Лармор, Джозеф

В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Лармор.

Сэр Джо́зеф Ла́рмор (англ. Sir Joseph Larmor; 11 июля 1857, Северная Ирландия — 19 мая 1942) — ирландский физик-теоретик и математик, профессор Кембриджского университета. Член Королевского общества (1892), почётный член Эдинбургского королевского общества (1910), иностранный член Национальной академии наук США, член-корреспондент Французской академии наук, член Академии деи Линчеи.

Джозеф Лармор
англ. Joseph Larmor
Дата рождения	11 июля 1857(1857-07-11)[…]
Место рождения	Белфаст, Великобритания
Дата смерти	19 мая 1942(1942-05-19)[…] (84 года)
Место смерти	Холивуд, Даун, Северная Ирландия, Великобритания
Страна	Великобритания
Род деятельности	математик, физик, политик, преподаватель университета
Научная сфера	физика и математика
Место работы	Кембриджский университет Ирландский национальный университет в Голуэе
Альма-матер	колледж Святого Иоанна (1880) Университет Квинс в Белфасте (1877) Кембриджский университет Белфастский королевский академический институт
Учёная степень	магистр искусств
Научный руководитель	Эдвард Раус
Награды и премии	член Лондонского королевского общества (1892) Королевская медаль (1915) премия Понселе (1918) медаль де Моргана (1914) премия Смита (1880) Бейкеровская лекция (1909) премия Адамса (1899) доктор гражданского права доктор наук доктор права
Медиафайлы на Викискладе

Работы относятся к электродинамике движущихся тел, термодинамике, магнетизму, изучению структуры атома, математической физике. Принимал участие (наряду с Лоренцем) в разработке электронной теории. Его монография «Эфир и материя» (1900) сыграла значительную роль в развитии электродинамики. Работы Лармора, хотя и уходят корнями в классическую физику, в конечном итоге способствовали её пересмотру, возникновению теории относительности и квантовой механики.

Наиболее известен тем, что первым опубликовал (в 1900 году) в законченном виде релятивистские преобразования пространства и времени, относительно которых уравнения Максвелла сохраняют свой вид, а также релятивистскую формулу сложения скоростей. Впоследствии, по предложению Анри Пуанкаре, эти формулы получили название «преобразования Лоренца» (Лоренц ранее опубликовал неточный, приближённый вариант этих преобразований); они позволили Пуанкаре и Эйнштейну обосновать универсальный «принцип относительности», охватывающий также и электромагнитные явления.

Биография

Джозеф Лармор родился 11 июля 1857 года в графстве Антрим (Северная Ирландия) в семье зажиточного коммерсанта Хью Лармора из Белфаста, и его жены Анны Райт. Около 1860 года семья переехала в Белфаст, где Джозеф получил образование в Королевском академическом институте Белфаста, а затем изучал математику и естественные науки в Королевском колледже. Затем он продолжил обучение в кембриджском колледже Святого Иоанна, где заслужил престижную премию Смита, а по окончании колледжа (1880) был избран его членом. В 1883 году Лармор получил степень магистра.

В период 1880—1885 Лармор преподавал физику («натуральную философию») в Королевском колледже в Голуэе. В 1885 году он вернулся в Кембридж преподавателем математики (Лукасовский профессор математики с 1903 года). Летом он всегда возвращался в родную Ирландию. В 1892 году он был избран членом Лондонского королевского общества, работал одним из секретарей общества. В 1910 году он стал почётным членом Эдинбургского королевского общества.

За выдающиеся научные достижения король Эдуард VII в 1909 году возвёл Лармора в рыцарское достоинство.

Лармор был решительно против системы гомруля и выступал за союз Ирландии с Великобританией. В феврале 1911 года он был избран членом парламента от Кембриджского университета от Консервативной партии. Он оставался в парламенте до всеобщих выборов 1922 года, после которых ирландский вопрос был решён.

На период 1914—1916 был избран президентом Лондонского математического общества. В 1920 году Лармор выступал на пленарных заседаниях Международного конгресса математиков в Страсбурге. Он выступал также на двух следующих конгрессах (1924 и 1928 годы).

Никогда не был женат. В 1932 году ушёл в отставку (его сменил Поль Дирак), вернулся в Северную Ирландию и поселился в графстве Даун. Скончался 19 мая 1942 года в Холивуде.

Научная деятельность

Преобразования Лоренца

Основная статья: История преобразований Лоренца

Все механические процессы подчиняются принципу относительности Галилея. Математически это означает, что уравнения механики не меняют свою форму (инвариантны) при галилеевых преобразованиях, Электромагнитные процессы также в основном зависят только от относительного движения заряженных и магнитных тел, однако уравнения Максвелла при галилеевых преобразованиях меняют форму, и это ставит под сомнение принцип относительности.

Первым, кто занялся вопросом, при каких преобразованиях уравнения Максвелла инвариантны, был немецкий физик-теоретик Вольдемар Фогт. В статье 1887 года «Ueber das Doppler’sche Princip» (см. текст в Викитеке) он предложил преобразования (приведены в современных обозначениях):

$x^{\prime }=x-vt,\quad y^{\prime }={\frac {y}{\gamma }},\quad z^{\prime }={\frac {z}{\gamma }},\quad t^{\prime }=t-x{\frac {v}{c^{2}}}$ ,

где $\gamma =1/{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}$, Если правые части формул умножить на $\gamma ,$ получится современный вид преобразований.

Лоренц в книге 1892 года независимо предложил свою версию:

$x^{\prime }=\gamma (x-vt),\quad t^{\prime }=\gamma ^{2}\left(t-x{\frac {v}{c^{2}}}\right)$ ,

От современного варианта она отличается лишним множителем $\gamma$ в формуле для $t^{\prime }.$ Ещё одну модифицированную версию Лоренц предложил в книге 1895 года, с её помощью он объяснил эффект Доплера, аберрацию света и результат опыта Физо.

Лармор опубликовал в 1897 году статью, в которой привёл преобразования Лоренца в современном виде. С их помощью он объяснил результат опыта Майкельсона — Морли.

Другие темы

Лармор внёс большой вклад в развитие электронной теории Лоренца. Он заложил основы теории диамагнетизма и парамагнетизма (прецессия Лармора), получившие дальнейшее развитие в трудах Ланжевена и Вейса.

Одним из первых Лармор оценил фундаментальную важность для физики принципа наименьшего действия. Между 1894 и 1897 годами он опубликовал три статьи под одинаковым названием «Динамическая теория электрической и светоносной среды». В этих статьях была представлена его теория электрона,

В 1919 году он предложил модель «самоподдерживающегося динамо» для объяснения существования магнитного поля Земли — модель, действующая и по сей день.

Лармор считал себя частью ирландской научной традиции и участвовал в редактировании посмертных сборников работ ряда ирландских ученых:

• своего друга Джорджа Фитцджеральда, первым предположившего видимое сокращение движущихся тел;
• Джорджа Стокса, своего предшественника на кафедре математики Кембриджского университета;
• Уильяма Томсона (лорда Кельвина).

Оценки

Друзья дали Лармору краткое описание: «скромный, застенчивый человек, который с трудом заводил близкие дружеские отношения и чьи многочисленные акты щедрости совершались без огласки». Сэр Дарси Томпсон заметил: «У него было немного друзей, но за всю жизнь он не потерял ни одного из них».

Артур Эддингтон писал:

Классическая физика действительно подошла к концу. Из тех, кто всё же сумел добиться существенного прогресса на этом трудном этапе — кто наконец довёл классическую физику до того момента, когда новые методы стали неизбежными — два имени особенно выделяются: Лоренц и Лармор. В их работе было много общего, поэтому иногда трудно оценить их вклад по отдельности. Репутация Лармора, возможно, была в тени репутации Лоренца. Но, по любым оценкам, достижения Лармора высоки; и его место в науке прочно, как того, кто заново зажёг тлеющие угли старой физики, чтобы подготовить появление новой.

Награды и почести

• (1880) Премия Смита от Кембриджского университета
• (1892) Принят в члены Королевского общества.
• (1898) Премия Адамса за книгу «Эфир и материя».
• (1903) Лукасовский профессор математики
• (1909) За выдающиеся научные достижения король Эдуард VII возвёл Лармора в рыцарское достоинство.
• (1909) Бейкеровская лекция
• (1912—1914) вице-президент Королевского общества
• (1914) Медаль де Моргана
• (1914—1916) избран президентом Лондонского математического общества
• (1915) Королевская медаль
• (1918) Премия Понселе
• (1921) Медаль Копли

В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Джозефа Лармора кратеру на обратной стороне Луны.

В честь учёного названы несколько научных терминов.

• Ларморова частота
• Ларморовский радиус
• Ларморовская прецессия
• Нейтронный микроскоп ЛАРМОР

Основные труды

• 1884, «Least action as the fundamental formulation in dynamics and physics», Proceedings of the London Mathematical Society.
• 1887, «On the direct applications of first principles in the theory of partial differential equations», Proceedings of the Royal Society.
• 1891, «On the theory of electrodynamics», Proceedings of the Royal Society.
• 1892, «On the theory of electrodynamics, as affected by the nature of the mechanical stresses in excited dielectrics», Proceedings of the Royal Society.
• 1893-97, «Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium», Proceedings of the Royal Society; Philosophical Transactions of the Royal Society. Series of 3 papers containing Larmor’s physical theory of the universe.
• 1896, «The influence of a magnetic field on radiation frequency», Proceedings of the Royal Society.
• 1896, «On the absolute minimum of optical deviation by a prism», Proceedings of the Cambridge Philosophical Society.
• Larmor, J. (1897). "A Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium. Part III. Relations with Material Media". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 190: 205—493. Bibcode:1897RSPTA.190..205L. doi:10.1098/rsta.1897.0020.
• 1898, «Note on the complete scheme of electrodynamic equations of a moving material medium, and electrostriction», Proceedings of the Royal Society.
• 1898, «On the origin of magneto-optic rotation», Proceedings of the Cambridge Philosophical Society.
• Larmor, J. Aether and Matter. — Cambridge University Press, 1900. (формулы преобразований приведены на стр. 174)
• 1903, «On the electrodynamic and thermal relations of energy of magnetisation», Proceedings of the Royal Society.
• 1904, «On the mathematical expression of the principle of Huygens» (read 8 Jan. 1903), Proceedings of the London Mathematical Society, Ser. 2, vol. 1 (1904), pp. 1-13.
• 1907, «Aether» in Encyclopædia Britannica, 11th ed. London.
• 1908, «William Thomson, Baron Kelvin of Largs. 1824—1907» (Obituary). Proceedings of the Royal Society.
• 1921, «On the mathematical expression of the principle of Huygens — II» (read 13 Nov. 1919), Proceedings of the London Mathematical Society, Ser. 2, vol. 19 (1921), pp. 169-80.
• 1924, «On Editing Newton», Nature.
• 1927, «Newtonian time essential to astronomy», Nature.
• 1929, Mathematical and Physical Papers. Cambridge Univ. Press.
• 1937, (as editor), Origins of Clerk Maxwell’s Electric Ideas as Described in Familiar Letters to William Thomson. Cambridge University Press.

Литература

• Спасский Б. И. История физики, в двух томах. — Изд. 2-е. — М.: Высшая школа, 1977. — Т. 2.
• Храмов Ю. А. Лармор Джозеф // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 155. — 400 с. — 200 000 экз.

Ссылки

• Джон Дж. О’Коннор и Эдмунд Ф. Робертсон. Лармор, Джозеф (англ.) — биография в архиве MacTutor.
• Joseph Larmor, 1857—1942 (англ.). Дата обращения: 29 июня 2021.
• Diane Greco, Ph.D. (Massachusetts Institute of Technology). Ether and field theories (англ.). VictorianWeb: History of science in the Victorian era. Дата обращения: 29 июня 2021.
• Papers of Sir Joseph Larmor. Janus, University of Cambridge.