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马里安·冯·斯莫卢霍夫斯基

时间:2022-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:9月5日,当代最富有洞察力的理论家之一马里安·冯·斯莫卢霍夫斯基逝世了。斯莫卢霍夫斯基的科学兴趣完全萦注在热的分子理论方面。斯莫卢霍夫斯基指出,内摩擦在不断减弱这个速度,而无规的相互碰撞则又不断地恢复这种速度,他成功地对现象进行了定量的解释。斯莫卢霍夫斯基的其他科学工作不能在这里一一地加以阐述。马里安·冯·斯莫卢霍夫斯基,波兰物理学家,1872年生,1917年9月5日去世。
马里安·冯·斯莫卢霍夫斯基_爱因斯坦文集

9月5日,当代最富有洞察力的理论家之一马里安·冯·斯莫卢霍夫斯基逝世了。他死于赤痢在克拉科夫流行的时候。当时他刚满45岁。

斯莫卢霍夫斯基的科学兴趣完全萦注在热的分子理论方面。他特别感兴趣的是那些从分子运动学中引申出来的但从古典热力学角度无法理解的结论;他感到只有对这些现象进行研究,才能克服十九世纪末科学家们对分子理论的强烈反对。

那种曾经使电动力学有了长足进步的怀疑论的思想,虽然清除了电动力学中的无用的机械形态,但同时却妨碍了热学理论的发展。物理学家们一旦懂得,即使不以力学为依据,物理理论也还是能够成为清晰的和完备的,于是他们便把物理学所有领域里的力学理论都抛弃了。因此,不难理解为什么玻耳兹曼在1898年带着伤感的口吻在《气体理论讲义》第二部分的序言中写道:“我认为,如果气体理论由于当前占统治地位的敌对情绪而被人们暂时置诸脑后,就像当初波动论由于牛顿的权威曾经遇到的那种情况,科学将会蒙受严重的损失。”(2)

在这篇序言里就曾经提到过那年发表的斯莫卢霍夫斯基关于热在急剧减压的气体中传导情况下管壁同气体之间温度骤变的理论工作。这种现象还在23年以前就已由瓦尔堡(Warburg)和孔德(Kundt)发现了,这种现象确实是支持分子运动论的有力论据。在不使用古典热学所没有的自由程概念的情况下,如何才能令人满意地解释当继续给气体降压时管壁同气体之间温度的骤变的增大呢?

但是,为了改变热的力学理论的反对者的看法,还需要更有力的证据。虽然离开热的运动学理论就不能理解温度骤变的事实,但是热运动的实在性并不能直接从这个现象中引申出来。热的运动学理论只是在1905—1906年才得到了普遍的承认,当时证明了:这一理论可以对早就发现的液体中悬浮微粒的无规则运动,即布朗运动,进行定量的解释。斯莫卢霍夫斯基依据能量均分的运动学定律,创立了关于这一现象的特别精致和直观的理论。按照这条定律,直径为1微米的粒子(具有水的密度)在处于热力学平衡的液体中运动,应具有约为3毫米/秒的平均瞬时速度。斯莫卢霍夫斯基指出,内摩擦在不断减弱这个速度,而无规的相互碰撞则又不断地恢复这种速度,他成功地对现象进行了定量的解释。

对布朗运动本质的认识,使所有怀疑玻耳兹曼热力学定律的可靠性的看法都一下子烟消云散了。人们开始懂得,准确意义上的热力学平衡是根本不存在的,倒是应当说,每一个长期自我调节的体系都围绕着理想的热力学平衡状态作无规的振荡。然而正如一般理论所表明的,由于这些起伏非常之小,所以它们总的说来是观察不到的。但是在1908年斯莫卢霍夫斯基却找到了第二类可观察的现象,在这些现象中,这些起伏几乎是直接表现出来的。这就是气体和结晶状液体的乳光。物质或这种物质的个别组成成分的可压缩性越大,由于热运动的无规性而使密度所承受的连续的空间时间起伏也就越大;斯莫卢霍夫斯基在一般理论基础上指出,这些起伏应当引起物质在光学上的模糊不透明。瑞利(Rayleigh)勋爵曾经对天空的蓝色进行过解释,天空的蓝色属于这样一类现象,它们证明了空气密度在空间上是有起伏的。

斯莫卢霍夫斯基的其他科学工作不能在这里一一地加以阐述。但是必须提一提他于1913年和1916年应哥廷根科学协会邀请所做的两期报告,这两期报告曾发表在《物理学的期刊》(Phys. Zeits.)上。这些报告对这位过早逝世的科学家的整个一生活动是一个最好的概括。每一个了解斯莫卢霍夫斯基的人,所以喜欢他,不仅因为他是一个聪明的科学家,而且也因为他是一个高尚的、敏感的和友善待人的人。近几年来的世界灾难,使他对人们的残忍和对我们文明发展所遭受的损失感到极为痛心。命运过早地中断了他作为研究家和教育家的卓有成效的活动;但是我们将非常珍惜他的生活榜样和他的著作。

 

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(1) 原文发表在德国《自然科学》(Naturwissenschaften)周刊,1917年,第5卷,737—738页。这里转译自《爱因斯坦科学著作集》俄文版,第4卷,1967年,36—38页。本文由贾泽林同志译。

马里安·冯·斯莫卢霍夫斯基(Marian von Smoluchowski),波兰物理学家,1872年生,1917年9月5日去世。1906年,他继爱因斯坦之后,对布朗运动进行深入的理论研究。——编者

(2) L.玻耳兹曼:《气体理论讲义》,第2部分,1898年。——原注

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