(1846 -1915)
В своей докторской диссертационной работе "Уравнения движения энергии в телах" Умов писал (1874):
"
...количество энергии, протекающее через бесконечно малый плоский элемент в бесконечно малое время, равно отрицательной работе сил упругости, действующих на этот элемент".И еще: "
Эта энергия является эквивалентной массе, как теплота и механическая энергия, и коэффициент эквивалентности представляется квадратом скорости света."В своей речи "Эволюция атома" Умов, опираясь на открытия радиоактивных явлений, решительно выступил против теории тепловой смерти мира:
"Перейдем теперь к вопросу о смерти нашего мира. Не поражало ли Вас, что, несмотря на рост энтропии, на идущее от века рассеяние энергии, наш мир никак не может умереть и небесные светила не могут потухнуть? С законом роста энтропии связан один важный вопрос: если она увеличивается, то должен был существовать момент, когда энтропия была наименьшей; он должен был совпасть с началом мира, и мы пришли бы опять к загадке: к чему было строить и пускать в ход механизм, осужденный с первого же момента своего существования на смерть? Все эти недоумения решаются всплывающими в современной физике новыми пониманиями. Подсчет энергий, который до сих пор делался, касается лишь внешних движений молекул и атомов и внешних, действующих между ними сил. Эти энергии действительно рассеиваются, но не ими одними обусловливается
жизнь мира, его энергия. Они составляют лишь ничтожную крупицу той неисчерпаемой энергии, которая запасена в движениях и силах частей атомов, иначе говоря, в эфире..."В своих работах Умов на основе конкретных материалов показал, что новейшие открытия физики раскрыли взаимосвязь между энергией и массой, нанесли удар по воззрениям старой физики, разрывавшей эти важнейшие понятия физической науки. В одной из своих работ (1897
) Умов указывал:"В умах современных теоретиков эта энергия (т. е. энергия электромагнитного поля излучения.- А. К.) облеклась новыми, непредвиденными свойствами. Мы привыкли отождествлять гравитационную массу тела с его инерцией. Современное учение о лучистой электромагнитной энергии, повидимому, раскалывает такое представление. Излучаемая энергия является составной частью массы тела. Излучение света уменьшает эту массу. Энергия лучей Максвелла является эквивалентной массе, как теплота и механическая энергия, и коэффициент эквивалентности представляется квадратом скорости света. Излучение переносит массу от тела излучающего к телу абсорбирующему".
Умов получил основное уравнение движения энергии, характеризующее изменение количества энергии в элементе объема среды со временем:
Это уравнение Умов называет "основным законом энергии". Оно открывает связь между количеством энергии, отнесенным к единице времени, втекающим в среду через ее границы, и изменением количества энергии в среде.
Основное уравнение движения энергии, полученное Умовым, в математической (дифференциальной) форме фиксирует закон сохранения энергии. Именно в нем выражена основная мысль Умова о непрерывности энергии, о том, что энергия может распространяться, передаваться от одной точки среды к другой только непрерывно. Положение Умова о непрерывности энергии, о том, что энергия распространяется не только в определенном пространстве, но и в определенный промежуток времени, исключает всякую мысль о ньютоновском мгновенном дальнодействии.
Умовское уравнение движения (непрерывности) энергии на современном математическом языке может быть записано в следующей форме (для непоглощающего и не содержащего источников энергии пространства):
где S - знаменитый "вектор Умова", прочно вошедший в науку.
Понятию "вектор Умова" соответствует его утверждение о том, что "всегда существуют три функции рx-, ру, рz, обладающие тем свойством, что сумма их первых производных по осям х, у, z дает уменьшение плотности энергии в единицу времени в данной точке тела" '. Функции рx, рy, рz Умов называет токами энергии по осям прямоугольных координат.
В интегральной форме закон сохранения энергии Умов записывает в следующем виде:
где тройной интеграл распространяется на весь объем среды, dσ представляет элемент ее границы, а ln, - скорость движения энергии по внешней нормали n к элементу границы.
Это выражение в физике принято называть "теоремой Умова".
Для всей среды уравнение движения энергии имеет следующий вид:
где δJ - приращение живой силы в элементе объема среды; σW- приращение работы частичных сил элемента; σL - приращение работы давлений на элементе поверхности тела; dω - элемент объема среды.
Умов показывает, каким образом можно получить математические выражения, связывающие законы движения и распределения энергии с движениями частиц среды.
Необходимо отметить, что уравнения движения энергии получены Умовым для движения любого вида энергии, происходящего в любой среде, и таким образом носят самый общий характер.
В своей работе "Albeitung der Bewegungsgleichungen der Energie in continuirlichen Körpern", 1874, Умов писал:
"Если движение частицы тела М испытывает изменение благодаря каким-либо причинам, то пертурбация движения частицы тела постепенно будет распространяться по всему телу.
Поскольку никакое изменение движения не может происходить без увеличения или уменьшения энергии, т. е. без ее притока или отдачи, то наряду с распространением пертурбации движений будет происходить само собой движение энергии в том или ином смысле. И, наоборот, любой приток или отдача энергии влечет за собой пертурбацию движения. Так как эта пертурбация выражается в изменении прежнего состояния движения или в поддержании движения, когда оно затухает, то направление и скорость движения энергии будут идентичны с направлением и скоростью распространения пертурбации" '.
Из этих рассуждений видно, что Умов получил законы движения энергии в самом широком и универсальном смысле.
“Высокий, полный, седой, с огромным челом, с развевающимися “саваофовыми” власами, с прекрасной седой бородой и мечтательными голубыми глазами, воздетыми горе”, торжественный и величественный, всем существом своим словно настроенный на позывные большого космоса - таким, как свидетельствует поэт-символист А. Белый, запечатлелся Н. А. Умов, физик-теоретик, в памяти сослуживцев и учеников. По словам А. Белого, было в нем что-то пророческое, ведь не раз в самой обычной, почти банальной его фразе вдруг слышались глухие отзвуки пульса мироздания, что-нибудь типа: “Бьют часы Вселенной первым часом!” В своих лекциях он чудно одушевлял дыханием живой, образной речи даже наискучнейшие, уныло-специальные вопросы физики и, как маг и волшебник, разворачивал перед восторженными слушателями, студентами Новороссийского (Одесского), а затем Московского университетов, великую “драму-мистерию” естествознания. Умов был замечательным, оригинальным ученым, поистине энциклопедистом в физике. По словам его ученика и биографа Н. А. Бачинского, труды Николая Алексеевича “относятся ко всем отделам физики и нередко захватывают и сферу сопредельных наук, как то: механики, астрономии, метеорологии и химии”. Умов был основателем учения о локализации и движении энергии, занимался термомеханическими явлениями в упругих твердых телах. Есть у него работы по объяснению эффектов относительности при физических наблюдениях, экспериментальному изучению поляризационных свойств света, рассеянного мутными средами, земному магнетизму и т.д. Но уникальность его как ученого в том, что наряду с научными изысканиями и экспериментами, параллельно с выработкой новых и развитием уже известных физических теорий его ищущая, чуткая ко всякому нестроению, ко всякому страданию мысль формировала свое, цельное и оригинальное мировоззрение, свой взгляд на эволюцию природы и космоса и место в ней человека. И взгляд этот, безусловно питаясь материалом его научных разработок, выходил уже за рамки чисто физического, приобретал всеобъемлющее, этическое значение, становился своего рода манифестом нового человека, homo sapiens explorans (человека разумного исследующего), обоснованием великой его задачи в мироздании.
Николай Алексеевич Умов, родился в 1846 г. в Симбирске. Еще мальчиком познакомился с анатомией под руководством отца, который был врачом и занимался собиранием естественноисторических коллекций. Окончив курс в 1-й московской гимназии, он поступил на физико-математический факультет Московского университета, оттуда вышел со степенью кандидата в 1867 году. Намереваясь поступить в технологический институт, он пожелал сначала ознакомиться с практикой технических производств, для чего работал некоторое время на вагоностроительном заводе Вильямса и Бухтеева. В Санкт-Петербургском технологическом институте он пробыл вольнослушателем два месяца, так как вскоре был оставлен при Московском университете для приготовления к профессорскому званию по кафедре физики. В следующем году он преподавал физику во 2-й женской гимназии и читал лекции физики на женских Лубянских курсах. В 1871 г. выбран доцентом Новороссийского университета, затем последовательно там же получил экстраординатуру и ординатуру. В 1870 году защитил магитерскую, а в 1874 году - докторскую диссертацию. В 1893 году перешел в Московский университет, где будучи профессором физики, преподавал физику студентам-медикам и теоретическую физику студентам-математикам. После смерти профессора А.Г. Столетова читает экспериментальную физику.
Из его сотен научных трудов наиболее известны следующие:
- "Законы колебания в изотропной среде постоянной упругости" ("Математический Сборник" V, 1870 - 72),
- "Beweg-Gleich. d. Energie in contin. Korpern" (Schomilch, "Zeitschriff d. Math. und Phys.", т. XIX, 1874),
- "Уравнения движения энергии в телах" - докторская диссертация 1874 года и основополагающая работа всей физики,
- "Теория взаимодействий на расстояниях конечных и ее приложение к выводу электростатических и электродинамических законов" ("Математический Сборник", VI),
- "О фиктивных взаимодействиях между телами, погруженными в среду постоянной упругости" ("Математический Сборник", IX, 1877),
- "О стационарном движении электричества на проводящих поверхностях произвольного вида" ("Математический Сборник", IX, 1878),
- "Ableitung d. elektrodynam. Inducrionsgesefzes" ("Wied. Ann.", т. 13, 1881),
- "Отражение и проломление света на границе изотропных тел" ("Протоколы VII съезда естествознания", 1883),
- "О наблюдении невидимых облаков" (там же),
- "Частный случай неустойчивого равновесия консервативной системы" (там же),
- "Геометрическое значение интегралов Френеля" ("Записки Новороссийского Общества Естествознания", математическое отделение., т. VI, 1885; также в "Journal de physique"),
- "Законы растворимости некоторых солей" ("Западное Новороссийское Общество Естествознания", т. XII, 1887),
- "Диффузия водного раствора поваренной соли" (там же, т. XIV, 1888),
- "Термодинамический потенциал соляных растворов" ("Журнал Русского Физико-химического Общества", 1889),
- "Антитермы изопиестических и изотермических процессов совершенных газов" ("Западное Новороссийское Общество Естествознания" математическое отделение, т. XV, 1892),
- "Опыт изыскания законов тепловой энергии химических реакций" ("Западный Новороссийский Университет" 1893),
- "Дополнение к закону диффузии и новые диффузиометры" ("Журнал Русского Физико-химического Общества", 1891),
- "Une expression generale du potentiel thermodynamique" ("Bull. d. l. Soc. des Natural. de Moscou", 1894),
- "Электрические образы в поле Гитторфовой трубки" (Умова и А. Самойлова; "Труды физиологического Института Московского Университета" т. V, 1896; перепечатано в "Philosophical. Magaz."),
- "Об образовании и истечении капель в магнитном и электрическом поле" ("Труды Физического Отделения Общества Любителей Естествознания", т. VIII, 1896),
- "Sur l'application de la methode de Mr. Ludimer Hermann a l'analyse des courbes peripdiques" ("Le physiologiste Russ.", т L, 1898),
- "Ueber eine Methode objectiwer Darstellung der Eigenschaften des polarisirten Lichtes" ("Annalen der Physik", 1900),
- "Ein Versuch die magnetischen Typen des Erdmagnetismus zu ermitteln" ("Bull. d. l. Soc. Natur. de Moscou", 1900).
ТРУДЫ УМОВА НА НАШЕМ САЙТЕ
Законы колебаний в неограниченной среде постоянной упругости, 1870
Теория взаимодействий на расстояниях конечных и ее приложение к выводу электростатических и электродинамических законов, 1872
Уравнения движения энергии в телах, 1874
Прибавление к статье "Уравнения движения энергии в телах", 1874
Культурная роль физических наук - Речь, произнесённая при открытии Московского Общества изучения и распространения физических наук, 18 ноября 1912 г.
А также книга А. Компанейца о научной борьбе Умова.
|
|
 |
