Александър Фридман е рицар на науката. Александър Александрович Фридман: биография В търсене на безкрайна Вселена
Руският и съветски математик и геофизик А.А. Фридман е роден на 16 (28) юни 1888 г. в Санкт Петербург в музикално семейство. Баща му е член на кордебалета на Императорските театри в Санкт Петербург, а майка му Людмила Воячек е пианистка, завършила консерваторията и е дъщеря на известен чешки музикант и композитор. Малкият Александър обаче беше привлечен не от музиката, не от театъра, а ранните годинитой се интересуваше от математика. В училище и студентски годиниКъм това се добави и страстта към астрономията. През 1906 г. Александър Фридман завършва със златен медал 2-ра Санкт Петербургска гимназия и постъпва в математическия отдел на Физико-математическия факултет на Санкт Петербургския университет. През същата година 18-годишният Александър публикува първата си математическа работа в една от водещите научни списанияГермания "Математически анали" ("Mathematische Annalen"). Годините на обучение в университета бяха решаващи за всички бъдеща съдбаА.А. Фридман. Неговият учител, надеждна защита и подкрепа беше брилянтният математик Владимир Андреевич Стеклов, чието име сега носи Математическият институт на Академията на науките. Професор Стеклов, който се премести в Санкт Петербург от Харков, беше необичайно ярка личност, бъдещ академик и вицепрезидент на Руската академия на науките. Той оказа огромно влияние върху развитието на младия учен.
Докато все още е студент във Физико-математическия факултет на Санкт Петербургския университет A.A. Фридман написва редица трудове, една от които, „Изследване на неопределени уравнения от втора степен“, е наградена със златен медал през 1909 г. През 1910 г. Александър завършва Петербургския университет и по препоръка на V.A. Стеклов, заедно със своя приятел Я. Тамаркин, е оставен в катедрата по чиста и приложна математика, за да се подготви за професура. До пролетта на 1913 г. Фридман се занимава с математика - води практически занятия в Института на железопътните инженери (1910-1914), чете лекции в Минния институт (1912-1914). И през пролетта на 1913 г., след като полага магистърски изпити, той отива да работи в Аерологичната обсерватория Руска академияНауки в Павловск близо до Санкт Петербург и започва да изучава методи за наблюдение на атмосферата, динамична метеорология (сега тази област на науката се нарича геофизична хидродинамика). Освен с прогнозите за времето и динамичната метеорология, той трябваше да се запознае и с теорията за земния магнетизъм. Скоро той става изключителен специалист по метеорология и свързани с нея области. През 1913 г. Фридман публикува много важна работа"За разпределението на температурата на въздуха с височина." В тази работа той теоретично разглежда въпроса за съществуването на горна температурна инверсия (в стратосферата).
През пролетта на 1914 г. Фридман е изпратен на стаж в Лайпциг, където по това време живее известният норвежки метеоролог Вилхелм Фрийман Корен Бьеркнес, създателят на теорията за фронтовете в атмосферата. През лятото на същата година Фридман лети на дирижабли, участвайки в подготовката за наблюдението слънчево затъмнениепрез август 1914 г. С избухването на Първата световна война Фридман се присъединява доброволно към авиационен отряд. През 1914-1917 г. участва в организирането на аеронавигационното и аерологичното обслужване на Северния, Югозападния и други фронтове. Фридман многократно участва като пилот-наблюдател в бойни полети и разузнавателни операции.
Усвоил професията на пилот, А.А. Фридман преподава в училище за авиатори в Киев. През 1917 г. е поканен да чете лекции в Киевския университет, след което се премества в Москва. Известно време работи във фабрика за авиационни инструменти. Войната подкопава здравето му и Фридман е диагностициран със сърдечно заболяване. Лекарите не го посъветваха да отиде в Петроград и той избра Перм. През ноември 1917 г. той подава заявление за участие в конкурса и на 13 април 1918 г. Фридман заема длъжността извънреден професор в катедрата по механика в Пермския университет. До 1920 г. професор А.А. Фридман работи като заместник-ректор на Пермския университет, преподавайки курсове по диференциална геометрия и физика.
През май 1920 г. Александър Фридман си взема академичен отпуск и заминава за Петроград. Животът на един млад учен в първите години след революцията беше много труден. По едно време той искаше да избяга в чужбина с Тамаркин, който в крайна сметка емигрира сам. Но Фридман имаше късмет, той получи възможност да работи в Съветска Русия. През 1920 г. в Петроград започва работа в Главната физическа обсерватория (от 1924 г. - Главната геофизична обсерватория на името на А. И. Воейков), като в същото време преподава в различни образователни институцииПетроград - в Политехническия институт (1920-1925 г.), Института на железопътните инженери (1920-1925 г.) и др. През декември 1920 г. ученият най-накрая се оттегля от задълженията си като професор по механика в Пермския университет.
През 1923 г. А.А. Фридман е назначен за главен редактор на Journal of Geophysics and Meteorology. Основни трудове на А.А. Фридман са посветени на проблемите на динамичната метеорология (теор атмосферни вихрии порив на вятъра, теория на прекъсванията в атмосферата, атмосферна турбулентност), хидродинамика на свиваем флуид, физика на атмосферата и релативистка космология. През юли 1925 г. за изследователски цели той лети в стратосферата с балон заедно с пилота P.F. Федосеенко, достигайки по това време рекордната височина от 7400 м. Фридман е един от първите, които овладяват математическия апарат на теорията на гравитацията на Айнщайн и започва да преподава курс по тензорно смятане в университета като уводна част към курса по общ теория на относителността. През 1923 г. е публикувана книгата му „Светът като пространство и време“ (преиздадена през 1965 г.), представяйки новата физика на широката публика.
Научната дейност на Фридман е съсредоточена главно в областта на теоретичната метеорология и хидродинамика. В тези области се разкрива неговият блестящ математически талант, постоянно желание и способност да доведе решението на теоретичните проблеми до конкретно, практическо приложение. А.А. Фридман е един от основателите на динамичната метеорология. Занимава се и с приложението на теорията за физичните процеси в атмосферата в аеронавтиката. Той посвети много усилия в търсенето на модели на може би най-хаотичните процеси в света - процесите в земна атмосферакоито правят времето. Въпреки физическите звучащи думи, основно се е занимавал с математика - частни диференциални уравнения.
Основната работа на Фридман по хидромеханика е неговият труд „Опит в хидромеханиката на свиваем флуид“ (1922). В него той дава най-пълната теория на вихровото движение в течност, разглежда и в редица случаи решава важния проблем за възможните движения на свиваема течност под действието на определени сили върху нея. Това фундаментални изследванияни позволява да считаме Фридман за един от създателите на теорията за компресируемите течности. В същата работа Фридман извежда общо уравнение за определяне на вихъра на скоростта, което става от фундаментално значение в теорията за прогнозиране на времето.
През пролетта на 1922 г. в основното физическо списание по онова време Zeitschrift fur Physik се появява призив „Към немските физици“. Бордът на Германското физическо дружество информира за тежкото положение на колегите в Русия, които не са получавали германски списания от началото на войната. Тъй като водещата позиция във физиката по това време е заета от немскоезични учени, става дума за дългогодишен информационен глад. Германски физици бяха помолени да ръководят посочен адреспубликации от последните години, за да ги изпрати след това в Петроград. Но в същото списание, само двадесет и пет страници по-долу, имаше статия, получена от Петроград и на пръв поглед противоречаща на призива за помощ. Името на автора - А. Фридман - беше неизвестно на физиците. Неговата статия, озаглавена „За кривината на пространството“, се занимаваше с общата теория на относителността. По-точно най-амбициозното му приложение: космологията.
Именно в тази статия се роди „разширяването на Вселената“. Преди 1922 г. подобна фраза би изглеждала напълно абсурдна. Разбира се, астрофизиците все още не са научили, че разширяването на Вселената е започнало преди милиарди години; имаше още да се измери и изчисли; проблемът за хоризонта на Вселената все още трябваше да бъде размишлен. Но тази идея е представена за първи път през 1922 г. от тридесет и четири годишния Александър Фридман. В работата си „За кривината на пространството“ Фридман по същество очертава основните идеи на космологията: хомогенността на разпределението на материята в пространството и, като следствие, хомогенността и изотропността на пространство-времето, т.е. за съществуването на “световно” време, за което във всеки момент пространствената метрика ще бъде една и съща във всички точки и във всички посоки. Тази теория е важна преди всичко, защото води до доста правилно обяснение на фундаменталния феномен - ефекта на червеното отместване. Решението на уравненията на полето, получено от Фридман при горните предположения, е модел за всякакви космологични теории.
Интересно е да се отбележи, че авторът на теорията на относителността Айнщайн първоначално смята, че космологичното решение на уравненията на полето трябва да бъде статично и да води до затворен модел на Вселената. През септември 1922 г. той критикува работата на Фридман: "Резултатите относно нестационарния свят, съдържащи се в споменатата работа, ми изглеждат подозрителни. Всъщност се оказва, че посоченото в нея решение не удовлетворява уравненията на полето." Айнщайн не вярва на резултатите на Фридман. Намирайки своята космологична картина за неправдоподобна, той лесно, но, уви, без причина откри въображаема грешка в изчисленията на петроградския учен. Едва след като получава писмо от Фридман, защитаващо неговия случай, и след като прави изчисленията отново, Айнщайн през май 1923 г. признава резултатите на своя руски колега и в специална бележка ги нарича „хвърляне на нова светлина“ върху космологичния проблем. А за бъдещето самата грешка на Айнщайн хвърля светлина върху значението и обхвата на работата на Фридман.
Съвременната теория на гравитацията (обща теория на относителността) е създадена от Алберт Айнщайн през 1915 г. Според тази теория, под въздействието на масата и енергията на телата, пространството (по-точно пространство-времето) се изкривява, което от своя страна води до изкривяване на траекториите на телата, което се възприема от нас като проява на гравитация. Непосредствено след възникването на теорията на относителността нейният създател се опита да я приложи към Вселената като цяло, но този опит беше неуспешен. И сега след 7г неизвестен авторот Съветска Русия, страна, изглеждаща изолирана от световната наука, смело твърди, че резултатът на Айнщайн изобщо не е необходим, а представлява много специален случай. Фридман беше първият, който отхвърли догмата за неизменността на Вселената, която доминираше в умовете на изследователите от древни времена. Заключенията му бяха толкова необичайни, че Айнщайн първоначално не се съгласи с него и заяви, че е открил грешка в изчисленията си.
Беше трудно да се изучава общата теория на относителността в Русия преди 1920 г.: нямаше чуждестранни публикации или рецензии в местни списания. А в света вече бушува истински бум около новата теория. Започва през 1919 г., веднага след като английските астрономи потвърждават отклонението на светлинните лъчи от далечни звезди, предсказано от Айнщайн. И триумфът на теорията на относителността все пак достигна Русия. Започнаха да се появяват популярни брошури за новата теория. Една от първите е книга на самия Айнщайн. Предговорът на автора към руския превод, публикуван в Берлин и датиран от ноември 1920 г., казва: „Повече от всякога, в тези смутни времена, трябва да се грижим за всичко, което може да обедини хора от различни езици и нации. От този момент от гледна точка е особено важно да се насърчава "оживеният обмен на художествени и научни произведения и при сегашните трудни обстоятелства. Затова съм особено доволен, че моята малка книга се появява на руски."
Изследванията на Фридман в областта на общата теория на относителността съвсем не са случайни. IN последните годиниживот той заедно с професор В.К. Фредерикс (1885-1944) започва да пише многотомен учебник по съвременна физика, който започва с книгата „Светът като пространство и време“, посветена на теорията на относителността, познаването на която Фридман смята за крайъгълен камък физическо възпитание. Удивително е как Фридман успява да овладее теорията според нейното популярно представяне само за година и половина, но още през август 1920 г. той пише на своя учител и колега П. Еренфест: „Изучавах аксиомата на малкия [специален] принцип на относителността... Наистина искам да изучавам големия [общ] принцип на относителността, но няма време.“ Работата на Фридман върху общата теория на относителността предоставя динамичен модел на Вселената и за първи път дава възможност да се обясни структурата и развитието на света като цяло. Но е малко вероятно космологията на Фридман да се появи през 1922 г., ако не беше физикът Фредерикс. Той направи първото представяне на общата теория на относителността в Русия. Неговият преглед от 1921 г. в Uspekhi Fizicheskikh Nauk, както и няколко други статии за общата теория на относителността, може да са помогнали на Фридман да овладее тази теория.
Първите нестатични решения на уравненията на Айнщайн, получени от Фридман през 1922-1924 г. при изучаване на релативистични модели на Вселената, поставиха основата за развитието на теорията за нестационарна, разширяваща се или пулсираща Вселена. Ученият изследва нестационарни хомогенни изотропни модели с пространство с положителна кривина, изпълнено с прахообразна материя (с нулево налягане). Нестационарността на разглежданите модели се описва чрез зависимостта на радиуса на кривината и плътността от времето, като плътността варира обратно пропорционално на куба на радиуса на кривината. Фридман откри типовете поведение на такива модели, позволени от гравитационните уравнения, и моделът на Айнщайн за стационарна Вселена се оказа наистина само частен случай. Той опроверга мнението, че общата теория на относителността изисква предположението за ограничеността на пространството. След като реши уравненията на теорията на гравитацията на Айнщайн, като взе предвид космологичния принцип, Фридман показа, че Вселената не може да остане непроменена, в зависимост от първоначалните условия тя трябва или да се разширява или свива. Той беше първият, който даде правилна оценка за възрастта на Вселената.
Резултатите на Фридман показват, че уравненията на Айнщайн не водят до един модел на Вселената, без значение каква е космологичната константа. От модела на хомогенна изотропна Вселена следва, че при нейното разширяване трябва да се наблюдава червено изместване, пропорционално на разстоянието. През 1927 г. белгийският учен и католически абат Жорж Леметр стига до същите заключения като Фридман. Lemaitre обърна голямо внимание на сравнението на теорията и наблюденията, като за първи път посочи, че разширяването на Вселената може да се наблюдава с помощта на червеното изместване в спектрите на галактиките. Така разширяването на Вселената е предсказано теоретично, въз основа на теорията на относителността, първо от Фридман и малко по-късно от Льометр. Това беше един от най-блестящите примери за предсказания в историята на науката. През 1929 г. Едуин П. Хъбъл, въз основа на астрономически наблюдения, потвърди, че спектралните линии в спектрите на галактиките са изместени към червения край на спектъра. Така астрономите, които не обърнаха внимание на теорията на Фридман, се убедиха, че той е прав. Но Александър Фридман, за съжаление, не доживява да види откриването на закона на Хъбъл. След откритието на Хъбъл беше показано, че нестационарността на Вселената всъщност произтича от закона за всемирното притегляне (открит от Исак Нютон в края на 17 век), по-точно от самия закон за гравитацията. обща собственостгравитация, която се състои в това, че тази сила само привлича, но не отблъсква телата.
През февруари 1925 г. A.A. Фридман е назначен за директор на Главната геофизична обсерватория, но заема тази длъжност по-малко от година. А.А Фридман в Ленинград от коремен тиф на 16 септември 1925 г. Той беше само на 37 години. Изключителният учен е погребан на православното гробище в Смоленск. Въпреки това работата на Фридман беше оценена, въпреки че мнозина в СССР нарекоха космологията „слугинята на мракобесието“. През 1931 г. с постановление на съветското правителство за изключителните научни трудове на А.А. Фридман е удостоен посмъртно с Ленинската награда.
Александър Александрович Фридман, талантлив съветски учен, един от създателите на съвременната динамична метеорология, съвременна теориятурбулентността и теорията за нестационарната Вселена беше много смел човек. Той е доброволец на руско-германския фронт и вече като професор (и автор на нова космология) участва в рекорден полет с балон. Но Фридман не беше предопределен да доживее да види как става ясен истинският мащаб на неговото откритие, което толкова широко разшири хоризонта на науката. В същото време нека не забравяме в коя страна и по кое време се е родила „разширяващата се Вселена“.
На 31 май 1923 г. Алберт Айнщайн пише: "В предишна бележка аз критикувах горната работа, но моята критика, както бях убеден от писмото на Фридман, се основаваше на грешка в изчисленията. Смятам, че резултатите на Фридман са правилни и хвърлят нова светлина. Оказва се, че полетата на уравненията позволяват, наред със статичните, и динамични (т.е. променливи по отношение на времето) решения за структурата на пространството."
Александър Фридман – рицар на науката
Арон Черняк
Ако открия звезда,
Бих я нарекъл "Фридман"...
Фридман! Той все още е жител
Само няколко рафта с книги -
Любител на математиката
Млад метеоролог
И военен летец
На херма
на руския фронт някъде...
Факт е, че той влезе в нещо
Усещане за непостоянството на формите
В този ураганен свят,
Видях в кривината на пространството
Той е разпръсната галактика.
Разширяване на Вселената?
Трябва да разберем това!..
Този Фридман беше учен
С много завидно бъдеще.
О, блясък над небето
Нова звезда, Фридман!
Това са редове от стихотворението на изключителния руски поет Леонид Мартинов (1905-1980) „Ако бях открил звезда...“ Не е много често поетите да посвещават своите стихове на учените; може да се каже, че това явление е уникално. Какво толкова привлича Л. Мартинов в живота и работата на А. Фридман? Той изпревари Айнщайн, докосна се до мистерията на разширяващата се Вселена, математик, метеоролог и за капак боен пилот – не е ли достатъчно, за да вдъхнови един поет?! Нека се опитаме да говорим накратко за А. Фридман, в проза, разбира се.
В десетия брой на списанието на ВВС на Червената армия „Бюлетин на въздушния флот“ за 1925 г. е публикуван некролог „В памет на професора, летец-наблюдател А.А. Фридман“. Но Фридман не беше просто обикновен пилот-наблюдател: когато неговият самолет излетя на бойно дежурство в небето на северозападния фронт по време на Първата световна война, германската фронтова радиостанция излъчи предупреждение: „Внимание! Фридман е във въздуха! Германците не бяха напразни тревоги: те знаеха с кого си имат работа... Този човек беше „астронавт“, но не в общоприетия сега смисъл на думата. Той не излизаше в открития космос, не беше космически завоевател, въпреки че в началото на 20-те години самата идея за междупланетно пътуване вече беше станала „модерна“, имената на Н. Кибалчич, К. Циолковски, Р. Годард, Г. Оберт и други вече бяха известни ентусиасти на завладяването на космоса, вече бяха публикувани научни и научно-популярни трудове и бяха поставени филми за предстоящи космически постижения, доста сериозни хора вече говореха за това ... Дори писателят на социално-политическата научна фантастика В. Улянов-Ленин проявява интерес към космическите теми.
Името на А. Фридман не беше известно на широката публика, той не се превърна в идол на тълпата, жадна за незабавен „скок в космоса“. Името му обаче е неразривно свързано с такива фундаментални понятия като "червено изместване", "разсейване на галактики", "уравнения на света", "модели на Вселената". За А. Фридман е основател съвременна космология– физическото учение за Вселената като единно цяло. Не беше лесно да се издигнеш до такъв научен връх: това изискваше влизане в дебат и разклащане на позицията на брилянтния Алберт Айнщайн. Великият учен и младият професор от Петроград никога не са се срещали. Те скръстиха ръце на страниците на престижното научно списание Zeitschrift fur Physik (Бюлетин по физика). По-точно те се срещнаха в необятните простори на Вселената. И в този глобален списък се случи чудо: спечели малко известният А. Фридман - и великият Айнщайн благородно призна, че е прав. Кой друг може да се похвали с такъв успех!
А. Фридман не може да бъде класифициран като „забравен учен“. Статии за него има на всички руски и повечето чужди енциклопедии, в която той е характеризиран като изключителен физик и математик. Фридман рядко се споменава в научно-популярната литература. Еврейските енциклопедични издания, като правило, „забравят“ за Фридман и само „Руската еврейска енциклопедия“ от 1997 г. включва информация за този прекрасен учен и по някаква причина в статия за отец А. Фридман, малко известна музикална фигура .
Александър Александрович Фридман е роден на 17 (29) юни 1888 г. в Санкт Петербург. През 1910 г. завършва физико-математическия факултет на Столичния университет и е оставен в катедрата по математика. Започва неговата педагогическа и научна дейност. Чете лекции по висша математика и работи в аерологична обсерватория. С избухването на Първата световна война А. Фридман се присъединява към доброволчески въздушен отряд, преподава в авиационно училище и организира армейска аеронавигационна служба. През 1916 г. оглавява централната аеронавигационна и аерологична служба на фронта. Във всичките си начинания той проявява блестящи инженерни способности и качества на изключителен организатор. През 1917 г. Фридман приема активно участиев изграждането на Московския авиационен завод и скоро става негов директор.
Година по-късно той отива в Перм, за да окаже научна помощ на местния университет, работи там като професор и заместник-ректор и създава редица технологични отдели. Пермският университет се превръща в основен център на висшето техническо образование. От 1920 г. Фридман е професор в Петроградския университет, работи в главната геофизична обсерватория, а през 1925 г. я оглавява. Още през 1906 г., като осемнадесетгодишно момче, той, заедно с скоро известния математик Я. Тамаркин, завършва работа по теория на числата, която е публикувана на страниците на немското списание „Анали на математиката ”.
Веднага след като А. Айнщайн създава общата теория на относителността, А. Фридман проявява дълбок интерес към това велико откритие, особено към „уравненията на света“, въведени от Айнщайн. Въз основа на решението на тези уравнения Айнщайн се опитва да определи геометричните свойства на Вселената. По-специално, той признава тезата, че светът има формата на цилиндър. Айнщайн също стига до извода, че при определени условия Вселената е пространствено ограничена. Естествено, толкова сериозно и много неочаквано твърдение, което удиви съвременниците, не може да бъде еднозначно прието от всички. Появяват се критични твърдения, които не са достатъчно убедителни: за да се опровергае Айнщайн, е необходим научен заряд с изключителна сила. И такъв „заряд“ избухна: през 1922 г. в списание „Известия физики“ се появи статия „За кривината на пространството на света“. Авторът подлага концепцията на Айнщайн на дълбоко обоснована и много значима критика. Той показа, че „уравненията на света” на Айнщайн при никакви обстоятелства не могат да бъдат еднозначни и с помощта на тези уравнения е невъзможно да се даде категоричен отговор на въпросите за формата (ако тази дума изобщо е приложима) на Вселената и нейната крайност или безкрайност .
След това авторът разглежда въпроса за радиуса на кривината на пространството. Айнщайн, когато представя своята теория, смята този радиус за постоянна стойност. Неизвестният автор на статията заявява: радиусът на кривината на пространството се променя във времето и при това условие възниква възможността за нестационарни решения на „уравненията на света“. Авторът предлага три варианта за такива решения и съответно изгражда три възможни модела на Вселената. Два от тях са с монотонно нарастване на радиуса на кривината, като единият от първите два позволява разширяване на Вселената от определена точка, а вторият предполага разширяване от маса с крайни размери. Третият модел представлява пулсираща Вселена, чийто радиус се променя с определена периодичност. Авторът признава безкрайността на Вселената, нейното пространство и маса.
дълбоко основан и много
значителна критика.
Тази полемична статия е изпратена от Петроград, подписана от Александър Фридман. Това име говореше малко дори за специалистите. Айнщайн обаче беше внимателен към новия възглед, който отхвърли твърденията му. В единадесетия брой на същото списание той публикува статия „Забележки към работата на Фридман „За кривината на пространството“, в която защитава позициите си. Но мина известно време и в шестнадесетия брой на списанието се появи нова публикация на Айнщайн по същата тема, в която той призна грешката си и съответно правотата на Фридман. Така завършва научният спор между Айнщайн и Фридман.
Интересно е да се отбележи едно обстоятелство, което е много характерно за Айнщайн: въпреки поражението, великият физик смята за необходимо да увековечи името на противника си в своите писания. Във всички следващи издания на известната книга „Същността на теорията на относителността” Айнщайн специално подчертава: „Неговият (Фридман. - А.Ч.) резултат след това получи неочаквано потвърждение в разширяването на звездната система, открита от Хъбъл. Това, което следва, не е нищо повече от представяне на идеята на Фридман... Следователно няма съмнение, че това е най- обща схема, което дава решение на космологичния проблем."
Краят на полемиката с Айнщайн, толкова благоприятен за Фридман, стимулира по-нататъшната му работа в областта на космологията. Те изиграха основна роля в развитието на тази наука. Общото научно признание на модела на нестационарната Вселена, разработен от Фридман, се случи след одобрението на откритието на американския астроном Е. Хъбъл за така нареченото червено изместване - с други думи, изместването на линиите към червената част на спектъра на източника. Червеното изместване възниква, когато разстоянието между източника на радиация и наблюдателя се увеличи. Това показва процеса на разширяване на Вселената - наблюдава се ефектът на "разпръскване" на галактиките във всички посоки. От своя страна този ефект потвърждава правилността на предположението за нестационарен модел на Вселената.
Скоро след смъртта на Фридман, белгийският абат Ж. Леметр (по-късно първият президент на Папската академия на науките), въз основа на неговите идеи, създава своята концепция за възникването на Вселената в определен момент от един „бащин атом“ - теория за „Големия взрив“ („Големият взрив“)“). Тя получи подкрепа от трудовете на водещия астрофизик А. Едингтън. Понастоящем този модел все повече се нарича модел на Фридман-Льометр. През годините на съветската власт тази теория беше обявена за идеалистична. „Интересно е, че по времето на Сталин“, пише директорът на Института по теоретична физика. Ландау от Руската академия на науките В. Захаров, - тази теория се бореше безмилостно и тези, които я проповядваха, лесно можеха да попаднат в затвора. Тази теория беше абсолютно забранена, тъй като последователният атеизъм, който беше религията на онова време, е съвместим само с идеята за безкрайното време, безкрайното повторение на всичко.
Ние, разделени от времето на Фридман с десетки години, сме изумени от изключителната широта на научните интереси на този забележителен човек. Образно казано, той сякаш търсеше празни пространства на науката, за да ги запълни. Всички произведения на Фридман се отличават с изключителна интелигентност, отличават се с високо ниво на новост, брилянтен математически талант, убедителни доказателства и яснота на изложението. В областта на теорията на относителността той, заедно с В. Фредерикс, подготви фундаментални трудове, но успя да публикува само първия том от пет планирани - „Основи на теорията на относителността“. Голям интерес представлява книгата на Фридман „Светът като пространство и време“ (1923 г.), талантлива популяризация на теорията на относителността.
Друга посока научна дейностФридман - хидромеханика и хидродинамика. В основния труд „Опит в хидромеханиката на свиваем флуид“ (1922, 1934, 1963) авторът очертава цялостна теория на вихровото движение във флуид, проблемите на възможните движения на свиваем флуид под въздействието на определени сили и изучава кинематичните свойства на свиваем флуид.
Динамичната метеорология е друга област от работата на Фридман. Неговите трудове в тази област са фундаментални. В работите по теорията на атмосферните вихри е изведено уравнение за определяне на скоростта на вихъра. Изследвани са вертикалните атмосферни течения, установени са модели на температурни промени на различни височини - положени са основите на теорията за изучаване на времето и неговото прогнозиране. Фридман създава основите на статистическата теория на турбулентността. Той също има значителен принос в теорията и практиката на аеронавтиката: през 1925 г. той прави рекорден полет с балон, достигайки височина от 7400 метра. Всички дейности на А. Фридман се характеризират с желанието да се завършат резултатите от изследванията, от теорията до практиката.
Точна оценка на Фридман като учен дава съпругата му Екатерина Фридман: „Умението да надникнеш в дълбините, с широк размах, да представиш ясно, кратко, да приложиш на практика или да оставиш под формата на нова теория, да осветлиш от всички страни и дават нов тласък на мисълта – това бяха характеристикинеговата работа и неговата творческа мисъл проникнаха във всички кътчета и кътчета на натрупаното му знание и ги осветиха с ярката светлина на неговия дисциплиниран ум и творческо въображение.”
16 септември 1925 г. A.A. Фридман умира в разцвета на живота си от коремен тиф. Той беше само на 37 години. Смъртта на учения предизвика поток от некролози в научни списания в Русия и други страни. Сред авторите на тези мемориални статии е великият математик В. Стеклов, водещ механик и специалист в областта на теоретичните основи ракетна техникаИ. Мещерски и много други. През 1931 г. А. Фридман е удостоен посмъртно с най-високото съветско отличие за научна дейност. Но поетичното желание на Леонид Мартинов се сбъдва само частично: ако не звезда, то един от обектите на Луната е кръстен на Александър Фридман.
Дизайнът използва картината „Космически серии“ на А. Тишлер. 1970 г
Месечно литературно и публицистично списание и издателство.
Фридман Александър Александрович - съветски учен, един от създателите на съвременната динамична метеорология. Роден на 17 юни 1888 г. в Санкт Петербург. През 1906 г. Александър Фридман завършва със златен медал 2-ра Санкт Петербургска гимназия и постъпва в математическия отдел на Физико-математическия факултет на Санкт Петербургския университет. През същата година 18-годишният Александър публикува първата си математическа работа в едно от водещите научни списания в Германия Mathematische Annalen. През 1910 г. завършва университета в Санкт Петербург и е задържан в катедрата по чиста и приложна математика, за да се подготви за професура.
До пролетта на 1913 г. Фридман се занимава с математика - води практически занятия в Института на железопътните инженери (1910-1914), чете лекции в Минния институт (1912-1914). А през пролетта на 1913 г., след като полага магистърски изпити, той отива да работи в Аерологичната обсерватория на Руската академия на науките в Павловск близо до Санкт Петербург и започва да изучава методи за наблюдение на атмосферата и динамична метеорология.
Кога започна първият? Световна война, Александър Александрович се присъедини към доброволческия авиационен отряд. Той участва в организирането на аерологични наблюдения и създаването на специална аерологична служба на Северния и Югозападния фронт, лично участва в разузнавателни операции, като се учи да управлява самолет. По-късно Фридман е поканен да преподава в училище за авиатори в Киев. От 1917 г. той чете лекции в Киевския университет, след това се премества в Москва и оттам в Петроград.
На 13 април 1918 г. Александър Александрович е избран за извънреден професор в катедрата по механика на Пермския университет. Поради недостиг на учители той трябваше да преподава курсове по диференциална геометрия и физика. Задълбоченото изучаване на тези дисциплини скоро помогна на Фридман да се доближи до откритието на живота му - теорията за разширяването на Вселената.
През май 1920 г. Александър Фридман си взема академичен отпуск и заминава за Петроград. От 1920-1925г - старши физик, ръководител на математическото бюро, директор на Държавната обсерватория (Санкт Петербург), професор в редица университети в Санкт Петербург (университет, Институт на железопътните инженери, Политехнически институт, Морска академия).
Научната дейност на Фридман е съсредоточена главно в областта на теоретичната метеорология и хидродинамика. Занимава се и с приложението на теорията за физичните процеси в атмосферата в аеронавтиката. Те посветиха много усилия в търсенето на модели на процеси в земната атмосфера, които определят времето. Първите нестатични решения на уравненията на Айнщайн, получени от него през 1922–1924 г. при изучаване на релативистични модели на Вселената, поставиха основата за развитието на теорията за нестационарната Вселена. Ученият изследва нестационарни хомогенни изотропни модели с пространство с положителна кривина, изпълнено с прахообразна материя (с нулево налягане). Фридман идентифицира типовете поведение на такива модели, позволени от гравитационните уравнения, и моделът на Айнщайн за стационарна Вселена се оказа специален случай. Опроверга мнението, че общата теория на относителността изисква предположението за ограничеността на пространството. Резултатите на Фридман показват, че уравненията на Айнщайн не водят до един модел на Вселената, без значение каква е космологичната константа. От модела на хомогенна изотропна Вселена следва, че при нейното разширяване трябва да се наблюдава червено изместване, пропорционално на разстоянието. Това беше потвърдено през 1929 г. E.P. Хъб въз основа на астрономически наблюдения: спектралните линии в спектрите на галактиките се оказаха изместени към червения край на спектъра.
Александър Фридман е роден през 1959 г. в Рига. Фридман получава образованието си в Рижския политехнически институт, специализирайки автоматизация и компютърни технологии. И така, след като получи професията на инженер по въвеждане в експлоатация, Александър започна да работи и от 1988 г. влезе в така нареченото кооперативно движение, основавайки собствена компания.
По-късно в едно от интервютата си Фридман каза, че никога не се е интересувал специално от консултации, но когато възникнат трудности в компанията, в която работи, той почти винаги намира правилното решение. По-късно Александър започва да помага на своите приятели и познати и скоро той е почти сигурен, че е изобретил новият виддейности. Изненадата на Фридман нямаше граници, когато разбра, че тази сфера - и то консултантска - е открита още през 19 век. И така, след като лесно се отказа от първенството на откриването на нов бизнес, Фридман все пак реши да изучава нова наука. Съвсем скоро той избра най-близката до него посока - това се оказа антикризисното консултиране. Трябва да се отбележи, че дори Фридман не се отклони далеч от основната си професия - като регулатор, той продължи по същество същата дейност, сега „настройвайки“ малко по-различни обекти. Той всъщност започва да консултира през 1993 г.
Като цяло Фридман последователно завърши няколко курса за напреднали, включително обучение в Германия, Франция и Полша. Впоследствие основната му област на консултиране става Управление на организационното развитие.
Към днешна дата Александър Фридман вече е организирал повече от 100 свои собствени проекта; оперира в такива бизнес сегменти като производство, банкиране и финанси, верига търговия на дребно и на дребно, застраховане и в няколко други области.
Клиентите на Fridman включват Norilsk Nickel, ROSNO, Salym Petroleum, Ilim Group OJSC, Lukoil Overseas Service, SAVAGE, MIR KNIGI, ABAMET, UPS - Русия, " ASCON", "ACCORD POST", "YUGRANEFT Corporation", "AVTOVAZ", "Air Навигация на север от Сибир", "Южен Урал Технически системиМениджмънт", "Кафе Хаус", "МУЗТОРГ" "ЕКСТРОБАНК", "МДМ - Банк", "ДИАТЕК", "СД КОМ" и много други.
"Не се преструвам, че съм иновативен и също така не отхвърлям всички други системи, концепции и произведения. За щастие в управлението все още няма единна азбука, трите закона на Нютон или, да речем, периодичната таблица", казва Александър. Като консултации и „Разработих системата си чрез семинари, обучения и коучинг. Ориентировъчните точки бяха както директната реакция на студентите, така и изпълнението на проекти за оптимизиране на системите за корпоративно управление. Винаги съм се интересувал – да ме прощават клиентите – практическото приложение на принципите, които формулирах."
Светът не е напълно създаден: небето винаги се обновява, астрономите винаги добавят нови към старите звезди. Ако открия звезда, бих я нарекъл Фридман - по-добри средстваНе мога да го намеря, за да стане всичко по-ясно.
Фридман! Досега той е обитател само на няколко рафта - математик-любител, млад метеоролог и военен летец на германския фронт някъде, а по-късно - организатор на университета в Перм в зората на съветската власт. Член на Осоавиахим. След като хвана тиф в Крим, за съжаление той не се върна от Крим. Умрял. И забравиха за него. Само четвърт век по-късно те си спомниха за човека и сякаш го съживиха: „Млад, пълен с дързост, той не мислеше безидейно. Факт е, че в някои отношения той отиде по-далеч от самия Айнщайн: усещайки непостоянството на формите в този ураганен свят, той видя галактики, разпръснати в извивката на пространството. – „Разширяване на Вселената? Трябва да разберем това!“
Те започват да се карат.
Но фактът е неоспорим: този Фридман беше учен с много завидно бъдеще. О, засияй нова звезда над хоризонта, Фридман!
Някои неточности изобщо не развалят стиховете на Леонид Мартинов, посветени на математика, физика, метеоролога Александър Александрович Фридман, който успя въпреки кратък живот, оставят забележима следа в световната наука.
Академик П. Л. Капица твърди, че Фридман е един от най-добрите руски учени. „Ако не беше смъртта му от коремен тиф на 37-годишна възраст... той със сигурност щеше да направи много повече във физиката и математиката и щеше да постигне най-високите академични звания. IN в млада възрастТой вече беше професор и имаше световна известност сред специалистите по теория на относителността и метеорологията. През 20-те години, докато бях в Ленинград, често чувах отзиви за Фридман като за изключителен учен от професорите Крутков, Фредерикс и Бурсиан.
Още като гимназист Фридман (заедно с Я. Д. Тумаркин) публикува две кратки статии по теория на числата. И двете получиха одобрителна рецензия от известния математик Д. Хилберт. Вдовицата на Фридман пише: „...В детството му е измислено най-тежкото наказание, което успокоява непокорния му нрав: той остава без урок по аритметика и остава такъв до края на живота си. Още като студент публикува няколко математически изследвания; един от тях е награден със златен медал от Физико-математическия факултет. Вдовицата имаше предвид работа по теория на числата - отново направена с Тумаркин.
През 1910 г. Фридман завършва университета в Санкт Петербург и е задържан в математическия отдел, за да се подготви за професорска длъжност. В същото време той преподава класове по висша математика в Института по железопътния транспорт и Минния институт. В продължение на много години Фридман подкрепя доверителна връзкас учителя си академик Стеклов. Кореспонденцията на учените е безспорна ценност, тъй като позволява не само да се видят техните интереси, но и да се разбере атмосферата, която цареше в математиката от онази епоха.
„Скъпи Владимир Андреевич“, пише Фридман през 1911 г., „трябваше да си спомня поговорката, за която говорихте тази пролет: „Прави каквото знаеш, пак ще съжаляваш“.
Факт е, че реших да се оженя.
Вече ти казах общ контурза булката му. Тя посещава курс (математика); името й е Екатерина Петровна Дорофеева; малко по-голям от мен; Мисля, че бракът няма да се отрази неблагоприятно на обучението ми...“
В същото писмо Фридман съобщава:
“...Нашите занятия са с Як. Гълъб. (с Яков Давидович Тамаркин, ученик на В. А. Стеклов и приятел на Фридман) вървят, изглежда, доста благоприятно. Те, разбира се, се състоят единствено в четене на препоръчаните от вас курсове и статии за магистърския изпит. Вече завършихме хидродинамиката и започваме да изучаваме теорията на еластичността. Имаме няколко въпроса, но е по-добре да разберем, когато се срещнем с вас.
През 1913 г. Фридман издържа изпитите за магистърска степен по чиста и приложна математика. След като се интересува от математическа аерология, той получава работа в Аерологичната обсерватория в град Павловск, но в края на лятото на 1914 г. започва Първата световна война. Фридман доброволно се присъединява към авиационен отряд, действащ на Северния фронт. Започвайки като редник, той бързо се издига до ефрейтор, а през лятото на 1915 г. получава първото си офицерско звание – мичман. Фридман не само създава аеронавигационни и аерологични услуги на Северния фронт, но също така участва в бойни мисии повече от веднъж като пилот-наблюдател.
„...Животът ми тече съвсем гладко, пише той на Стеклов на 5 февруари 1915 г., „с изключение на такива инциденти като: експлозията на шрапнел на 20 стъпки, експлозията на фитила на австрийска бомба на половин стъпка, което завърши почти благополучно за мен и падане по лицето и главата ми, което завърши с разкъсана горна устна и главоболие. Но, разбира се, човек свиква с всичко това, особено когато вижда около себе си неща, които са хиляди пъти по-тежки...”
След октомврийска революцияФридман се върна към преподаването.
През 1918 г. му е назначена длъжността извънреден професор в катедрата по теоретична математика на младия Пермски университет.
Фридман преподава в Пермския университет две години.
Едва през 1920 г. той се завръща в Петроград.
В гладна, студена столица млад учен получи работа в Главната физическа обсерватория. В същото време той изнася лекции в няколко университета, включително Петроградския университет. През 1922 г. Фридман извежда общо уравнение за определяне на скоростния вихър, което по-късно става фундаментално в теорията за прогнозиране на времето. Във Военноморската академия той изнесе курс от лекции „Опит в хидромеханиката на свиваем флуид“, решавайки сложен проблем за движението на течност или газ при много високи скорости, когато течността или газът по принцип не могат да се считат за идеални и трябва да се вземе предвид тяхната свиваемост. През същите тези години, заедно с Л. В. Келер, той посочва система от характеристики на структурата на турбулентен поток и конструира затворена система от уравнения, свързваща пулсациите на скоростта и налягането в две точки на потока в различно време. През 1925 г. с изследователска цел той се издига с балон с известния съветски стратонавт П. Федосеенко на рекордната за това време височина - 7,4 километра.
Двата малки труда на Фридман по космология привлякоха особено внимание: „За кривината на пространството“ (1922 г.) и „За възможността за свят с постоянна отрицателна кривина“ (1924 г.), публикувана в Berlin Physical Journal. В тези работи Фридман показа, че геометричните свойства на Вселената в големи мащаби трябва да се променят драматично с течение на времето, тоест всички подобни промени трябва да бъдат от естеството на „разширяване“ или „компресия“. Няколко години по-късно американският астроном Хъбъл действително открива ефекта от рецесията на галактиките – следствие от разширяването на Вселената.
Преди работата на Фридман вярата в статичната Вселена беше толкова голяма, че дори Айнщайн, когато развиваше общата теория на относителността, въведе в своите уравнения така наречената космологична константа - вид "антигравитационна" сила, която, за разлика от други сили, не е генериран от никакъв физически източник, а е вграден в самата структура на пространство-времето.
На 18 септември 1922 г. Айнщайн публикува „Забележки върху работата на А. Фридман „За кривината на пространството“. Резюмето на тази забележка гласи: "...Резултатите относно нестационарния свят, съдържащи се в споменатата работа, ми се струват подозрителни." Но още на 31 май 1923 г., разбирайки работата на руския учен, Айнщайн побърза да обяви: „... В предишната бележка аз критикувах работата на Фридман. Но моята критика, както се убедих... се основаваше на грешка в изчисленията. Мисля, че резултатите на Фридман са правилни."
Фридман доказа, че материята на Вселената не е задължително да е в покой. Вселената не може да бъде неподвижна, вярваше той. Вселената трябва или да се разширява или да се свива.
Като аргументира това, Фридман изхожда от две предположения.
Първо, посочи той, Вселената изглежда абсолютно еднакво навсякъде, независимо в каква посока я наблюдаваме, и, второ, това твърдение винаги остава валидно, независимо от какво място наблюдаваме Вселената.
Моделите, разгледани от Фридман, казват, че в някакъв момент от миналото, естествено - космическото време, тоест милиарди и милиарди години отдалечено от нас (време, което човешки мозъктрудно да се възприеме като нещо реално), разстоянието между всички галактики трябва да е нула. В този момент (обикновено се нарича Голям взрив) плътността на Вселената и кривината на пространството трябва да са безкрайни. Тъй като математиците всъщност не могат да се справят с безкрайно големи количества, това означава, че според общата теория на относителността трябва да има точка във Вселената, в която нито един от законите на самата теория не може да се приложи.
Такава точка се нарича сингулярна.
Анализирайки концепцията за сингулярност, френският математик Леметр предложи състоянието на такава висока концентрация на материя да се нарече „първичен атом“. Той пише: „Думата „атом“ трябва да се разбира тук в оригиналната й форма, гръцки смисъл. Атомът е нещо толкова просто, че нищо не може да се каже за него и не може да се зададе нито един въпрос за него. Тук имаме едно напълно неразбираемо начало. Едва когато атомът се разпадне на голям бройфрагменти, запълващи пространството с малък, но не точно нулев радиус, физически понятиязапочна да придобива смисъл."
Работата на Фридман предизвика много вълнения сред физиците.
Идеята, че времето някога е имало начало, не се хареса на мнозина, пише американският астрофизик Хокинг. Но тази идея не ми хареса именно защото съдържаше някакъв, макар и неясен намек за намесата на божествени сили. Неслучайно е хванат моделът на Големия взрив католическа църква. През 1951 г. папата официално заявява, че моделът на Големия взрив е напълно в съответствие с Библията.
Космологът У. Бонър коментира този факт:
„Някои учени идентифицираха сингулярността с Бог и смятаха, че в този момент се е родила Вселената. Струва ми се крайно неуместно да принуждаваме Бог да решава нашите научни проблеми. В науката няма място за такава свръхестествена намеса. И всеки, който вярва в Бог и свързва сингулярност в диференциалните уравнения с него, рискува да загуби нуждата от него, когато математиката се подобри.
„Моето мнение е, че Вселената има неограничено минало и бъдеще. Това може да изглежда толкова озадачаващо, колкото и предположението, че нейната история е крайна. Но в научен план тази гледна точка е методологическа основа и нищо друго. Науката не трябва произволно да приема хипотези, които ограничават обхвата на нейните изследвания.
„Понякога казват, пише академик Капица, че Фридман не е вярвал наистина в собствената си теория и се е отнасял към нея само като към математическо любопитство. Твърди се, че той каза, че работата му е да решава уравнения и че други специалисти - физици - трябва да разберат физическия смисъл на решенията. Това иронично изявление за работата му от един остроумен човек не може да промени високата ни оценка за откритието му. Дори ако Фридман не беше сигурен, че разширението на Вселената, резултат от неговите математически изчисления, съществува в природата, това по никакъв начин не намалява неговите научни заслуги. Нека си припомним, например, теоретичното предсказание на Дирак за позитрона. Дирак също не вярваше реално съществуванепозитрон и се отнасяше към изчисленията си като към чисто математическо постижение, удобно за описване на определени процеси. Но позитронът беше открит и Дирак, без дори да осъзнава, се оказа пророк. Никой не се опитва да омаловажава приноса му към науката, защото самият той не е вярвал в пророчеството си.
В некролог, написан от вдовицата на Фридман, се казва:
„Excelsior (горе) беше мотото на живота му.
Той беше измъчван от жажда за знания.
Избрал механиката, този рай на математическите науки (според Леонардо да Винчи), той не може да се ограничи до нея и търси и намира нови клонове, изучава задълбочено, подробно и вечно се измъчва от недостатъчността на своите знания. „Не, невежа съм, нищо не знам, още по-малко трябва да спя, да не правя нищо странично, тъй като целият този така наречен живот е пълна загуба на време.“ Измъчваше се умишлено, защото виждаше, че не разполага с достатъчно време да обхване с поглед широките хоризонти, които се откриха пред него, докато учи нова наука. Винаги готов скромно да се учи от всеки, който знае повече от него, той съзнаваше, че в работата си следва нови пътища, трудни, неизследвани от никого, и обичаше да цитира думите на Данте: „Водите, в които влизам, имат никога не е бил пресичан от никого.
През 1931 г., посмъртно, изследването на Фридман е наградено с наградата. В. И. Ленин.
| |
