Внесок у розвиток фізики українських учених
ФІЗИКА
ВСТУП
5. Внесок у розвиток фізики українських учених
У середні віки в університетах та академіях Європи можна було зустріти не тільки студентів-українців, а й викладачів – вихідців з України. Видатною постаттю XV ст. був уродженець м. Дрогобича Ю. Котермак – філософ, астроном, медик, що став ректором Болонського університету. В 1483 р. він видав книгу “Прогностична оцінка поточного 1483 р. майстра Ю. Дрогобича з Русі, доктора мистецтва і медицини Болонського університету”. Це перша відома нам праця українського природодослідника.
Наприкінці
У 1576 р. в Острозі під патронатом князя К. Острозького було створено Острозьку школу (греко-слов’янсько-латинську колегію). Вона мала велике значення для поширення освіти серед населення, об’єднувала кращі наукові сили того часу. Перевага віддавалася таким гуманітарним наукам, як історія, філософія, богослов’я. Саме тут здійснене перше в Україні повне друковане видання Біблії. Колегія припинила своє існування 1636 р.
У Києві 1632 р. митрополит П. Могила організував
У 1661 р. засновано Львівський університет, у складі якого були філософський, юридичний, медичний і теологічний факультети.
У 1727 р. створюється Харківський колегіум, в якому на високому рівні викладалися природничі науки. У 1805 р. було відкрито Харківський університет – третій в Російській імперії після Московського і Казанського, 1834 р. – Київський університет із двома відділеннями – історико-філологічним і фізико-математичним, а 1865 р. – Одеський (Новоросійський) університет.
Відкриття університетів стимулювало створення наукових товариств. Царизм не визнавав української нації і категорично забороняв українську мову, книгодрукування, театр і взагалі будь-які прояви українського національного життя. За цих умов центр українського руху за національне відродження перемістився в ту частину України, яка перебувала у складі Австро-Угорщини, де ставлення до всього українського було більш поблажливим.
У 1892 р. внаслідок реорганізації Літературного товариства ім. Т. Г. Шевченка у Львові створено Наукове товариство імені Шевченка (НТШ). При товаристві з самого початку працювала математично-природничо-лікарська секція. Товариство, по суті, було українською Академією, яка функціонувала не стільки як наукова установа, скільки як осередок, що об’єднував учених, які працювали в різних наукових закладах різних країн. Дійсними членами товариства були А. Ейнштейн, М. Планк та інші вчені. НТШ було закрите радянською владою, встановленою в Західній Україні 1939 р. У 1990 р. товариство, філіали якого функціонували за кордоном, поновило свою діяльність у Львові.
Серед перших дійсних членів НТШ були також українські фізики І. П. Пулюй та М. Д. Пильчиков.
І. П. Пулюй (1845-1918) – професор Віденського університету, професор і ректор Празького політехнічного інституту. Його праці з молекулярної фізики, вакуумної техніки, природи катодних променів і процесів у газорозрядних трубках принесли йому світову славу. Завдяки винайденій ним газорозрядній трубці, що була досконалішою від “трубки Крукса”, його ім’я було відоме в усіх наукових лабораторіях Європи, де цю трубку назвали “трубкою Пулюя”. Як стверджують його сучасники, І. П. Пулюй раніше від В. Рентгена спостерігав Х-промені. Проте він не належно оцінив своє відкриття і опублікував свої результати вже після В. Рентгена.
І. П. Пулюй був не лише фізиком світового значення, а й вдумливим філософом, активним громадянином та щирим патріотом. Розуміючи фундаментальне значення мови в житті нації, він став одним з ініціаторів запровадження народної мови в релігійну літературу: підготував і видав за свої кошти 1871 р. перший молитовник українською мовою, разом із письменниками П. О. Кулішем та І. С. Нечуй-Левицьким уперше повністю переклав Біблію українською мовою, виступав у пресі проти її переслідувань царським урядом, доклав багато зусиль (на жаль, безуспішних) для створення у Львові українського університету.
М. Д. Пильчиков (1857-1908) народився у Полтаві. У 1880 р. закінчив Харківський університет, де працював до 1894 р. (з 1889 р. – професор), у 1894-1902 рр. – професор Новоросійського університету, з 1902 р. – Харківського технологічного інституту. Його наукові праці присвячені оптиці, земному магнетизму, електро – та радіотехніці, радіокеруванню, рентгенівським променям, радіоактивності та іншим актуальним на той час питанням. М. Д. Пильчиков був одним із співзасновників НТШ. Усе недовге життя вчений віддав боротьбі за піднесення рідної науки, за утвердження в ній новаторства, за виборювання нею високого світового авторитету.
Осередками фізичних досліджень в Україні до революції були університети та політехнічні інститути.
Одним із перших фізиків Харківського університету був Т. Ф. Осиповський, який досліджував природу світла. Його учень М. В. Остроградський зробив вагомий внесок у розвиток теоретичної механіки та електродинаміки.
Чималий здобуток у розвиток фізики в Україні зробив професор Київського університету М. П. Авенаріус (1835-1895), засновник першої вітчизняної фізичної школи. У 1865-1890 рр. він завідував кафедрою фізики, започаткував тут наукову роботу, створивши першу в Україні науково-дослідну лабораторію експериментальної фізики, вміло поєднував викладацьку діяльність з науковою. Лекціям М. П. Авенаріуса були притаманні високий науковий рівень і виняткова ясність. У 1875 р. він уперше в університеті запровадив лабораторний практикум із фізики і найбільш здібних студентів залучав до дослідницької діяльності. Наукові праці М. П. Авенаріуса присвячені вивченню термоелектричних явищ і молекулярної фізики, зокрема критичного стану речовини. Він перший засвідчив, що в критичній точці прихована теплота випаровування дорівнює нулю, запропонував новий метод визначення критичної температури для деяких рідин. Протягом 1875-1889 рр. М. П. Авенаріус разом зі своїми учнями провів дослідження з цієї проблеми, одержавши чимало критичних даних для багатьох речовин, які ввійшли в основний фонд фізичних величин і надовго залишилися незмінними.
Уперше 1885 р. критичну температуру води визначив учень М. П. Авенаріуса О. І. Надєждін, розробивши для цього новий метод, відомий у науці як метод Надєждіна. Лише через кілька років ці вимірювання повторили французькі дослідники Л. Кольєте і Колардо. О. І. Надєждін також установив зв’язок між точкою кипіння і критичною температурою рідини.
Після М. П. Авенаріуса кафедрою фізики протягом 1890-1903 рр. завідував М. М. Шиллер (1848-1910) – фізик-теоретик, який із 1876 р. очолював першу в Україні кафедру теоретичної фізики. Він викладав курси математичної фізики, теорії потенціалу, теорії пружності, гідродинаміки, електродинаміки, теорії світла, механічної теплоти та ін. Його наукові дослідження стосувалися теоретичної механіки, термодинаміки, математичної фізики, електродинаміки, оптики, молекулярної фізики та інших галузей. У 1874 р. М. М. Шиллер розробив метод визначення діелектричної проникності у змінних полях і перевірив справедливість максвеллівського співвідношення ε = n2, у 1874-1875 рр. здійснив чимало експериментів, які побічно підтверджували реальність гіпотези Дж. Максвелла про існування струмів зміщення, дослідив вплив середовища на електромагнітні коливання. М. М. Шиллер один із перших фізиків Росії застосував (1879 р.) закони термодинаміки до вивчення стану пружного тіла. У 1890 р. він став ініціатором створення при університеті Фізико – математичного товариства, яке очолював протягом 14 років. Після його переїзду до Харкова фізичною лабораторією завідував Й. Й. Косоногов (1866-1922), фізичним кабінетом – Г. Г. Де-Метц (1861- 1947). Вихованець Київського університету Й. Й. Косоногов працював спочатку під керівництвом М. П. Авенаріуса, а потім – М. М. Шиллера. Більшість його праць присвячена дослідженням електричних явищ, решта – оптики, фізичної географії, метеорології та методики викладання фізики.
До революції наукова робота проводилася також в інших вищих навчальних закладах України, зокрема в Київському політехнічному інституті (заснований 1898 р.), Харківському політехнічному інституті (заснований 1885 р.), Катеринославському вищому гірничому училищі (засноване 1899 р., нині Дніпропетровська національна гірнича академія) та у Львівському політехнічному інституті (створений 1844 р.).
Із часу створення Київського політехнічного інституту в ньому викладав Г. Г. Де-Метц, який завідував кафедрою фізики, лабораторією і фізичним кабінетом, який при ньому був одним із кращих у вищій школі. Наукові праці Г. Г. Де-Метца стосувалися оптики, радіоактивності та методики викладання фізики. Він дослідив явище подвійного променезаломлення в багатьох рідинах, ефект Керра. Г. Г. Де-Метц – вихованець Одеського університету, закінчив фізико-математичний факультет і був залишений на кафедрі для підготовки до професорського звання. З 1891 р. він працював у Києві.
О. Г. Гольдман (1884-1971) 1908 р. закінчив Лейпцизький університет, а 1909 р. – Київський, де працював. У 1914-1918 рр. працював у Петрограді в Головній палаті мір і ваг та Політехнічному інституті. З 1918 р. викладав у Київському політехнічному інституті (з 1921 р. – професор), із 1923 р. він був керівником Київської науково-дослідної кафедри фізики, на базі якої 1929 р. створено Інститут фізики АН УРСР, очолюваний ним у 1929-1938 рр. У 1929 р. О. Г. Гольдмана обрано дійсним членом АН УРСР. Упродовж 1938- 1959 рр. він викладав у різних вищих навчальних закладах країни, а з 1959 р. працював завідувачем відділу Інституту фізики АН УРСР. Основні наукові праці його стосуються фізики діелектриків і напівпровідників та електролюмінесценції.
У 1871 р. доцентом кафедри фізики Одеського університету призначено М. О. Умова (1846-1915), а 1875 р. – професором. Тут він працював 22 роки. У працях 1873-1874 рр., а особливо у докторській дисертації “Рівняння руху енергії в тілах”, М. О. Умов запровадив поняття про густину енергії та швидкості її руху, про потік енергії, подав диференціальні рівняння руху енергії в пружному твердому тілі й рідині, сформулював теорему, що пов’язує потік механічної енергії через площадку, тиску якого вона зазнає, і швидкість її руху (теорема Умова). Він перший застосував закон збереження енергії до вивчення хвильових процесів, показав, що поширення хвиль пов’язане з перенесенням енергії, і подав його нове формулювання. Своїми піонерськими дослідженнями про локалізацію і рух енергії М. О. Умов істотно збагатив наші уявлення про енергію, а його формулювання закону збереження енергії за допомогою поняття потоку енергії виявилося дуже плідним і широко застосовується в сучасній фізиці.
Теоретичні дослідження М. О. Умова, виконані в університеті, стосувалися також теорії коливань, термодинаміки, термопружності, земного магнетизму і електродинаміки. Він запровадив поняття теплових напружень, розв’язав задачу про розподіл електричних струмів на поверхні будь-якого виду (до цього задача розв’язувалася лише для окремих випадків), пояснив фізичний зміст багатьох складних формул Гаусса з теорії земного магнетизму, що дало змогу визначити вікові зміни земного магнетизму. Крім теоретичних М. О. Умов виконав чимало експериментальних робіт, зокрема дослідив дифузію водних розчинів, явищ поляризації світла в каламутних середовищах. Цикл його праць присвячений також обгрунтуванню взаємодій на основі концепції близькодії. Для теоретичних розвідок М. О. Умова характерне філософське тлумачення проблеми, він був не тільки фізиком, а й філософом-матеріалістом.
У 1918-1922 рр. професором Одеського політехнічного інституту був Л. І. Мандельштам, який підготував праці з оптики, радіофізики, теорії нелінійних коливань. Новоросійський університет в Одесі 1896 р. закінчив Л. В. Писаржевський, який заклав основи електронної теорії гетерогенного каталізу.
Помітна наукова діяльність у Львівському університеті пов’язана з іменами М. Смолуховського (1872-1917), С. Лоріа (1883-1958), Л. Інфельда (1898-1968), В. Рубіновича (1889-1974) і В. С. Міліянчука (1905-1958). Відомий польський фізик М. Смолуховський працював тут протягом 1898-1913 рр. Саме в цей час він написав свої класичні праці зі статистичної фізики. Його дослідження з броунівського руху та з питань межі застосування другого принципу термодинаміки обгрунтовували і розвивали ідеї Л. Больцмана. Виходячи з кінетичного закону розподілу енергії, М. Смолуховський створив у 1905-1906 рр. (незалежно від А. Ейнштейна) теорію броунівського руху, яка довела справедливість кінетичної теорії теплоти та її висновків і сприяла остаточному утвердженню її. Він установив закони флуктуацій рівноважних станів у молекулярних системах, які використав для обгрунтування обмеженості трактування Р. Клаузіусом другого принципу термодинаміки. В 1908 р. на основі теорії флуктуацій побудував теорію критичної опалесценції. Теоретично обгрунтував (1898 р.) явище температурного стрибка на межі “газ – тверде тіло”, відкритого експериментально в 70-х роках XIX ст., що було досить сильним аргументом на користь молекулярної кінетики.
У 1918 р. професором кафедри теоретичної фізики став С. Лоріа, з 1928 р. він очолив кафедру експериментальної фізики і Фізичний інститут. Його експериментальні праці стосувалися дисперсії світла, флюоресценції, магнетооптики, теплового випромінювання, радіоактивності, дифракції електронів.
У 1930-1936 рр. в університеті працював Л. Інфельд, який уперше розпочав тут читання курсу загальної теорії відносності. З 1933 р. на кафедрі теоретичної фізики працював В. С. Міліянчук. Він розпочав дослідження з теорії атомних спектрів і став відомим спеціалістом у галузі атомної спектроскопії.
Із 1937 р. кафедрою теоретичної фізики керував В. Рубінович, який до цього (з 1922 р.) був професором Львівського політехнічного інституту. За роки роботи у Львові він провів багато теоретичних досліджень із квантової теорії, теорії дифракції, атомної спектроскопії, зокрема побудував теорію мультипольного випромінювання, встановив правила відбору для квадрупольного випромінювання.
Стислий аналіз розвитку фізики в Україні у XIX – на початку XX ст. засвідчує, що вчені, про яких ішлося, виявили велику ерудицію, володіння математичним апаратом, технікою експерименту і зробили певний внесок у розвиток вітчизняної фізики. Дослідження М. П. Авенаріуса, М. О. Умова, Ф. Н. Шведова і М. Д. Пильчикова принесли їм загальне визнання. Проведена навчальна й наукова робота з фізики була підгрунтям для її подальшого розвитку.
Чимало вихідців з України стали відомими фізиками за її межами.
Дж. Гамов (1904-1968) народився в Одесі. У 1928-1931 рр. він працював у таких відомих наукових центрах, як Геттінген, Копенгаген і Кембридж. Всесвітнє визнання Дж. Гамов уперше отримав 1928 р., коли на підставі нової тоді квантової механіки вивів теорію проникнення ядерного бар’єра а-частинками. У 1934 р. він став професором фізики в університеті ім. Дж. Вашингтона у СІЛА. До численних наукових досягнень Дж. Гамова в Америці належать його широковідома космологічна теорія “гарячого первинного вибуху” та його загальноприйняте положення про генетичний код ДНК. Дж. Гамов відомий також як популяризатор фізики. Його книжка “Містер Томсон у країні чудес” з’явилася в перекладах у багатьох країнах.
Дж. Кістяківський (1900-1982) народився в Києві. Ступінь доктора з фізико-хімії здобув у Берлінському університеті 1925 р. Його праці з молекулярної кінетики, спектроскопії та фізики ударних хвиль принесли йому світову славу і сім почесних докторських ступенів, а за проектування в Лос-Аламосі вибухового пристрою для критичної маси першої ядерної бомби він отримав грамоту визнання від президента США Г. Трумена. У 1959-1961 рр. Дж. Кістяківський був офіційним науковим радником президента США Д. Ейзенхауера. Він сприяв створенню у Гарвардському університеті Українського наукового інституту.
Б. Раєвський (1893-1974) народився у Чигирині на Черкащині. Ступінь доктора з біофізики отримав у Франкфуртському університеті. Він працював професором біофізики у цьому університеті й директором (1937-1966) Інституту біофізики ім. Макса Планка у Франкфурті-на-Майні. У повоєнні роки Б. Раєвський був ректором Франкфуртського університету й активно сприяв його академічному оновленню. Як фізик-дослідник він зробив вагомий внесок у дослідження біологічних наслідків опромінення та встановлення радіаційних стандартів охорони здоров’я. Біофізичний інститут у Саарбюккені названо його ім’ям.
О. Смакула (1900-1983) народився у Галичині, здобув науковий ступінь доктора з оптики (1927 р.) у Геттінгенському університеті в Німеччині. З 1934 по 1945 р. О. Смакула був директором дослідної лабораторії у відомій німецькій фірмі Карла Цейса в Ієні. Там зробив винахід (і запатентував його), що нанесення відповідного тонкого шару на лінзу набагато підвищує її просвітління. Нині лінзи всіх фотоапаратів, телескопів тощо мають “шар Смакули”. Після війни американська розвідка перевезла О. Смакулу як німецького вченого до США. У 1951 р. він став професором фізики у Масачусетському технологічному інституті, де 1964 р. заснував і очолив Лабораторію фізики кристалів. Його численні праці стосувалися центрів забарвлення у кристалах, оптичних і діелектричних властивостей твердих тіл та взаємодії радіації з граткою кристалів. О. Смакула – лауреат академічних премій та відзнак і почесний член Товариства українських інженерів Америки. В 1938 р. його було обрано дійсним членом НТШ у Львові.
С. П. Тимошенко (1878-1972) народився на Сумщині, 1901 р. закінчив Петербурзький інститут інженерів шляхів. Упродовж 1907- 1911 та 1917-1920 рр. був професором Київського політехнічного інституту. В листопаді 1918 р. він став співзасновником Української академії наук у Києві, а з 1919 р. – директором Інституту технічної механіки. У 1920 р. емігрував у Югославію, а 1922 р. – до Америки, де був професором Мічиганського (1927-1936) та Стенфордського (1936-1943) університетів. Завдяки його фундаментальним працям із теорії пружності та коливань і стійкості пружних систем С. П. Тимошенко вважається основоположником теорії опору матеріалів. Із його універсальних підручників, перекладених різними мовами, цілі генерації студентів і фахівців вивчали механіку пружних систем. С. П. Тимошенко – лауреат шести почесних докторатів університетів і політехнікумів та багатьох академічних, індустріальних, державних премій і відзнак. Його було обрано членом Академії наук США, Франції, Італії та Польщі. Він також був іноземним членом АН СРСР та членом Лондонського Королівського (наукового) товариства. С. П. Тимошенко був членом Української академії наук (із 1918 р.), членом НТШ (із 1923 р.) та Української вільної академії наук (із 1947 р.). У 1953 р. його обрано почесним членом Товариства українських інженерів Америки.
Назвемо ще відомих вчених українського походження, які працювали і нині працюють у галузі фізичної науки: Г. Шарпак – лауреат Нобелівської премії (1992 р.), Т. Костюк відкрив явище природного лазера С02 в атмосфері Марса, Б. Грабовський уперше в світі сконструював апарат – прообраз телевізора (1923 р.), М. Леонтович є творцем теорії плазми, І. Вітковський, Н. Голоняк, М. Каша, Л. Романків, Р. Яцків.
У цьому короткому огляді немає можливості проаналізувати досягнення фізичних інститутів НАН України та навчальних закладів, учені яких зробили помітний внесок у розвиток фізики твердого тіла, ядерних досліджень, теоретичної фізики, фізики плазми, металофізики і матеріалознавства, радіаційного матеріалознавства, фізики рідин, фізики полімерів, біофізики, фізики низьких температур, радіофізики та емісійної електроніки, оптичної квантової електроніки, нелінійної оптики тощо.
Українськими вченими, які плідно працювали на науковій ниві і брали участь в організації наукових досліджень за радянських часів й працюють у роки незалежності України, є такі фізики: О. І. Ахієзер, В. Г. Бар’яхтар, М. У. Білий, М. М. Боголюбов, М. С. Бродін, А. К. Вальтер, Б. І. Вєркін, О. Г. Гольдман, І. С. Горбань, О. 3. Голик, В. Н. Гріднєв, О. С. Давидов, О. 3. Жмудський, І. І. Залюбовський, Й. Й. Косоногов, В. Є. Лашкарьов, М. П. Лисиця, І. М. Ліфшиць, М. Г. Находкін, О. С. Парасюк, М. В. Пасічник, С. І. Пекар, А. М. Прихотько, К. Б. Толпиго, 0. А. Шишловський, І. Р. Юхновський.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...