Поль Ланжевен

Поль Ланжевен (фр. Paul Langevin; 23 января 1872, Париж — 19 декабря 1946, Париж) — французский физик-теоретик, общественный деятель, педагог и организатор науки. Известен фундаментальными работами в области магнетизма, теории относительности, акустики, статистической физики и философии науки. Член Парижской академии наук (1934), иностранный член Академии наук СССР (1929) и Лондонского королевского общества (1928). Лауреат премии Жюля Жансена (1928) и медали Хьюза (1915). Создатель теории диамагнетизма и парамагнетизма, автор концепции парамагнетизма Ланжевена, а также уравнений Ланжевена, описывающих броуновское движение. Внёс значительный вклад в развитие ультразвуковой локации (сонара) и теории относительности.

Биография

Ранние годы и образование

Поль Ланжевен родился 23 января 1872 года в Париже в семье рабочего-водопроводчика. Несмотря на скромное происхождение, проявил выдающиеся способности в учёбе. Окончил лицей Лавуазье, а затем в 1888 году поступил в престижную Высшую нормальную школу (École Normale Supérieure), где его преподавателями были такие учёные, как Жан Перрен и Пьер Кюри. В 1893 году получил степень агреже по физике, а в 1897 году защитил докторскую диссертацию на тему «Исследования по ионизации газов» под руководством Пьера Кюри.

Научная карьера

После защиты диссертации Ланжевен работал ассистентом в Коллеж де Франс, а затем в 1902 году стал профессором физики в Высшей школе физики и промышленной химии (ESPCI), где сменил Пьера Кюри. В 1909 году был назначен профессором общей физики в Коллеж де Франс, где проработал до 1946 года. В 1925 году стал директором Высшей школы физики и промышленной химии, а в 1934 году — президентом Физического общества Франции.

Общественная и политическая деятельность

Ланжевен был убеждённым антифашистом и социалистом. В 1930-х годах активно выступал против фашизма и милитаризма, поддерживал Народный фронт во Франции. В 1940 году, после оккупации Франции нацистской Германией, был арестован гестапо и заключён в тюрьму. Благодаря вмешательству коллег-учёных, в том числе Альберта Эйнштейна, был освобождён, но оставался под надзором. В 1943 году бежал в Швейцарию, где продолжил научную работу. После освобождения Франции в 1944 году вернулся в Париж и активно участвовал в восстановлении научной жизни страны. Был членом Французской коммунистической партии (с 1944 года) и поддерживал тесные связи с советскими учёными.

Научные достижения

Магнетизм

Ланжевен внёс решающий вклад в понимание природы магнетизма. В 1905 году он разработал классическую теорию диамагнетизма и парамагнетизма, основанную на статистической механике. В рамках этой теории он объяснил, как магнитные моменты атомов ориентируются под действием внешнего магнитного поля, и вывел формулу для намагниченности парамагнетиков (закон Ланжевена). Эта работа заложила основы современной физики магнитных материалов.

Теория относительности

Ланжевен был одним из первых физиков, кто поддержал и развил специальную теорию относительности Эйнштейна. В 1911 году он опубликовал работу, в которой предложил знаменитый «парадокс близнецов» (или «парадокс часов») — мысленный эксперимент, иллюстрирующий эффект замедления времени при движении с релятивистскими скоростями. Хотя сам Ланжевен не считал это парадоксом, его работа стимулировала дискуссии о природе времени и пространства. Он также внёс вклад в релятивистскую электродинамику и теорию гравитации.

Ультразвук и сонар

Во время Первой мировой войны Ланжевен занимался разработкой методов обнаружения подводных лодок с помощью звука. Совместно с русским инженером Константином Шиловским он создал первый в мире действующий гидролокатор (сонар), основанный на пьезоэлектрическом эффекте, открытом братьями Кюри. Ланжевен использовал кварцевые пластины для генерации и приёма ультразвуковых волн. Это изобретение стало основой для современной гидроакустики и нашло применение в военном деле, медицине (УЗИ) и промышленности.

Броуновское движение и статистическая физика

В 1908 году Ланжевен разработал стохастический подход к описанию броуновского движения, известный как уравнение Ланжевена. В отличие от детерминистического подхода Эйнштейна и Смолуховского, он ввёл в уравнение движения случайную силу, моделирующую столкновения с молекулами жидкости. Этот метод стал основой для теории случайных процессов и нашёл широкое применение в физике, химии и биологии.

Философия науки и педагогика

Ланжевен был активным популяризатором науки и сторонником реформы образования. Он выступал за введение в школьные программы основ современной физики и математики, а также за развитие научного мышления. В 1920-х годах он участвовал в создании Лиги образования и науки (Ligue de l’enseignement). Его педагогические идеи оказали влияние на развитие французской системы образования.

Память

Имя Поля Ланжевена носят:

• Улица в Париже (Rue Paul Langevin) и в других городах Франции.
• Институт Ланжевена (Institut Langevin) в Париже — центр исследований в области волновой физики.
• Кратер на Луне (Langevin).
• Астероид (529) Ланжевина (открыт в 1904 году).
• Премия имени Поля Ланжевена, присуждаемая Французским физическим обществом.

В 1946 году, после смерти Ланжевена, его прах был перезахоронен в Пантеоне в Париже — месте захоронения выдающихся деятелей Франции.

Интересные факты

• Ланжевен был близким другом Альберта Эйнштейна. В 1913 году он помог Эйнштейну получить приглашение на работу в Швейцарию, а в 1920-х годах активно поддерживал его в научных дискуссиях.
• В 1930-х годах Ланжевен был одним из организаторов международных конгрессов по физике, на которых обсуждались квантовая механика и теория относительности.
• Его сын, Андре Ланжевен, стал известным физиком-ядерщиком, а внук, Мишель Ланжевен, — политиком и дипломатом.

Источники

• Paul Langevin. La physique depuis vingt ans (1923).
• Jean Perrin. Paul Langevin (1947).
• А. Б. Мигдал. Поль Ланжевен (1972).
• Статья «Langevin, Paul» в Encyclopædia Britannica (11-е издание, 1911).
• Материалы Французской академии наук (Académie des sciences).