Лармор, Джозеф

Сэр Джо́зеф Ла́рмор (англ. Sir Joseph Larmor; 11 июля 1857, Северная Ирландия — 19 мая 1942) — ирландский[6] 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[7].

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[8]. Работы Лармора, хотя и уходят корнями в классическую физику, в конечном итоге способствовали её пересмотру, возникновению теории относительности и квантовой механики[9].

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[10].

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[11]. 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[12][7].

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[13].

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[7].

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.

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[14].

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):

Лармор опубликовал в 1897 году статью[15], в которой привёл преобразования Лоренца в современном виде. С их помощью он объяснил результат опыта Майкельсона — Морли.

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[16].

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[7],

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[9][7]:

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»[7].

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.

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