Калуца, Теодор

Теодор Франц Эдуард Калуца
нем. Theodor Franz Eduard Kaluza
Место рождения:	Ратибор
Научная сфера:	математическая физика
Известен как:	разработчик теории Калуцы — Клейна

Теодор Франц Эдуард Калуца (нем. Theodor Franz Eduard Kaluza; 9 ноября 1885, Ратибор — 19 января 1954, Гёттинген) — немецкий учёный, предложивший ввести в математическую физику пятое измерение, послужившее основой для теории Калуцы — Клейна.

Биография

Калуца родился в маленьком силезском городе Ратибор, принадлежавшем тогда Германии (ныне — польский Рацибуж в 80 км к юго-западу от Катовице).

Отец Калуцы был известным лингвистом, чьи работы по фонетике немецкого языка и по анализу стихов Чосера пользовались большой популярностью у современников. Благодаря влиянию отца, Калуца стал редким знатоком лингвистики, изучив 15 языков, включая древнееврейский, арабский, венгерский, и литовский. На всю жизнь у него сохранился интерес к языкам, литературе и философии.

В 18 лет Калуца поехал учиться в Кёнигсберг, город Канта. В Кёнигсбергском университете, гордившемся своей математической школой, Калуца проучился на математическом факультете с 1903 по 1908 год. В 1909 году он защитил докторскую диссертацию по теме преобразований Чирнгауза и получил пост приват-доцента.

В апреле 1919 года Калуце удалось посредством введения «свернувшегося» пятого измерения доказать возможность объединить уравнения электромагнетизма и гравитации в обычном 4-мерном пространстве.

Кроме теории пятимерного пространства и общей теории относительности, Калуца публиковал статьи как по чистой математике, так и по вопросам математической физики; он занимался построениями моделей атомного ядра и общими вопросами энергетики. В 1929 году Калуца получил пост профессора в Киле. В 1933 году он получил ставку профессора в Гёттингене, где проработал до смерти. Калуца скоропостижно скончался 19 января 1954 года, за два месяца до получения звания «профессор-эмеритус».

Теория Калуцы—Клейна

В 1918 году немецкий математик Герман Вейль предпринял попытку создать первую единую теорию поля, или теорию всего, в которой электромагнитное и гравитационное поля являлись бы геометрическими свойствами временного пространства. Математически и эстетически эта теория была настолько элегантна, что Эйнштейн сразу же увлекся ею. Тем не менее, в том же году выяснилось, что в этой теории были существенные пробелы. Плененный красотой идей Вейля, Калуца решился предложить свой оригинальный подход к единой теории поля. В апреле 1919 году Калуце удалось посредством введения «свернувшегося» пятого измерения доказать возможность объединить уравнения электромагнетизма и гравитации в обычном 4-хмерном пространстве. Таким образом, Калуца пришел к выводу, что в 5-мерном пространстве гравитация и электромагнетизм едины. Калуца изложил свою теорию в письме к Эйнштейну, и тот посоветовал ему продолжить занятия этой темой.

У Калуцы не было никаких доказательств того, что мир является 5-мерным, но инстинкт подсказывал Эйнштейну, что красота его математических выкладок могла свидетельствовать об их верности. В конце концов, Эйнштейн подал статью Калуцы (нем. Zum Unitätsproblem der Physik) в Прусскую академию наук в 1921 году, и сам опубликовал работу о 5-мерном методе. Современники отнеслись к теории Калуцы как к математическому упражнению, лишенному физического смысла. Вскоре и Эйнштейну пришлось разочароваться в этой теории, потому что электрону в ней места не нашлось. В 1926 году теория Калуцы была расширена шведским физиком Оскаром Клейном и стала известна под названием теории Калуцы-Клейна. Эйнштейн вернулся к ней в 1930 году, но и на сей раз его попытки создать теорию всего оказались безуспешными.

Большинство физиков скептически отнеслись к Калуце. Его теории более 50 лет пролежали в забвении на пыльных полках истории математики. До 1980-х годов они казались лишь странным математическим казусом, пока Майкл Грин и Джон Шварц не показали, что теория суперструн способна объединить как гравитацию с электромагнетизмом, так и сильные и слабые взаимодействия. Эта теория оперирует 10-мерным пространством, притом, что 6 «лишних» измерений считаются «свернутыми». Таким образом, теория Калуцы-Клейна заново возродилась. Эта судьба теории, сначала отвергнутой и высмеянной, а затем пересмотренной и возродившейся, была описана в исправленном издании книги «The New Ambidextrous Universe», написанной популяризатором науки Мартином Гарднером.

Литература

• Kaluza T. "Zum Unitätsproblem der Physik" Sitzungsberichte Preußische Akademie der Wissenschaften 966–972 (1921) archive.org/details/sitzungsberichte1921preussi
• [www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Kaluza.html Биография Калуцы] // Из архива Мак Тьютора
• Храмов Ю. А. Калуца Теодор Франц Эдуард (Kaluza Theodor Franz Eduard) // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и дополн. — М.: Наука, 1983. — С. 124. — 400 с. — 200 000 экз. (в пер.)

См. также

• Теория Калуцы — Клейна
• Теория струн

Отрывок, характеризующий Калуца, Теодор

– Лепешки французские, – сказал Жерков.
– Этим то бьют, значит? – спросил аудитор. – Страсть то какая!
И он, казалось, распускался весь от удовольствия. Едва он договорил, как опять раздался неожиданно страшный свист, вдруг прекратившийся ударом во что то жидкое, и ш ш ш шлеп – казак, ехавший несколько правее и сзади аудитора, с лошадью рухнулся на землю. Жерков и дежурный штаб офицер пригнулись к седлам и прочь поворотили лошадей. Аудитор остановился против казака, со внимательным любопытством рассматривая его. Казак был мертв, лошадь еще билась.
Князь Багратион, прищурившись, оглянулся и, увидав причину происшедшего замешательства, равнодушно отвернулся, как будто говоря: стоит ли глупостями заниматься! Он остановил лошадь, с приемом хорошего ездока, несколько перегнулся и выправил зацепившуюся за бурку шпагу. Шпага была старинная, не такая, какие носились теперь. Князь Андрей вспомнил рассказ о том, как Суворов в Италии подарил свою шпагу Багратиону, и ему в эту минуту особенно приятно было это воспоминание. Они подъехали к той самой батарее, у которой стоял Болконский, когда рассматривал поле сражения.
– Чья рота? – спросил князь Багратион у фейерверкера, стоявшего у ящиков.
Он спрашивал: чья рота? а в сущности он спрашивал: уж не робеете ли вы тут? И фейерверкер понял это.
– Капитана Тушина, ваше превосходительство, – вытягиваясь, закричал веселым голосом рыжий, с покрытым веснушками лицом, фейерверкер.
– Так, так, – проговорил Багратион, что то соображая, и мимо передков проехал к крайнему орудию.
В то время как он подъезжал, из орудия этого, оглушая его и свиту, зазвенел выстрел, и в дыму, вдруг окружившем орудие, видны были артиллеристы, подхватившие пушку и, торопливо напрягаясь, накатывавшие ее на прежнее место. Широкоплечий, огромный солдат 1 й с банником, широко расставив ноги, отскочил к колесу. 2 й трясущейся рукой клал заряд в дуло. Небольшой сутуловатый человек, офицер Тушин, спотыкнувшись на хобот, выбежал вперед, не замечая генерала и выглядывая из под маленькой ручки.
– Еще две линии прибавь, как раз так будет, – закричал он тоненьким голоском, которому он старался придать молодцоватость, не шедшую к его фигуре. – Второе! – пропищал он. – Круши, Медведев!
Багратион окликнул офицера, и Тушин, робким и неловким движением, совсем не так, как салютуют военные, а так, как благословляют священники, приложив три пальца к козырьку, подошел к генералу. Хотя орудия Тушина были назначены для того, чтоб обстреливать лощину, он стрелял брандскугелями по видневшейся впереди деревне Шенграбен, перед которой выдвигались большие массы французов.
Никто не приказывал Тушину, куда и чем стрелять, и он, посоветовавшись с своим фельдфебелем Захарченком, к которому имел большое уважение, решил, что хорошо было бы зажечь деревню. «Хорошо!» сказал Багратион на доклад офицера и стал оглядывать всё открывавшееся перед ним поле сражения, как бы что то соображая. С правой стороны ближе всего подошли французы. Пониже высоты, на которой стоял Киевский полк, в лощине речки слышалась хватающая за душу перекатная трескотня ружей, и гораздо правее, за драгунами, свитский офицер указывал князю на обходившую наш фланг колонну французов. Налево горизонт ограничивался близким лесом. Князь Багратион приказал двум баталионам из центра итти на подкрепление направо. Свитский офицер осмелился заметить князю, что по уходе этих баталионов орудия останутся без прикрытия. Князь Багратион обернулся к свитскому офицеру и тусклыми глазами посмотрел на него молча. Князю Андрею казалось, что замечание свитского офицера было справедливо и что действительно сказать было нечего. Но в это время прискакал адъютант от полкового командира, бывшего в лощине, с известием, что огромные массы французов шли низом, что полк расстроен и отступает к киевским гренадерам. Князь Багратион наклонил голову в знак согласия и одобрения. Шагом поехал он направо и послал адъютанта к драгунам с приказанием атаковать французов. Но посланный туда адъютант приехал через полчаса с известием, что драгунский полковой командир уже отступил за овраг, ибо против него был направлен сильный огонь, и он понапрасну терял людей и потому спешил стрелков в лес.
– Хорошо! – сказал Багратион.
В то время как он отъезжал от батареи, налево тоже послышались выстрелы в лесу, и так как было слишком далеко до левого фланга, чтобы успеть самому приехать во время, князь Багратион послал туда Жеркова сказать старшему генералу, тому самому, который представлял полк Кутузову в Браунау, чтобы он отступил сколь можно поспешнее за овраг, потому что правый фланг, вероятно, не в силах будет долго удерживать неприятеля. Про Тушина же и баталион, прикрывавший его, было забыто. Князь Андрей тщательно прислушивался к разговорам князя Багратиона с начальниками и к отдаваемым им приказаниям и к удивлению замечал, что приказаний никаких отдаваемо не было, а что князь Багратион только старался делать вид, что всё, что делалось по необходимости, случайности и воле частных начальников, что всё это делалось хоть не по его приказанию, но согласно с его намерениями. Благодаря такту, который выказывал князь Багратион, князь Андрей замечал, что, несмотря на эту случайность событий и независимость их от воли начальника, присутствие его сделало чрезвычайно много. Начальники, с расстроенными лицами подъезжавшие к князю Багратиону, становились спокойны, солдаты и офицеры весело приветствовали его и становились оживленнее в его присутствии и, видимо, щеголяли перед ним своею храбростию.