პაულ ერენფესტი

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                         პაულ ერენფესტი

გერმ. Paul 

პაულ ერენფესტი (დ. 18 იანვარი, 1880, ვენა — გ. 25 სექტემბერი, 1933, ამსტერდამი) — ავსტრიელი და ნიდერლანდელი თეორიული ფიზიკოსი.

ბიოგრაფია

პაულ სიგიზმინდის ძე ერენფესტი დაიბადა 1880 წლის 18 იანვარს ვენაში. ბავშვობაში უფროსმა ძმამ გამოიწვია მისი ფიზიკისადმი დაინტერესება. გიმნაზიის დამთავრების შედგომ მან სწავლა ვენის უნივერსიტეტის ფილოსოფიურ ფაკულტეტზე განაგრძო, სადაც ისმენდა ბოლცმანის ლექციებს ფიზიკაში. 1901 წელს იგი სასწავლებლად გეტინგენში გადავიდა. 1904 წელს ენერფესტმა გეტინგენში გაიცნო და ცოლად შეირთო რუსი ეროვნების ტატიანა ალექსის ასული აფანასიევა, რომელიც პროფესიით მათემატიკოსი იყო.

მოღვაწეობა

1903 წელს გამოქვეყნდა ერენფესტის პირველი მეცნიერული ნაშრომი და ამ ნაშრომის შემდეგ მუდამ იბეჭდებოდა სტატიები გერმანულ, ამერიკულ და რუსულ ჟურნალებში. 1906 წელს დაიბეჭდა ცოლ-ქმარი ენერფესტების სტატია „ალბათობათა თეორიის ერთი ამოცანა დაკავშირებული ენტროპიის ზრდის კინეტიკურ ახსნასთან“. ამ ნაშრომით იგი გამოვიდა საკუთარი მასწავლებლის, ბოლცმანის იდეების დამცველი და გამგრძელებელი. 1907 წელს გამოვიდა ენერფესტის მეორე სტატია სახელად „ბოლცმანის ${\displaystyle H}$ თეორემის ორი ცნობილი წინააღმდეგობის შესახებ“. ეს სტატია პირველი სტატიის გაგრძელებაა და ბოლცმანის თეორიის ღრმა ანალიზს წარმოადგენს.

1907 ერენფესტები საცხოვრებლად პეტერბურგში გადავიდნენ. 1907-1912 წლების მანძილზე პაულმა დიდი შრომა გასწია, რომ გაეერთიანებინა პეტერბურგის ფიზიკოსები და დაეინტერესებინა ისინი თეორიული ფიზიკით. მისი სემინარებიდან დიიწყო თეორიული ფიზიკის გავრცელება რუსეთში. იგი მალევე გახდა რუსეთის ფიზიკურ-ქიმიური საზოგადოების აქტიური წევრი. ერენფესტი ყურადღებით ადევნებდა თვალს ახალ გამოკვლევებს ფიზიკაში. პეტერბურგში მისი მოღვაწეობა მოიცავს 20 ნაშრომს. თუმცა მისთვის რუსეთი არ წარმოადგენდა შესაფერის სამუშაო ადგილს, ამიტომაც როცა იგი ლეიდენის უნივერსიტეტში (ნიდერლანდები) მიიწვიეს, მან თანხმობა განაცხადა. ნიდერლანდებში ყოფნისას პირველი ხუთი წლის განმავლობაში ერენფესტმა დაასრულა სამუშაოთა ციკლი, რომელიც დაწყებული ჰქონდა პეტერბურგში, ეგრეთ წოდებულ ადიაბატურ ინვარიანტებზე. ერენფესტი ამ ნაშრომში კავშირს ამყარებს ახალ კვანტურ თეორიასა, კლასიკურ მექანიკასა და ელექტროდინამიკას შორის. ამავე ნაშრომში მის მიერ წამოჭრილ ჰიპოთეზას „ერენფესტის ადიაბატური ჰიპოთეზა“ ეწოდება. ამ სტატიაში იგი განსაზღვრავს ადიაბატურ ინვარიანტებს, როგორც ისეთ სიდიდეებს, რომლებიც ინარჩუნებენ თავიანთ მნიშვნელობას სისტემის მოძრაობაზე ადიაბატური ზემოქმედების შედეგად. კერძოდ, ერენფესტმა აჩვენა, რომ ნებისმიერი პერიოდული მოძრაობისათვის, ერთი ან რამდენიმეთავისუფლების ხარისხით, არსებობს ადიაბატური ინვარიანტი ${\displaystyle \frac{2k}{v}}$, სადაც: ${\displaystyle v}$ — სიხშირეა, ${\displaystyle k}$ — სისტემის საშუალო კინეტიკური ენერგია. მოცემული ჰიპოთეზა ხსნის ბორის ატომში სტანციონარულ მდგომარეობათა არსებობას.

ერენფესტის ნაშრომთა შორის ყველაზი დიდი მნიშვნელობა ენიჭება ნაშრომს, რომელიც შეიცავს თეორემას საშუალო მნიშვნელობების შესახებ. ეს თეორემა შეტანილია კვანტური მექანიკის ბევრ თანამედროვე კურსში. თეორემაში საშუალო მნიშვნელობების შესახებ იგი აერთიანებს კვანტურ და კლასიკურ მექანიკას და აჩვენებს, რომ ახალი თეორია შეიცავს ძველა, როგორც სასაზღვრო შემთხვევისას.

აღსანიშნავია ამ შესანიშნავი ფიზიკოსის განსაკუთრებული ადამიანური ღირსებები: პრინციპულობა, თავმდაბლობა, კეთილგანწყობილება ყველასადმი. ამ თვისებებმა ერენფესტს ფიზიკოსებში მოუპოვა დიდი სიყვარული და პატივისცემა. მისი უახლოესი მეგობრები იყვნენ ნილს ბორი და ალფრედ აინშტაინი. აინშტაინი ერთ-ერთ წერილში წერდა: „მე უფრო მჭირდებოდა შენი მეგობრობა, ვიდრე შენ ჩემი“.

1933 წლის 25 სექტემბერს მძიმე დეპრესიაში მყოფი პაულ ენერფესტი თვითმკვლელობით გარდაიცვალა.

იხ.ვიდეო - Paul Ehrenfest | Wikipedia audio article

სივრცის განზომილება

1917 წელს ერენფესტმა გამოაქვეყნა სტატია სათაურით „როგორ ცხადყოფს ფიზიკის ფუნდამენტური კანონები, რომ სივრცეს აქვს სამი განზომილება?“ (ინგლისური: როგორ ვლინდება ფიზიკის ფუნდამენტურ კანონებში, რომ სივრცეს აქვს სამი განზომილება?). მასში მან გამოიკვლია ზოგიერთი ფუნდამენტური ფიზიკური სისტემის (პლანეტარული სისტემა, ბორის ატომი, ტალღის გავრცელება) ქცევის ცვლილება, როდესაც იცვლება სივრცის განზომილება. მან აღმოაჩინა, რომ სხვადასხვა განზომილების შემთხვევები საკმარისად განსხვავდებოდა, რათა გამოცდილების შედარების საფუძველზე გონივრული დასკვნის გამოტანა შესაძლებელი ყოფილიყო ჩვენი სამყაროს სამგანზომილებიანობის შესახებ. ამრიგად, სივრცის განზომილება, რომელიც ადრე აპრიორი იყო სამის ტოლი, პირველად დაექვემდებარა ფიზიკურ ანალიზს და მიიღო ფიზიკური (ემპირიული) კონცეფციის სტატუსი. ამავე დროს, ერენფესტმა დაადგინა ის საზღვრები, რომლებშიც გამართლებულია ჩვენი ნდობა სივრცის სამგანზომილებიანობის მიმართ: ეს საზღვრები ვრცელდებოდა ატომის მასშტაბიდან მზის სისტემის ზომამდე. ამ საზღვრებს ქვემოთ და ზემოთ, შესწავლილი ფენომენების არეალის გაფართოებისას, აუცილებელია განზომილების საკითხის ცალკე შესწავლა. მიუხედავად მისი პიონერული ბუნებისა, ერენფესტის ნამუშევარი შეუმჩნეველი დარჩა მრავალი წლის განმავლობაში და მხოლოდ მოგვიანებით მიიღო აღიარება, რომელიც იმსახურებდა.

ერენფესტის ინტერესი სივრცის განზომილების პრობლემისადმი, როგორც ჩანს, უბრუნდება გოტინგენში სწავლის დროს, სადაც ასწავლიდნენ დიდი მათემატიკოსები ფელიქს კლაინი და დევიდ ჰილბერტი; ჰოლანდიაში გადასვლის შემდეგ ის შეხვდა ამსტერდამელ ტოპოლოგი ლუიცენ ბროუერს, რომელმაც განავითარა პუანკარეს იდეები. სტატიის დაწერის უშუალო სტიმული იყო ალბათ 1916 წლის ზაფხულში შეხვედრა გუნარ ნორდსტრომთან, რომელიც ორი წლით ადრე ცდილობდა შეექმნა ელექტრომაგნიტური და გრავიტაციული ურთიერთქმედების ერთიანი თეორია ბრტყელ ხუთგანზომილებიან სივრცე-დროში. ტატიანა აფანასიევა, ერენფესტის ცოლი, ასევე სწავლობდა გეომეტრიას და 1922 წელს მეხუთე განზომილების შემოღებით ზოგიერთი კვანტური ამოცანის ამოხსნაც კი სცადა. ულენბეკის მოგონებების მიხედვით, 1920-იანი წლების განმავლობაში მისი მასწავლებელი ინარჩუნებდა ძლიერ ინტერესს განზომილების საკითხის მიმართ, ხშირად ცდილობდა განეზოგადებინა ესა თუ ის შედეგი განზომილებების უფრო დიდ რაოდენობაზე და ენახა სად მიიყვანდა ამას; მას ასევე აინტერესებდა განსხვავება ლუწი და კენტი განზომილებების შემთხვევებს შორის. 1926 წელს ერენფესტი იყო ერთ-ერთი პირველი, ვინც მხარი დაუჭირა ოსკარ კლაინის ნაშრომს, რომელმაც შეიმუშავა კალუზას ხუთგანზომილებიანი თეორია და აჩვენა, თუ როგორ უნდა მიაღწიოთ მეხუთე განზომილების კომპაქტურობას.