Я.И. Френкель - Кинетическая теория жидкостей (1108150), страница 123
Текст из файла (страница 123)
ЖТФ, 20, 1927, 1950. 40. ЖЭТФ, 16, 39, 1946. 41. ЖЭТФ, 16, 435, 1946. 42. ЖЭТФ, 16, 326, 1946. 43. ДАН СССР, 64, 507, 1949. 44. УФН„42, 69, 1950. 45. УФН, 44, 110, 1951. Л Ф, 1го(6(се О НАУЧНОМ НАСЛЕДИИ Я. И. ФРЕНКЕЛЯ Научное наследие Якова Ильича Френкеля чрезвычайно богато. 'Грудке назвать другого физика, духовная жизнь которого была бы заполнена таким разнообразием и п то же время таким единством идей.
Его интересы охватывали математику, все области физики н все их выходы н химию, биологию и геофизику, в радиотехнику, в учение о прочности материалов. Якову Ильичу физика представлялась обпгкрным полем, отдельные участки которого изучены илн изучались. Но не было еще единой теории всех физических явлений как целого. К созданию такой теории он стремился всю жизнь. Ему удавалось подмечать общие черты в разных, казалось бы, явлениях. Часто он видел непрерывные переходы там, где существующая теория ставила непроходимые границы. Когда математические приемы, разработанные для одной области, оказывались применимымк к другой, Яков Ильич искал те глубокие фианческие закокомерноста, которые могли бы объяснить одинаковое течение процессов. В жидкостях оп искал черты твердого тела, и кристаллах — диффуаию вакантных мест и подготовку плавления.
Идею о возбужденных состояниях Яков Ильич переносил с газовых молекул на твердое тело; адесь они проявляются как вкснтоны, как состояние кристалла, не связанное с отдельным атомом и способное перемегцаться по всему объему тела. Облекая спою интуицию в математическую форму, Яков Ильич сопостаплнл выводы теории с фактами. Но не всякое расхождение с результатами опубликованного опыта он воспринимал как противоречие.
Ведь расхождение может быть вызвано различием между условиями опыта и предпосылками теории. Волыпее значение он придавал общему соответствию между теоретической картиной н характером наблюдаемых явлений. Если такое общее соответствие сугцестзовало, Яков Ильич считал основы своей теории правильными и направлял работу в печать. Яков Ильич понимал в втнх случаях, что вопрос потребует еще детального лгатематнческого и зкспериментального развития, что на основе его идей другой физик создаст законченную теорию. Но, в отличие от 37 я. и. Фревиень 1!рпложеяив многих ученых, он атой перспективе скорее радовался.
В таких недоработанных произведениях содержались иногда идеи, оказавшие решающее 'влияние па развитие физической мысли. Наименее классические по за- конченности, они оказывались перед судом истории незабываемыми «классическими» исследованиями. Вспомним, например, принадлежащие ' Якову Ильичу капельную модель ядра, первую квантовую теорию метал'лов, теорию двойного слоя электронов на поверхности металла. Каждая из работ Якова Ильича — это уголок той картины, которую он шщел перед собой как физик и художник. Представление о диффузии 'дефектов и дырок в твердом и жидком телах связывалось у него и с электролизом, и с тепловым расширением, и с подготовкой плавления, и с вязкостью.
Экситон и фонон были для Якова Ильича пеотъемлемойчастыо ' логически стройной картины процессов, протекающих в твердом теле. К загадке сверхпроводимости Яков Ильич пытался подходить с самых разнообразных сторон, в том числе, например, рассматривая сверхпроводники как своеобразные диэлектрики. Когда одна из.' таких концепций оказывалась недостаточной, Яков Ильич принимался искать другие пути. .... Успокоиться на отдельной неудаче он не мог, пока оставалась перазрешепггой загадка, пока в физической картине мира оставался пробел. Можно поставить вопрос: зачем Я. И.
Френкель иногда публиковал свеи исследования также н в тех случаях, когда ему пе удавалось найти Полного и строгого реп1ения задачи! Думается, что здесь сказывался в Якове Ильиче учитель, руководитель школы. Он передавал подмеченные им связи, раскрывал новый уголок физической картины. Яков Ильич как бы говорил: «Вот мысль, в которой есть здоровое ядро. Постарайтесь его развить — зто благодарная тема для теоретика». Такие работы Якова Ильича будили мысль пряма«х и косвенных его учеников н направ' ляни ее на проникновение в в«еханизм физических процессов.
Таково же происхождение многочисленных монографий н курсов 'лекций: они вытекалп из потребности сделать свои мысли, свои обобщения достоянием всех физиков, орудием дальнейшего роста пауки. С той же целью Яков Ильич стра»я~лен вводить в свое изложение аналогии, взятые из'повседневной я«нзгш, которые, как ему казалось, делали более доступнмми непривычные закономерности физических явлений.
По книгам Я. И. Фреш«еля учились физике и в СССР, и в Англии, и в США, и во 'многих других странах. Восстанавливая в памяти все, что сделал Яков Ильич, неволы«о поражаешься «сироте охвата и оригинальности мысли автора. Отбор наиболее цепного нз богатого научного наследства Я. И. Френкеля — дело нелегкое. Некоторые результаты перешли в «золотой фонд» науки; о многих работах пе сказано еще последнего слова, хотя опя, несомненно, сыграли заметную роль в истории физики.
Немало работ, значение которых определилось уже после его смерти и которые, как оказалось, предугадали развитие изучаемого вопроса, но не были оценены, когда появились в печати. Н ее ил «ЗГ о п«п« ПРОФЕССОР Я, И. ФРЕНКЕЛЬ [пвревод с английского] Я. Фр . Френкель был одним из основоположников физики твердого тела. В странах английского языка мы, я думаю, не пользовались атим выражением,«Во!К1 9)аге Рйуз)сз» вплоть до окончания войны 1939 — 1945 гг., но к атому времени два основных направления этого предмета слились воедино и образовали одну из наиболее важных и плодотворных областей науки. Первое из двух указанных направлений покоилось на представлении о дефектах в кристаллических твердых телах, а второе — на теории, описывающей поведение в них электронов, в частности на представлении о том, каким путем осуществляется взаимодействие электронов с дефектами решетки.
Профессору Френкелю мы обязаны одной из наиболеецлодотворных и важных идей, относящихся к первому из обсуждаемых направлений. В Англии каждый студент-физик анает о «дефектах по Френкелю»; такое положение, вероятно, сохранится и всегда, пока будет преподаваться физика! Дефект по Френкелю — это узел в кристаллической решетке, который оставлен атомом нли ионом в процессе его теплового движения и который блуждает по отдаленным «узлам» прост ранства междоузлий. Дефекты по Френкелго входят в структуру кристалла, находящегося в состоянии теплового равновесия, в качестве его неотьемлемой части. Их концентрация пропорциональна ехр ( — '!,Е,') Т), д ' — энергия, требуемая для образоваггня такого дефекта.* Вта концепция исключительно важна для объяснения процессов влектропроводности и электролиза в ионных кристаллах, самодиффузии и химических реакций в них.
Автор этих заметок совместно с Р. Герки в 1938 г. положил ее в основу теории скрытого фотографического иэображения. Современные исследования по эффектам, вызываемым бомбардировкой кристаллов нейтронами, быстрыми электронами и тяжелыми ионами, так»ке корав «Т вЂ” температура кристалла„в — постоянная Бел»дивна !прям. к статье со ставлены перевод«яком).
Прл во»левил Пройееоор И. И. Фрелиел» 'рывно связаны с обсуждаемой концепцией. Можно определенно утверж' дать, что она вообще является одной из основополагающих в физике. Профессор Френкель выдвинул ее в 1926 г.е В своей книге «Кинетическая теория жидкостей» он с характерной скромностью воздает должное вкладу, внесенному в этот вопрос профессором Иоффе. Я имел приятную иозможность посетить Ияститут профессора Иоффе в 1930 г., и я могу ' хорошо себе представить, что сотрудничество такого выдающегося руко' 'водители экспериментальными исследованиями в науке, каким был Иоффе, ' и'ученого, подобного Френкелю, имело чрезвычайное значение для них ': обоих. Френкель был физикам-теоретиком.
Этим самым я хочу подчеркнуть, что он интересовался прежде всего и главным образом тем, что происходит в реальных объектах, н применявшиеся им математические ,'средства обслуживали его фиаику, а пе наоборот, как это иногда случается с представнтелятттт современного поколения ученых. Справедли:т:ность подобного утверждения, можно сказать, засвидетельствована каж;, дой страницей его книги о жидкостях. Он спрашивает: «Что же происхо,"дит в действительности и как это можно объяснить?» — и задаетсн атим --,'вопросом именно так, а отшодь не в форме: «Вот изящная теория; годится ',;ттн она7 Эксперименты же, вероятно, ошибочны, если онн ей противоре-: чат». Мне хотелось бы теперь сказать о книге Френкеля. Опа, я думаю, ',-является первой большой работой, в которой жидкость трактуется око;рве как твердое тело, с ссэлементамн беспорядка», чем как сжатый газ.
..;.":Интерес профессора Френкеля к этому вопросу возник, по его словам, ": н 1924 г., т. е. до появлетптя работы Стюарта (1928 г.) по анализу рент. ХЕнограмм жидкостей, показавшему, что в ннх имеются элементы струк-.туры. Френкель очень рано понял, что жидкости должны, подобно твер.
':дым телам, обладать высокой степенью ближнего порядка и что движение , молекул в жидкостях носит такой же колебательный характер, как и . Н.кристаллах, а потому их и не следует описывать в терминах длины сво.- бодного пробега, характерных для газа. Эти идеи, благодаря высоко : развитой интуиции Френкеля и его математическому таланту, позволили „',ему создать убедительное описание многих явлений в жидкостях, вклю'чая вязкость; соответствующие работы в Ха1иге *е и в других журналах появились сутцественно раньнте, чем статьи Андраде и Эйринга по тому : же вопросу, причем в указанных работах Френкеля уже были сделаны очень сходные выводы. Книга Френкеля, разумеется, является классической. Английское издание ее было опубликовано Оксфордским университетом в 1946 г.; о том, что она сохранила актуальность, свидетельствует ее публикация в Америке в издании Довера (1955 г.).еее Имеются н два русских ее изда' 'лшя.
Она была написана в Казани, когда война приближалась к концу, * 7. Р г е о й е 1, 7.. Р1ту»., 35, 652, 1926. ее 7. Р г е и 1т е 1, тстатоге, 136, 167, 1935; Тгао». Ротаст. Зос., ЗЗ, 1, 1937. »е» В 1968 г. лылтла етяе одно и»дание книги Френкеля е СИ!А. «в довольно трудных условиях», как писал Френкель в предисловии к английскому изданию. Эти трудности легко могут представить себе и те, которым не привелось их испытать; тем большей честя заслуживает Френкель, подготовивший такую великолепную книгу как символ его веры в то, что наступят более счастливые времена, когда в интересах человечества можно будет вновь вернуться к поискам научяой истины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
