристикам элементов, составляющих систему.

Уже исходя из одного определения, можно понять, насколько сложная эта тема. И описать ее с помощью математики невероятно трудно, ведь необходимо учесть все возможные варианты взаимодействия элементов друг с другом. А элементы, как известно, часто ведут непредсказуемо, так что в любой системе огромную роль играет Его Величество Случай.

Церемония вручения Нобелевской премии по физике, 2021 год.

Но около 40 лет назад Джорджо Паризи доказал, что совершенно случайные на первый взгляд факторы связаны между собой и даже подчиняются определенным правилам. Если попробовать объяснить совсем простыми словами, то работа итальянского физика позволяет свести воедино все неизвестные переменные. Их объединение, например, в «общий фактор неопределенности» значительно повышает точность не только расчетов, но и предсказаний.

Что вновь возвращает нас к предыдущим лауреатам и их работе по климатическому моделированию: работа Паризи позволяет климатологам строить значительно более точные модели происходящих климатических изменений, как в результате антропогенной деятельности, так и множество других факторов.

Развитие физического познания охватывает все новые области действительности. И физика сложных систем – как раз одно из них.

В заключении же хочу сказать, что работа итальянского физика демонстрирует нам, что «понять лес, созерцая дерево – не сложно. На самом деле это невозможно». Порядок, отмечает Паризи, существует только на соответствующем масштабе и хаос «на нижнем уровне» ему не помеха. Безусловно, можно искать закономерности и в климате и погоде – но лишь на уровне статистики и учтя при этом множества прочих факторов – сложные системы требуют неординарных решений.

НАШИ ЛЮДИ

Яценко, Леонид Петрович
Физики

украинский физик действительный член Национальной академии наук Украины, директор Института физики НАН Украины

Ярив, Амнон
Физики

израильский и американский профессор прикладной физики и электротехники в Калифорнийском технологическом институте, известный своими разработками в области оптоэлектроники

Яппа, Юрий Андреевич
Физики

советский и российский физик-теоретик

Янус, Рудольф Иванович
Физики

советский физик

Янсонс, Юрис (учёный)
Физики

советский и латвийский физик в области механики полимеров

Янский, Карл
Физики

американский физик и радиоинженер, основоположник радиоастрономии

Янг Чжэньнин
Физики

китайский и американский физик

Ялоу, Розалин Сасмен
Физики

американский биофизик