Пауль Эренфест
Биография
Пауль Эренфест родился и вырос в Вене, в еврейской семье, происходившей из Моравии. Его родители, Зигмунд Эренфест и Йоханна Еллинек, содержали бакалейный магазин. Хотя семья Эренфестов не была слишком религиозной, Пауль тем не менее посещал курсы иврита и истории евреев. Позже он всегда подчеркивал своё еврейское происхождение. После выпуска из школы Эренфест поступил в гимназию, где его любимым предметом была математика.
В 1904 Эренфест окончил Венский университет, где под руководством Л. Больцмана изучал кинетическую теорию и термодинамику. Университетские курсы стимулировали Эренфеста заняться теоретической физикой. В то время была распространена практика учёбы более чем в одном вузе, поэтому Эренфест поступил в Геттингенский университет, который являлся важнейшим центром математической и теоретической физики. Там он встретил свою будущую жену — Т.А. Афанасьеву, молодую украинку, изучавшую математику в России и стажировавшуюся в Геттингене. Следует отметить, что весной 1903 года, во время короткой поездки в Лейден, Эренфест познакомился с Х.А. Лоренцом.
В то же время Эренфест готовил диссертацию на тему движения несгибаемых тел в жидкостях. Он получил докторскую степень 23 июня 1904 года в Вене, где он жил с 1904 по 1905. Затем, в сентябре 1906, Эренфест вернулся обратно в Гёттинген. Он не успел увидеться с Больцманом до смерти последнего 6 сентября 1906 года. Эренфест написал довольно большой некролог, где изложил большую часть достижений Больцмана. Феликс Клейн, главный редактор Научно-Математической Энциклопедии, рассчитывал, что Больцман напишет обзор по статистической механике. Теперь же он попросил Эренфеста заняться этим. Вместе с женой Эренфест работал над задачей несколько лет; работа была напечатана лишь в 1911 году.
В 1907 году супруги переехали в Санкт-Петербург, где Эренфест познакомился с А.Ф. Иоффе и другими молодыми русскими физиками, читал лекции в Петербургском политехническом институте, вел на дому теоретический семинар. Однако, изолированный от научного общества и без шансов на постоянную преподавательскую работу, он через несколько лет решил вернуться в Западную Европу. В начале 1912 года Эренфест совершил небольшое путешествие по университетам Германии и Австрии, встретился с М. Планком в Берлине, своим старым другом Херглотцем (Herglotz) в Лейпциге, А. Зоммерфельдом в Цюрихе. После первой встречи с Альбертом Эйнштейном в Праге, они становятся близкими друзьями. Эйнштейн предложил Эренфесту работать в Праге, однако вскоре поступило предложение Лоренца заменить его на профессорской должности в Лейденском университете. Отказаться от столь лестного предложения Эренфест не мог: в декабре 1912 года он торжественно вступил в должность.
Сразу же после обоснования в Лейдене Эренфест организовал семинар, который посещали многие ведущие учёные Европы и Америки (достаточно упомянуть имена А. Эйнштейна и Н. Бора) и на котором обсуждались важнейшие вопросы становления квантовой механики и статистической физики. Появились первые голландские ученики Эренфеста, многие молодые учёные приезжали в Лейден на стажировку. Эренфест не порвал связи с Россией, приглашал работать к себе молодых советских учёных, сам неоднократно посещал СССР (1924, 1929-30, 1933).
Последние годы жизни Эренфеста были омрачены тяжелыми сомнениями в собственных силах, в своей способности внести вклад в науку и соответствовать занимаемой должности. Эта ситуация усугублялась семейными проблемами (болезнью сына), жизнь стала для него тяжелым бременем. 25 сентября 1933 года Эренфест покончил с собой.
Научная деятельность
Основные труды посвящены обоснованию статистической механики, квантовой теории, теории относительности, теории фазовых переходов. В 1911 Эренфест совместно со своей женой Т.А. Афанасьевой провел логический анализ статистической механики (так называемая «модель урн») и выдвинул квазиэргодическую гипотезу.
В квантовой теории разработал метод адиабатических инвариантов (1916), сформулировал теорему о средних значениях квантово-механических величин (теорема Эренфеста, 1927). В 1931 совместно с Р. Оппенгеймером рассмотрел статистические свойства атомных ядер: ядра с нечетным атомным номером подчиняются статистике Ферми—Дирака, а с четным — статистике Бозе—Эйнштейна (теорема Эренфеста—Оппенгеймера). Это привело Эренфеста к мысли о недостаточности существовавшей в то время протонно-электронной гипотезы строения ядер для объяснения экспериментальных результатов.
В 1933 Эренфест ввел понятие фазовых переходов второго рода, вывел так называемые соотношения Эренфеста.