С. Капица - Жизнь науки

• Название: Жизнь науки
• Автор: С. Капица
• Издательство: Наука
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1973

Собрание предисловий и введений к основополагающим трудам раскрывает путь развития науки от Коперника и Везалия до наших дней. Каждому из 95 вступлений предпослана краткая биография и портрет. Отобранные историей, больше чем волей составителя, вступления дают уникальную и вдохновляющую картину возникновения и развития научного метода, созданного его творцами. Предисловие обычно пишется после окончания работы, того труда, благодаря которому впоследствии имя автора приобрело бессмертие. Автор пишет для широкого круга читателей, будучи в то же время ограничен общими требованиями формы и объема. Это приводит к удивительной однородности всего материала как документов истории науки, раскрывающих мотивы и метод работы великих ученых. Многие из вступлений, ясно и кратко написанные, следует рассматривать как высшие образцы научной прозы, объединяющие области образно-художественного и точного мышления. Содержание сборника дает новый подход к сравнительному анализу истории знаний. Научный работник, студент, учитель найдут в этом сборнике интересный и поучительный материал, занимательный и в то же время доступный самому широкому кругу читателей.

---

Однако в эти свойства входит явление красного смещения, значение которого все еще не вполне ясно. Возможны различные объяснения этого явления, и хотя они вносят лишь небольшую разницу в представление картины наблюдаемых областей, эти различия приводят к совершенно разным концепциям относительно самой Вселенной. В настоящее время одна из концепций кажется менее возможной чем другая, однако в этом сомнительном мире расширяющаяся Вселенная релятивистской космологии получается как более вероятная из двух возможных интерпретаций красного смещения. Таким образом, обсуждение результатов приводит нас к дилемме и ее разрешение может быть найдено только в улучшенных наблюдениях или улучшенной теории или в развитии и того и другого.

Однако значение наблюдений заключено не в том, что на их основе пока невозможно получить единственное решение проблемы строения Вселенной, а в том, что такая попытка вообще теперь возможна. Всего лишь пятнадцать лет тому пазад доступная наблюдению область была ограничена нашей звездной системой — системой Млечного пути. С тех пор с помощью больших отражательных телескопов туманности отождествлены, как независимые звездныо системы, как истинные обитатели пространства. Исследования, опирающиеся па туманности как на великие вехи, вынесли нас за пределы Млечного пути к самым границам, до-стуиным существующим инструментам. Область наблюдений, наша проба Вселенной, внезапно была увеличена в миллионы, миллионы раз. Теперь впервые этот образец мира будет полнее отображать действительность.

Прорыв во внегалактическое пространство и предварительная разведка областей, доступных наблюдению, была описана в книге «Мир туманностей», недавно вышедшей в издательстве Йельского университета. Данные лекции памяти Родса стали следующими звеньями в ряде сообщений. Здесь представлены результаты более точных обследований, которые следуют за первой разведкой и потому они дают более существенные даппые для космологии. Так как новые сведения не могут обсуждаться отдельно от старых, было необходимо включить в эту книгу даииые из более ранних наблюдений. Я с удовольствием выражаю свою благодарность издательству Йельского университета за использование материалов из «Мира туманностей».

Несмотря на то, что все рассматривается нами с точки зрения наблюдательной, сам предмет необходимым образом связан с космологической теорией- К счастью, автор находился в тесном общении с Ричардом Толменом из Калифорнийского технологического института, который представил теорию в виде, особенно удобном для использования при ограниченных возможностях наблюдений. Однако любые ошибки в применении теории следует отнести за счет неправильного следования его дружеским советам.

Иллюстрации воспроизводят фотографии, сделанные тем телескопом, который наиболее ответствен за новое развитие области исследований туманностей, а именно 100-дюймовым рефлектором обсерватория Маунт Вильсон Института Карнеги в штате Вашингтон.

Обсерватория Маунт Вильсон,

Институт Карнеги, штат Вашингтон

ПОЗИ

(1908—1960)

Джозеф Лейн Пози родился в Австралии. Оп окончил Мельбурнский университет. Степень доктора физики он получил в Кембридже в Кавендшпской лаборатории за исследования по радиофизике и распространению радиоволн.

Во время второй мировой воины Пози вернулся в Австралию, где он возглавил работы в области радиолокации и ее оборонных применений. После войны он один из первых попял те большие возможности, которые открывают радиофизические методы в астрономии, и последующее блестящее развитие радиоастрономии в Австралии в значительной мере обязано предвидению, энтузиазму и организаторской деятельности Пози. На протяжении последних десятилетий именно радиоастрономия дала нам наиболее интересные открытия в области познания Вселенной.

Мы приводим предисловие к первой в мировой литературе монографии «Радиоастрономия», написанной Пози вместе с его сотрудником Брейсуэллом.

РАДИОАСТРОНОМИЯ

Предисловие

Радиоастрономия — совершенно новая отрасль науки, возникшая на основе открытия радиоволн, доходящих до Земли из мирового пространства. Включая в себя астрономию, радиотехнику и некоторые вопросы теоретической электродинамики, радиоастрономия представляет специальный интерес для астрономов, радиоинженеров и радиофизиков. В то же время для широкого круга научных работников она привлекательна как новая развивающаяся область науки. Однако ею интересуются не только ученые. Сочетание астрономии и новых открытий вызывает широкий и захватывающий интерес к радиоастрономии.

В этой книге мы должны были удовлетворить запросам и тех, кто знает астрономию, но не знает радиотехники и радиофизики, и тех, кто знает радиотехнику, но мало знаком с астрономией. Поэтому мы попытались сделать ее доступной любому читателю, знающему основы физики. Всюду в книге мы концентрировали внимание на выявлении физической сущности обсуждаемых вопросов.

Вскоре после пионерской работы Герца в области радиофизики появились гипотезы о возможном существовании радиоволн солнечного происхождения. Например, в 1893 г. в «Astronomy and Astrophysics» X. Эберт писал о возможности возникновения радиоволн при электромагнитных возмущениях в солнечной короне. А несколькими годами позднее сэр Оливер Лодж одним из первых безуспешно пытался обнаружить такое пзлучение. Но время для этого открытия тогда еще не пришло, так как радиотехника тех лет безнадежно не соответствовала поставленной задаче. К 1920 г., когда соответствующая техника впервые стала доступной, идея обнаружения солнечного радиоизлучения была забыта.

История радиоастрономии начинается с 1931—1932 гг., когда впервые при открытии радиоволн из внеземного пространства сочетались наблюдения и их теоретическая интерпретация. Мы излагаем эту историю до середины 1952 г. с отдельными более поздними дополнениями, когда эти последние помогли окончательному пониманию вопроса. За эти двадцать с липшим лет радиоастрономия достигла зрелости и получила всеобщее признание, как одна из существенных отраслей астрономии.

Эта книга написана в Радиофизической лаборатории Государственной организации научных и промышленных исследований (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) в атмосфере интенсивных исследований и открытий в области радиоастрономии. Создание монографии стимулировалось тем, что мы хотели дать общее изложение предмета, различные аспекты которого развивались одновремен-по. Мы хотим выразить благодарность нашим коллегам за ту большую помощь, которую мы получили* в особенности Дж. Г. Болтону, У. Н. Кристиансену, Р. Д. Дейвису, Дж. Керру, Б. И. Миллсу, X. К. Мнннетту, Дж. X. Пиддингтону, Дж. А. Робертсу, К. А. Шейну, С. Ф. Смерду и Дж. П. Уайлду. Мы также очень признательны профессору К. У. Аллену за просмотр главы о физике Солнца и профессору JI. Г. X. Хаксли за просмотр главы о метеорах.

Как книга, так и исследования по астрономии, выполненные в Радиофизической лаборатории, обязаны проведению фундаментальных и прикладных исследований в лабораториях CSIRO и, в частности, поддержке, оказанной д-ром Ф. У. Г. Уайтом, президентом CSIRO, а также одобрению и помощи со стороны заведующего отделом радиофизики д-ра Э. Г. Боуэна.

Сидней, Австралия Июль 1954 г.

IX. МАТЕМАТИКА

ГАУСС

 (1777—1855)

Карл Фридрих Гаусс родился в Брауншвейге, в средней Германии; отец его был водопроводчиком. Необыкновенные способности сына проявились рано: в отличие от большинства математиков молодой Гаусс блестяще владел устным счетом. Он учился сначала в Брауншвейге, в Карловой школе, преобразованной впоследствии в Политехнический институт. Гаусс самостоятельно изучил труды Ныотона, Эйлера, Лагранжа. Когда Гауссу было 18 лет, оп перешел в Геттингенский университет, и последующее десятилетие было, быть может, наиболее плодотворным в его жизни.

К этому времени относятся замечательные работы Гаусса в области арифметики и геометрии. Уже тогда оп допускал возможность иной геометрии, чем эвклидова; однако по этому вопросу он ничего не публиковал. Его результаты в области теории чисел были опубликованы лишь в 1801 г. в «Арифметических исследованиях», в этой, по мнению мпогих, одной из самых замечательных математических книг. В 1807 г. Гаусс получил кафедру математики и астропомип и пост директора обсерватории в Геттингене, где он работал и прожпл практически безвыездно до конца жпзтпх.

Круг работ Гаусса очень широк. В области небесной механики он создал методы расчета орбит планет по малому числу паблюдешш, первым результатом которых бы-до обнаружение потерянного астероида Цереры, открытого в 1801 г. В течение многих лет Гаусс был советником правительств Ганновера и Дании по вопросам картографии. Работы по геодезии привели его к важнейшим результатам в области дифференциальной геометрии и теории поверхностей. Гаусс был прекрасным наблюдателем. Совместно с Вебером Гаусс предпринял цикл абсолютных измерений электрических и магнитных единиц, а также систематические измерения элементов магнитного поля, приведшие при их обработке к важным результатам в теории потенциала. Созданные им способы обработки измерений лежат в основе современных методов статистической теории ошибок.