Сольве́евские конгрессы (Сольве́евские конференции) — серия международных конференций по обсуждению фундаментальных проблем физики и химии, проводится с 1911 года в Брюсселе международным Сольвеевским институтом физики и химии.
Каждый конгресс посвящается обсуждению актуальных фундаментальных проблем физики и химии, которые находятся в центре внимания учёных в различные периоды. Первый Сольвеевский конгресс (Conseils Solvay), состоявшийся по личной инициативе и на средства бельгийского учёного и промышленника Эрнеста Сольве, считается поворотным пунктом в развитии физики XX века.
Обычный интервал в проведении конгрессов составляет три года, однако в истории присутствуют и паузы, особенно значительные в периоды мировых войн в 1910-х и 1930—1940-х годах. В период с 1911 по 2024 год в Брюсселе состоялось 29 Сольвеевских конгрессов по физике, 26 — по химии, и 1 по биологии.
История После разговора с Вальтером Нернстом Эрнест Сольве решил организовать международную конференцию по физике. Первая конференция была проведена в 1911 году с целью решить определенный вопрос, родившийся в физике: «Действительно ли нужно прибегать к квантовому описанию мира?» Впервые кванты ввёл Макс Планк в статье 1900 года1. M. Planck, Verh. Deut. Phys. Ges., 2, 237 (1900). как математическое допущение, что свет излучается только определёнными порциями, позволившее решить задачу о спектре излучения абсолютно чёрного тела. Через пять лет ЭйнштейнA. Einstein, Ann. Phys. Ser. 4, 17, 132 (1905); 20, 199 (1906) связывает кванты с распространением электромагнитных волн и объясняет фотоэлектрический эффект, а ещё через несколько лет объясняет аномальное поведение теплоемкости при низких температурахA. Einstein, Ann. Phys., 22, 180, 800 (1907); 25, 679 (1911). Debye developed his model about one year later: Ann. Phys., 39, 789 (1912). Однако многим физикам того времени не нравился квантовый метод описания природы. Для устранения таких сомнений следовало провести конференцию. К тому времени конференции по физике имели солидную историю (первой, возможно, была конференция 1815 года «Естественные науки», проведенная в Женеве химиком Х. А. Госсе). Однако первый Сольвеевский конгресс по физике установил новый тип научных встреч: для обсуждения самых важных проблем были приглашены только самые компетентные эксперты. Эта традиция сохранялась многие годы. Ранние Сольвеевские конгрессы − это уникальные исторические источники о развитии физики.
Сольвеевские конгрессы по физике № Год Название Председатель 1 1911 «Излучение и кванты» Хендрик Лоренц 2 1913 «Строение вещества» Хендрик Лоренц 3 1921 «Атомы и электроны» Хендрик Лоренц 4 1924 «Проводимость металлов» Хендрик Лоренц 5 1927 «Электроны и фотоны» Хендрик Лоренц 6 1930 «Магнитные свойства вещества» Поль Ланжевен 7 1933 «Структура и свойства атомного ядра» Поль Ланжевен 8 1948 «Элементарные частицы» Уильям Брэгг 9 1951 «Твёрдое тело» Уильям Брэгг 10 1954 «Электроны в металлах» Уильям Брэгг 11 1958 «Структура и эволюция Вселенной» Уильям Брэгг 12 1961 «Квантовая теория поля» Уильям Брэгг 13 1964 «Структура и эволюция галактик» Роберт Оппенгеймер 14 1967 «Фундаментальные проблемы в физике элементарных частиц» Кристиан Мёллер 15 1970 «Симметрические свойства ядра» Эдоардо Амальди 16 1973 «Астрофизика и гравитация» Эдоардо Амальди 17 1978 «Хаос и порядок в равновесной и неравновесной механике» 18 1982 «Физика высоких энергий» 19 1987 «Теория поверхностей» Де Витте (Frits de Wette) 20 1991 «Квантовая оптика» 21 1998 «Динамические системы и необратимость» Ioannis Antoniou 22 2001 «Физика коммуникаций» Ioannis Antoniou 23 2005 «Квантовая структура пространства-времени» Дэвид Гросс 24 2008 «Квантовая теория конденсированных сред» Бертран Гальперин 25 2011 «Теория квантового мира» Дэвид Гросс 26 2014 «Астрофизика и космология» Роджер Блэндфорд 27 2017 «Физика живой материи: пространство, время и информация в биологии» 28 2022 «Физика квантовой информации» Дэвид Гросс, Петер Цоллер 29 2023 «Структура и динамика неупорядоченных систем» Дэвид Гросс, , Джорджо Паризи 30 2026 «Гравитационные волны: от космологии к чёрным дырам»
I Сольвеевский конгресс (1911) «Излучение и кванты» Первый конгресс был открыт Лоренцем и Джинсом докладами «Применения теоремы о равном распределении энергии по частотам» и «Кинетическая теория теплоёмкости в соответствии с распределением Максвелла и Больцмана». В своей речи авторы затронули возможность связать теорию излучения с принципами статистической механики внутри классической модели. В своём письме конгрессу лорд Рэлей подчеркнул сложность того метода, которым он пользовался в своем анализеLord Raleigh, Philos. Mag., 49, 118 (1900); 59, 539 (1900)., и добавил: Возможно, кто-то смог бы решить эту проблему при помощи методов Планковской школы, потому что обычные законы динамики не могут быть применены к мельчайшим составляющим частям вещества (атомам, молекулам). В попытке объяснить эти явления при помощи теории элементов энергии (квантов) я не вижу никакого неудобства, однако я смущён тем, что решение оказывается слишком сложным, и поэтому оно мне не нравится. Этот метод уже дал интересные результаты, однако по-моему он не описывает картины реальности.
Планк изложил аргументы, которые привели его к открытию кванта действия. Новую идею, получившую различное истолкование, представляла собой мысль Нернста о квантовании вращения молекул газа. Зоммерфельд обратил внимание на сходство некоторых своих рассуждений с рассуждениями, изложенными в последней статье Вандера де Хааза. Де Хааз пытался применить квантовые идеи к электрону, связанному в атомной модели в виде равномерно отрицательно наэлектризованной сферы; эта модель подобна модели Дж. Дж. Томсона. Варбург и Рубенс доложили об экспериментальных наблюдениях, подтверждающих планковский закон теплового излучения. Благодаря новому триумфу классического подхода при определении свойств разреженных газов и использовании статистических флуктуации для подсчета числа атомов, на конгрессе были сделаны подробно аргументированные доклады, Мартином Кнудсеном и Жаном Перреном, посвященные этим достижениям. В ходе дискуссий на конгрессе не было упомянуто самое новейшее событие, которому суждено было оказать столь глубокое влияние на последующее развитие, а именно, открытие Резерфодом атомного ядра.
Сидят (слева направо): Вальтер Нернст, Марсель Бриллюэн, Эрнест Сольве, Хендрик Лоренц, Эмиль Варбург, Вильгельм Вин, Жан Батист Перрен, Мария Кюри, Анри Пуанкаре.
Стоят (слева направо): Роберт Гольдшмидт, Макс Планк, Генрих Рубенс, Арнольд Зоммерфельд, Фредерик Линдманн, Морис де Бройль, Мартин Кнудсен, Фридрих Газенорль, , Эдуард Герцен, Джеймс Джинс, Эрнест Резерфорд, Хейке Камерлинг-Оннес, Альберт Эйнштейн, Поль Ланжевен.
На фотографии нет участника конференции .
II Сольвеевский конгресс (1913) «Строение вещества» Эйнштейн подвёл итоги многочисленным приложениям квантовой концепции и, в частности, рассмотрел основные аргументы, использованные в его объяснении аномалий теплоемкости при низких температурах. За несколько месяцев до открытия конгресса была опубликована статья Н. Бора о квантовой теории строения атомов. В этой статье были сделаны первые попытки использовать атомную модель Резерфорда для объяснения характерных свойств элементов, зависящих от электронов, окружающих ядро. Этот вопрос представлял непреодолимые трудности, если рассматривать его с помощью обычных идей механики и электродинамики, согласно которым никакая система точечных зарядов не допускает устойчивого статического равновесия, а любое движение электронов вокруг ядра привело бы к рассеянию энергии посредством электромагнитного излучения Дж. Дж. Томсон изложил остроумные концепции, касающиеся электронной структуры атомов. Открытие дифракции рентгеновских лучей в кристаллах, сделанном Лауэ в 1912 году. Это открытие устранило все сомнения в том, что этому проникающему излучению следует приписать волновые свойства. Во время самого конгресса Мозли изучал высокочастотные спектры элементов методом Лауэ — Брэгга и уже нашёл замечательно простые законы, которые не только позволили установить заряд ядра любого элемента, но даже дали первое прямое указание на оболочечную структуру электронной конфигурации в атоме, обусловливающую характерную периодичность, проявляющуюся в знаменитой таблице Менделеева.
Сидят (слева направо): Вальтер Нернст, Эрнест Резерфорд, Вильгельм Вин, Джозеф Джон Томсон, Эмиль Варбург, Хендрик Лоренц, Марсель Бриллюэн, Вильям Барлоу, Хейке Камерлинг-Оннес, Роберт Вильямс Вуд, Луи Жорж Гуи, Пьер Вейс.
Стоят (слева направо): Фридрих Газенорль, Жюль Эмиль Вершафельт, Джеймс Хопвуд Джинс, Уильям Генри Брэгг, Макс фон Лауэ, Генрих Рубенс, Мария Кюри, Роберт Гольдшмидт, Арнольд Зоммерфельд, Эдуард Герцен, Альберт Эйнштейн, Фредерик Линдманн, Морис де Бройль, , Эдуард Грюнайзен, Мартин Кнудсен, , Поль Ланжевен.
III Сольвеевский конгресс (1921) «Атомы и электроны» Лоренц сделал яркий обзор принципов классической электронной теории, которая, в частности, объяснила существенные черты эффекта Зеемана, прямо указав на движение электронов в атоме как на причину появления спектров. Фундаментальный вклад в обоснование квантовой теории был сделан ещё во время войны Эйнштейном. Эйнштейн показал, как планковская формула излучения может быть просто выведена на основе того же самого предположения, которое оказалось весьма плодотворным для объяснения спектральных закономерностей и нашло убедительное подтверждение в известных опытах Франка и Герца по возбуждению атомов электронной бомбардировкой. Резерфорд подробно рассказал о многочисленных явлениях, которые к тому времени получили весьма убедительную интерпретацию на основе его атомной модели С помощью нового математического аппарата квантовой теории Зоммерфельд привёл объяснение многих деталей в структуре спектров и, в частности, к объяснению эффекта Штарка. Паули предложил принцип о взаимном исключении эквивалентных квантовых состояний и открыл спин электрона, вызывающий нарушение центральной симметрии в состояниях электронной оболочки, необходимое для объяснения аномального эффекта Зеемана на основе атомной модели Резерфорда. Во время своего конгресса Эренфест ввёл принцип адиабатической инвариантности стационарных состояний. Этот принцип потребовал формулировки так называемого принципа соответствия, который сразу же оказался руководящим для качественного исследования различных атомных явлений. Морис де Бройль рассказал о некоторых из наиболее интересных эффектов, с которыми он столкнулся в своих экспериментах с рентгеновыми лучами; в частности, им была обнаружена связь между процессами поглощения и испускания, аналогичная той, которая имеет место в оптических спектрах. Милликен доложил о продолжении своих систематических исследований фотоэлектрического эффекта, которые, как это хорошо известно, привели к более точному экспериментальному определению постоянной Планка.
1-й ряд (слева направо): Альберт Майкельсон, Пьер Вейс, Марсель Бриллюэн, Эрнест Сольве, Хендрик Лоренц, Эрнест Резерфорд, Роберт Милликен, Мария Кюри 2-й ряд (слева направо): Мартин Кнудсен, Жан Батист Перрен, Поль Ланжевен, Оуэн Ричардсон, Джозеф Лармор, Хейке Камерлинг-Оннес, Питер Зееман, Морис де Бройль Стоят (слева направо): Уильям Брэгг, Эдмон ван Обель, Вандер де Хааз, Эдуард Герцен, Чарлз Баркла, Пауль Эренфест, Карл Сигбан, , Леон Бриллюэн
IV Сольвеевский конгресс (1924) «Проводимость металлов» Луи де Бройль удачно сопоставил движению частицы распространение волн. Это сопоставление вскоре нашло блестящее подтверждение в экспериментах Дэвисона и Гермера, а также Джорджа Томсона, по дифракции электронов в кристаллах. За месяц до конгресса Крамерс успешно развил общую теорию рассеяния излучения атомными системами.