Лармор, Джозеф

Джозеф Лармор
англ. Joseph Larmor
Дата рождения 11 июля 1857(1857-07-11)[1][2][…]
Место рождения
Дата смерти 19 мая 1942(1942-05-19)[3][1][…] (84 года)
Место смерти
Страна
Род деятельности математик, физик, политик, преподаватель университета
Научная сфера физика[4] и математика[4]
Место работы
Альма-матер
Учёная степень магистр искусств
Научный руководитель Эдвард Раус
Награды и премии
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Сэр Джо́зеф Ла́рмор (англ. Sir Joseph Larmor; 11 июля 1857, Северная Ирландия — 19 мая 1942) — ирландский[6] физик-теоретик и математик, профессор Кембриджского университета. Член Королевского общества (1892), почётный член Эдинбургского королевского общества (1910), иностранный член Национальной академии наук США, член-корреспондент Французской академии наук, член Академии деи Линчеи[7].

Работы относятся к электродинамике движущихся тел, термодинамике, магнетизму, изучению структуры атома, математической физике. Принимал участие (наряду с Лоренцем) в разработке электронной теории. Его монография «Эфир и материя» (1900) сыграла значительную роль в развитии электродинамики[8]. Работы Лармора, хотя и уходят корнями в классическую физику, в конечном итоге способствовали её пересмотру, возникновению теории относительности и квантовой механики[9].

Наиболее известен тем, что первым опубликовал (в 1900 году) в законченном виде релятивистские преобразования пространства и времени, относительно которых уравнения Максвелла сохраняют свой вид, а также релятивистскую формулу сложения скоростей. Впоследствии, по предложению Анри Пуанкаре, эти формулы получили название «преобразования Лоренца» (Лоренц ранее опубликовал неточный, приближённый вариант этих преобразований); они позволили Пуанкаре и Эйнштейну обосновать универсальный «принцип относительности», охватывающий также и электромагнитные явления[10].

Биография

Джозеф Лармор родился 11 июля 1857 года в графстве Антрим (Северная Ирландия) в семье зажиточного коммерсанта Хью Лармора из Белфаста, и его жены Анны Райт[11]. Около 1860 года семья переехала в Белфаст, где Джозеф получил образование в Королевском академическом институте Белфаста, а затем изучал математику и естественные науки в Королевском колледже. Затем он продолжил обучение в кембриджском колледже Святого Иоанна, где заслужил престижную премию Смита, а по окончании колледжа (1880) был избран его членом. В 1883 году Лармор получил степень магистра[12][7].

В период 1880—1885 Лармор преподавал физику («натуральную философию») в Королевском колледже в Голуэе. В 1885 году он вернулся в Кембридж преподавателем математики (Лукасовский профессор математики с 1903 года). Летом он всегда возвращался в родную Ирландию. В 1892 году он был избран членом Лондонского королевского общества, работал одним из секретарей общества. В 1910 году он стал почётным членом Эдинбургского королевского общества[13].

За выдающиеся научные достижения король Эдуард VII в 1909 году возвёл Лармора в рыцарское достоинство.

Лармор был решительно против системы гомруля и выступал за союз Ирландии с Великобританией. В феврале 1911 года он был избран членом парламента от Кембриджского университета от Консервативной партии. Он оставался в парламенте до всеобщих выборов 1922 года, после которых ирландский вопрос был решён[7].

На период 1914—1916 был избран президентом Лондонского математического общества. В 1920 году Лармор выступал на пленарных заседаниях Международного конгресса математиков в Страсбурге. Он выступал также на двух следующих конгрессах (1924 и 1928 годы).

Никогда не был женат. В 1932 году ушёл в отставку (его сменил Поль Дирак), вернулся в Северную Ирландию и поселился в графстве Даун. Скончался 19 мая 1942 года в Холивуде.

Научная деятельность

Преобразования Лоренца

Все механические процессы подчиняются принципу относительности Галилея. Математически это означает, что уравнения механики не меняют свою форму (инвариантны) при галилеевых преобразованиях, Электромагнитные процессы также в основном зависят только от относительного движения заряженных и магнитных тел, однако уравнения Максвелла при галилеевых преобразованиях меняют форму, и это ставит под сомнение принцип относительности[14].

Первым, кто занялся вопросом, при каких преобразованиях уравнения Максвелла инвариантны, был немецкий физик-теоретик Вольдемар Фогт. В статье 1887 года «Ueber das Doppler’sche Princip» (см. текст в Викитеке) он предложил преобразования (приведены в современных обозначениях):

,

где , Если правые части формул умножить на получится современный вид преобразований.

Лоренц в книге 1892 года независимо предложил свою версию:

,

От современного варианта она отличается лишним множителем в формуле для Ещё одну модифицированную версию Лоренц предложил в книге 1895 года, с её помощью он объяснил эффект Доплера, аберрацию света и результат опыта Физо.

Лармор опубликовал в 1897 году статью[15], в которой привёл преобразования Лоренца в современном виде. С их помощью он объяснил результат опыта Майкельсона — Морли.

Другие темы

Лармор внёс большой вклад в развитие электронной теории Лоренца. Он заложил основы теории диамагнетизма и парамагнетизма (прецессия Лармора), получившие дальнейшее развитие в трудах Ланжевена и Вейса[16].

Одним из первых Лармор оценил фундаментальную важность для физики принципа наименьшего действия. Между 1894 и 1897 годами он опубликовал три статьи под одинаковым названием «Динамическая теория электрической и светоносной среды». В этих статьях была представлена его теория электрона[7],

В 1919 году он предложил модель «самоподдерживающегося динамо» для объяснения существования магнитного поля Земли — модель, действующая и по сей день.

Лармор считал себя частью ирландской научной традиции и участвовал в редактировании посмертных сборников работ ряда ирландских ученых[9][7]:

Оценки

Друзья дали Лармору краткое описание: «скромный, застенчивый человек, который с трудом заводил близкие дружеские отношения и чьи многочисленные акты щедрости совершались без огласки». Сэр Дарси Томпсон заметил: «У него было немного друзей, но за всю жизнь он не потерял ни одного из них»[7].

Артур Эддингтон писал[17]:

Классическая физика действительно подошла к концу. Из тех, кто всё же сумел добиться существенного прогресса на этом трудном этапе — кто наконец довёл классическую физику до того момента, когда новые методы стали неизбежными — два имени особенно выделяются: Лоренц и Лармор. В их работе было много общего, поэтому иногда трудно оценить их вклад по отдельности. Репутация Лармора, возможно, была в тени репутации Лоренца. Но, по любым оценкам, достижения Лармора высоки; и его место в науке прочно, как того, кто заново зажёг тлеющие угли старой физики, чтобы подготовить появление новой.

Награды и почести

В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Джозефа Лармора кратеру на обратной стороне Луны.

В честь учёного названы несколько научных терминов.

Основные труды

  • 1884, «Least action as the fundamental formulation in dynamics and physics», Proceedings of the London Mathematical Society.
  • 1887, «On the direct applications of first principles in the theory of partial differential equations», Proceedings of the Royal Society.
  • 1891, «On the theory of electrodynamics», Proceedings of the Royal Society.
  • 1892, «On the theory of electrodynamics, as affected by the nature of the mechanical stresses in excited dielectrics», Proceedings of the Royal Society.
  • 1893-97, «Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium», Proceedings of the Royal Society; Philosophical Transactions of the Royal Society. Series of 3 papers containing Larmor’s physical theory of the universe.
  • 1896, «The influence of a magnetic field on radiation frequency», Proceedings of the Royal Society.
  • 1896, «On the absolute minimum of optical deviation by a prism», Proceedings of the Cambridge Philosophical Society.
  • Larmor, J. (1897). "A Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium. Part III. Relations with Material Media". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 190: 205—493. Bibcode:1897RSPTA.190..205L. doi:10.1098/rsta.1897.0020.
  • 1898, «Note on the complete scheme of electrodynamic equations of a moving material medium, and electrostriction», Proceedings of the Royal Society.
  • 1898, «On the origin of magneto-optic rotation», Proceedings of the Cambridge Philosophical Society.
  • Larmor, J. Aether and Matter. — Cambridge University Press, 1900. (формулы преобразований приведены на стр. 174)
  • 1903, «On the electrodynamic and thermal relations of energy of magnetisation», Proceedings of the Royal Society.
  • 1904, «On the mathematical expression of the principle of Huygens» (read 8 Jan. 1903), Proceedings of the London Mathematical Society, Ser. 2, vol. 1 (1904), pp. 1-13.
  • 1907, «Aether» in Encyclopædia Britannica, 11th ed. London.
  • 1908, «William Thomson, Baron Kelvin of Largs. 1824—1907» (Obituary). Proceedings of the Royal Society.
  • 1921, «On the mathematical expression of the principle of Huygens — II» (read 13 Nov. 1919), Proceedings of the London Mathematical Society, Ser. 2, vol. 19 (1921), pp. 169-80.
  • 1924, «On Editing Newton», Nature.
  • 1927, «Newtonian time essential to astronomy», Nature.
  • 1929, Mathematical and Physical Papers. Cambridge Univ. Press.[18]
  • 1937, (as editor), Origins of Clerk Maxwell’s Electric Ideas as Described in Familiar Letters to William Thomson. Cambridge University Press.[19]

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 Архив по истории математики Мактьютор — 1994.
  2. Sir Joseph Larmor // Encyclopædia Britannica (англ.)
  3. Лармор Джозеф // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохорова — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
  4. 1 2 Larmor, Joseph // Чешская национальная авторитетная база данных
  5. Mathematics Genealogy Project (англ.) — 1997.
  6. Encyclopaedia Britannica Архивная копия от 12 апреля 2021 на Wayback Machine.
  7. 1 2 3 4 5 6 MacTutor.
  8. Храмов, 1983, с. 155—156.
  9. 1 2 universityscience.ie.
  10. Спасский, 1977, с. 165—166.
  11. Biographical Index of Former Fellows of the Royal Society of Edinburgh 1783–2002. — Эдинбургское королевское общество, July 2006. — ISBN 0-902-198-84-X. Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine Источник. Дата обращения: 28 июня 2021. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
  12. Joseph LARMOR. (англ.). Дата обращения: 28 июня 2021. Архивировано 28 июня 2021 года.
  13. Biographical Index of Former Fellows of the Royal Society of Edinburgh 1783–2002. — The Royal Society of Edinburgh, July 2006. — ISBN 0-902-198-84-X. Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine Источник. Дата обращения: 28 июня 2021. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
  14. Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырёх томах. Архивная копия от 29 июня 2021 на Wayback Machine М.: Наука, 1965—1967. Том I, стр. 138.
  15. J. Larmor. On a Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium, Part 3, Relations with material media // Phil. Trans. Roy. Soc.. — 1897. — Т. 90. — С. 205—300. Архивировано 7 ноября 2017 года.
  16. Спасский, 1977, с. 120.
  17. Arthur Stanley Eddington. Joseph Larmor, 1857—1942 Архивная копия от 9 июля 2021 на Wayback Machine
  18. Gronwall, T. H. (1930). "Review: Mathematical and Physical Papers, by Sir Joseph Larmor" (PDF). Bull. Amer. Math. Soc. 36 (7): 470—471. doi:10.1090/s0002-9904-1930-04975-7. Архивировано (PDF) 29 июня 2021. Дата обращения: 29 июня 2021.
  19. Page, Leigh (1938). "Review: Origins of Clerk Maxwell's Electric Ideas as Described in Familiar Letters to William Thomson, by Sir Joseph Larmor" (PDF). Bull. Amer. Math. Soc. 44 (5): 320. doi:10.1090/s0002-9904-1938-06738-9. Архивировано (PDF) 29 июня 2021. Дата обращения: 29 июня 2021.

Литература

  • Спасский Б. И. История физики, в двух томах. — Изд. 2-е. — М.: Высшая школа, 1977. — Т. 2.
  • Храмов Ю. А. Лармор Джозеф // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 155. — 400 с. — 200 000 экз.

Ссылки