أرنولد سومرفيلد

في أكتوبر 1893، التحق سومرفيلد بجامعة غوتينغن ، التي كانت مركز الرياضيات في ألمانيا. ^{[ 10 ]} وهناك، أصبح مساعدًا لثيودور ليبش في معهد علم المعادن، بفضل علاقة شخصية موفقة - فقد كان ليبش أستاذًا في جامعة كونيغسبرغ وصديقًا لعائلة سومرفيلد. ^{[ 11 ]}

في سبتمبر 1894، أصبح سومرفيلد مساعدًا لفيلكس كلاين ، وشملت مهامه تدوين ملاحظات شاملة أثناء محاضرات كلاين وكتابتها لعرضها في قاعة قراءة الرياضيات، بالإضافة إلى إدارة القاعة. ^{[ 8 ]} أكمل سومرفيلد تأهيله ^{[ 12 ]} تحت إشراف كلاين عام 1895، مما أهّله ليصبح محاضرًا غير متفرغ في غوتينغن. ^{[ 13 ]} وبصفته محاضرًا غير متفرغ ، ألقى محاضرات في طيف واسع من المواضيع الرياضية والفيزيائية الرياضية. عُرضت محاضراته حول المعادلات التفاضلية الجزئية لأول مرة في غوتينغن، ^{[ 8 ]} وتطورت على مدار مسيرته التدريسية لتصبح المجلد السادس من سلسلة كتبه الدراسية " محاضرات في الفيزياء النظرية" ، تحت عنوان " المعادلات التفاضلية الجزئية في الفيزياء" . ^{[ 14 ]}

أدت محاضرات كلاين في عامي 1895 و1896 حول الأجسام الدوارة إلى تأليف كلاين وسومرفيلد كتابًا من أربعة مجلدات بعنوان " نظرية الدوران" (Die Theorie des Kreisels) ، وهو ثمرة تعاون دام 13 عامًا (1897-1910). تناول المجلدان الأولان النظرية، بينما تناول المجلدان الأخيران تطبيقاتها في الجيوفيزياء وعلم الفلك والتكنولوجيا. ^{[ 8 ]} وقد أثرت علاقة سومرفيلد بكلاين على توجه سومرفيلد نحو الرياضيات التطبيقية وفن إلقاء المحاضرات. ^{[ 14 ]}

أثناء وجوده في غوتنغن، التقى سومرفيلد بجوانا هوبفنر، ابنة إرنست هوبفنر، أمين المتحف ^{[ 15 ]} في غوتنغن.

في أكتوبر 1897، عُيّن سومرفيلد أستاذاً للرياضيات في أكاديمية كلاوستال للتعدين في ساكسونيا ، خلفاً لفيلهلم فين . وقد وفّر له هذا التعيين دخلاً كافياً للزواج من جوانا في نهاية المطاف. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 10 ]}

بناءً على طلب كلاين، تولى سومرفيلد منصب محرر المجلد الخامس من Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften ؛ لقد كان مشروعًا كبيرًا استمر من عام 1898 إلى عام 1926. ^{[ 8 ] [ 13 ]}

في عام 1900، عُيّن سومرفيلد أستاذاً استثنائياً في قسم الميكانيكا التطبيقية في جامعة آخن التقنية ، وذلك بفضل جهود كلاين. في آخن، طوّر نظرية الديناميكا المائية ، التي ظلت تثير اهتمامه لفترة طويلة. لاحقاً، في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونخ ، كتب تلميذاه لودفيغ هوبف وفيرنر هايزنبرغ أطروحات الدكتوراه الخاصة بهما حول هذا الموضوع. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 10 ] [ 13 ]} تقديراً لمساهماته في فهم تزييت محامل الانزلاق خلال فترة عمله في جامعة آخن التقنية، اختاره دنكان داوسون ضمن قائمة "23 رجلاً من رواد علم الاحتكاك" . ^{[ 16 ]}

منذ عام 1906، رسّخ سومرفيلد مكانته كأستاذٍ للفيزياء ومديرٍ لمعهد الفيزياء النظرية الجديد في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونخ. وقد اختاره لهذه المناصب فيلهلم رونتغن ، مدير معهد الفيزياء في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونخ، ^{[ 17 ]} وهو ما اعتبره سومرفيلد بمثابة دعوةٍ إلى "مجال عملٍ متميز". ^{[ 14 ]}

حتى أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، كان يُنظر إلى الفيزياء التجريبية في ألمانيا على أنها ذات مكانة أعلى في الأوساط العلمية. في أوائل القرن العشرين، غيّر علماء الفيزياء النظرية، مثل سومرفيلد في ميونيخ وماكس بورن في غوتينغن، هذا الوضع بفضل تدريبهم المبكر في الرياضيات، بحيث أصبحت الفيزياء الرياضية، أي الفيزياء النظرية، هي المحرك الرئيسي، بينما استُخدمت الفيزياء التجريبية للتحقق من صحة النظريات أو تطويرها. ^{[ 18 ]} بعد حصولهم على شهادات الدكتوراه من سومرفيلد، أصبح فولفغانغ باولي وفيرنر هايزنبرغ ووالتر هايتلر مساعدين لبورن، وقدموا إسهامات كبيرة في تطوير ميكانيكا الكم، التي كانت آنذاك تشهد تطورًا سريعًا للغاية.

خلال سنوات تدريسه الـ 32 في ميونخ، قدّم سومرفيلد دورات عامة ومتخصصة، بالإضافة إلى عقد ندوات وحلقات نقاش. ^{[ 14 ]} تناولت الدورات العامة الميكانيكا، وميكانيكا الأجسام القابلة للتشوه، والديناميكا الكهربائية، والبصريات، والديناميكا الحرارية، والميكانيكا الإحصائية، والمعادلات التفاضلية الجزئية في الفيزياء. عُقدت هذه الدورات لمدة أربع ساعات أسبوعيًا، على مدار 13 أسبوعًا في الشتاء و11 أسبوعًا في الصيف، وكانت مخصصة للطلاب الذين درسوا الفيزياء التجريبية على يد رونتجن، ولاحقًا على يد فيلهلم فين. كما تضمنت الدورة عرضًا تقديميًا أسبوعيًا لمدة ساعتين لمناقشة المسائل. أما الدورات المتخصصة، فكانت تتناول قضايا الساعة، وتستند إلى اهتمامات سومرفيلد البحثية؛ وقد نُشرت مواد من هذه الدورات لاحقًا في منشوراته العلمية. كان الهدف من هذه المحاضرات المتخصصة هو الخوض في القضايا الراهنة في الفيزياء النظرية، وتمكين سومرفيلد والطلاب من اكتساب فهم منهجي للقضية، بغض النظر عن نجاحهم في حل المشكلة المطروحة. ^{[ 19 ]} خلال فترات الندوات والحلقات الدراسية، كُلِّف الطلاب بقراءة أوراق بحثية من الأدبيات العلمية الحديثة، ثم قاموا بإعداد عرض تقديمي شفهي. ^{[ 14 ]} من عام 1942 إلى عام 1951، عمل سومرفيلد على ترتيب ملاحظاته الدراسية تمهيدًا لنشرها. ^{[ 10 ]} وقد نُشرت في ستة مجلدات بعنوان " محاضرات في الفيزياء النظرية" .

للاطلاع على قائمة الطلاب، يرجى مراجعة القائمة المصنفة حسب النوع. ^{[ 20 ]} أربعة من طلاب الدكتوراه في سومرفيلد، ^{[ 21 ]} فيرنر هايزنبرغ ، فولفغانغ باولي ، بيتر ديبي وهانس بيت ، فازوا بجوائز نوبل ، بينما آخرون، أبرزهم والتر هيتلر ، رودولف بيرلز ، ^{[ 22 ]} كارل بيشيرت ، هيرمان بروك ، بول بيتر إيوالد ، يوجين فينبرغ ، ^{[ 23] ]} هربرت فروليك ، إروين فويس ، إرنست غيليمين ، هيلموت هونل ، لودفيج هوبف ، أدولف كراتزر ، أوتو لابورت ، فيلهلم لينز ، كارل ميسنر ، ^{[ 24 ]} رودولف سيليجر ، إرنست سي ستوكيلبيرج ، هاينريش ويلكر ، جريجور وينتزل ، ألفريد لاندي و ليون بريلوين , ^{[ [25 ]} أصبحوا مشهورين بفضل جهودهم. فاز ثلاثة من طلاب سومرفيلد في مرحلة ما بعد الدكتوراه، وهم لينوس باولينغ [ ^{26 ] ،} وإيزيدور آي. رابي ^{[ 27 ]} ، وماكس فون لاو [ ^{28 ] ،} بجوائز نوبل، بينما حقق عشرة آخرون، وهم ويليام أليس ^{[ 29 ]} ، وإدوارد كوندون ^{[ 30 ]} ، وكارل إيكارت ^{[ 31 ]} ، وإدوين سي. كيمبل ^{[ 32 ]} ، وويليام في. هيوستن [ ^{33 ] ،} وكارل هيرزفيلد ^{[ 34 ]} ، ووالتر كوسيل ، وفيليب إم. مورس ^{[ 35 ] [ 36 ]} ، وهوارد روبرتسون ^{[ 37 ]،} وويتشيك روبينوفيتش [ ^{38 ] ،} شهرة واسعة بفضل جهودهم. وكان والتر روغوفسكي ، وهو طالب جامعي تحت إشراف سومرفيلد في جامعة آخن التقنية، من بين هؤلاء.كما حقق شهرة واسعة بفضل جهوده. اعتقد ماكس بورن أن قدرات سومرفيلد تشمل "اكتشاف المواهب وتنميتها". ^{[ 39 ]} قال ألبرت أينشتاين لسومرفيلد: "ما يُثير إعجابي بك بشكل خاص هو أنك، كما يُقال، قد صقلتَ عددًا كبيرًا من المواهب الشابة". ^{[ 39 ]} لم يُفرّق أسلوب سومرفيلد كأستاذ ومدير معهد بينه وبين زملائه وطلابه. بل شجعهم على التعاون، وكثيرًا ما أثرت أفكارهم في آرائه في الفيزياء. كان يستضيفهم في منزله ويلتقي بهم في المقاهي قبل وبعد الندوات والحلقات الدراسية. امتلك سومرفيلد كوخًا للتزلج في جبال الألب، وكان الطلاب يُدعون إليه غالبًا لمناقشة مواضيع فيزيائية لا تقل صعوبة عن تلك التي تُمارسها رياضة التزلج نفسها. ^{[ 40 ]}

أثناء وجوده في ميونخ، اطلع سومرفيلد على نظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين ، التي لم تكن قد حظيت بقبول واسع آنذاك. وقد ساهمت إسهاماته الرياضية في النظرية في ترسيخها لدى المشككين. في عام 1914، تعاون مع ليون بريلوين لدراسة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الأوساط المشتتة. وأصبح أحد مؤسسي ميكانيكا الكم ؛ ومن بين إسهاماته المشاركة في اكتشاف قواعد سومرفيلد-ويلسون للتكميم (1915)، وتعميم نموذج بور الذري ، وتقديم ثابت سومرفيلد للبنية الدقيقة (1916)، والمشاركة مع والتر كوسل في اكتشاف قانون سومرفيلد -كوسل للإزاحة (1919)، ^{[ 41 ]} ونشر كتاب " الفيزياء الذرية والخطوط الطيفية " (1919)، الذي أصبح مرجعًا أساسيًا ^{[ 42 ]} لنظرية الذرة لدى الجيل الجديد من الفيزيائيين الذين طوروا الفيزياء الذرية وفيزياء الكم. صدر الكتاب في أربع طبعات بين عامي 1919 و 1924، وذلك لدمج أحدث التطورات في ميكانيكا الكم، قبل أن ينقسم إلى مجلدين. ^{[ 43 ]}

في عام 1918، خلف سومرفيلد أينشتاين في رئاسة الجمعية الفيزيائية الألمانية (DPG). ^{[ 13 ]} ومن إنجازاته تأسيس مجلة جديدة. ^{[ 44 ]} ونظرًا لكثرة الأبحاث العلمية المنشورة في مجلات الجمعية، أوصت لجنة تابعة لها عام 1919 بإنشاء مجلة " Zeitschrift für Physik" لنشر المقالات البحثية الأصلية، والتي بدأت في عام 1920. وبما أن أي عالم مرموق كان بإمكانه نشر مقالته دون تحكيم، فقد كانت الفترة الزمنية بين تقديم البحث ونشره قصيرة جدًا، تصل إلى أسبوعين فقط. وقد حفز هذا التطور النظري العلمي بشكل كبير، لا سيما في مجال ميكانيكا الكم في ألمانيا آنذاك، حيث كانت هذه المجلة الوسيلة المفضلة لنشر أبحاث الجيل الجديد من علماء ميكانيكا الكم ذوي الرؤى الرائدة. ^{[ 45 ]}

في الفصل الدراسي الشتوي من عام 1922/1923، ألقى سومرفيلد محاضرات أستاذ الفيزياء التذكاري لكارل شورز في جامعة ويسكونسن-ماديسون . ^{[ 13 ]} وانتُخب عضواً فخرياً في جمعية مانشستر الأدبية والفلسفية في 13 أبريل 1926. ^{[ 46 ]}

في عام 1927، طبق سومرفيلد إحصاءات فيرمي-ديراك على نموذج درود للإلكترونات في المعادن - وهو نموذج طرحه بول درود . حلت النظرية الجديدة العديد من المشكلات المتعلقة بالتنبؤ بالخصائص الحرارية التي واجهها النموذج الأصلي، وأصبحت تُعرف باسم نموذج درود-سومرفيلد .

في عامي 1928/1929، سافر سومرفيلد حول العالم، وكانت محطاته الرئيسية في الهند، ^{[ 47 ]} والصين واليابان والولايات المتحدة.

كان سومرفيلد عالمًا نظريًا بارزًا؛ فإلى جانب إسهاماته القيّمة في نظرية الكم، عمل في مجالات أخرى من الفيزياء، مثل النظرية الكلاسيكية للكهرومغناطيسية. فعلى سبيل المثال، اقترح حلًا لمشكلة ثنائي القطب الهرتزّي المُشعّ فوق أرض موصلة، وهو ما أدى على مرّ السنين إلى العديد من التطبيقات. ولا تزال متطابقة سومرفيلد وتكاملاته حتى يومنا هذا الطريقة الأكثر شيوعًا لحلّ هذا النوع من المشاكل. كما أن براعة مدرسة سومرفيلد في الفيزياء النظرية، وظهور هذا العلم في أوائل القرن العشرين، تشير إلى أنه بحلول عام ١٩٢٨، كان ما يقرب من ثلث أساتذة الفيزياء النظرية في العالم الناطق بالألمانية من طلاب سومرفيلد. ^{[ ٤٨ ]}

في الأول من أبريل عام 1935، حصل سومرفيلد على لقب أستاذ فخري . وبقي في منصبه مؤقتًا خلال عملية اختيار خليفته، والتي استمرت حتى الأول من ديسمبر عام 1939. وقد طال أمد هذه العملية بسبب الخلافات الأكاديمية والسياسية بين اختيار كلية ميونيخ واختيار كل من وزارة التعليم في الرايخ (REM) وأنصار الفيزياء الألمانية ^{[ 49 ] [ 50 ]} ، التي كانت معادية للسامية ومنحازة ضد الفيزياء النظرية ، وخاصة ميكانيكا الكم . اعتُبر تعيين فيلهلم مولر - الذي لم يكن فيزيائيًا نظريًا، ولم ينشر أي بحث في مجلة فيزيائية، ولم يكن عضوًا في الجمعية الفيزيائية الألمانية ^{[ 51 ]} - بديلًا لسومرفيلد، مهزلةً وضارةً بتعليم جيل جديد من الفيزيائيين، لدرجة أن كلًا من لودفيج براندتل ، مدير معهد القيصر فيلهلم لأبحاث التدفق، وكارل رامساور ، مدير قسم الأبحاث في شركة الكهرباء العامة ورئيس الجمعية الفيزيائية الألمانية، أشارا إلى ذلك في مراسلاتهما مع المسؤولين في الرايخ. وفي ملحق لرسالة براندتل المؤرخة 28 أبريل 1941 إلى مارشال الرايخ هيرمان غورينغ ، وصف براندتل التعيين بأنه "تخريب" لتعليم الفيزياء النظرية الضروري. ^{[ 52 ]} في ملحق لرسالة رامساور المؤرخة 20 يناير 1942 إلى وزير الرايخ برنارد روست ، خلص رامساور إلى أن التعيين يرقى إلى مستوى "تدمير تقاليد الفيزياء النظرية في ميونيخ". ^{[ 53 ] [ 54 ]}

أما فيما يتعلق بآراء سومرفيلد الوطنية السابقة، فقد كتب إلى أينشتاين بعد فترة وجيزة من تولي هتلر السلطة: "أؤكد لك أن إساءة استخدام كلمة "وطني" من قبل حكامنا قد حطمتني تمامًا من عادة المشاعر الوطنية التي كانت بارزة في حالتي. أنا الآن على استعداد لرؤية ألمانيا تختفي كقوة وتندمج في أوروبا مسالمة." ^{[ 55 ]}

توفي سومرفيلد في 26 أبريل 1951 في ميونخ متأثراً بجراحه إثر حادث سير أثناء سيره مع أحفاده. وقع الحادث عند تقاطع شارعي ديتليندنشتراسه وبيدرشتاينر شتراسه ، بالقرب من منزله الكائن في شارع دونانتشتراسه رقم 6. ^{[ 56 ] [ 57 ]} دُفن في مقبرة نوردفريدهوف ، بالقرب من مكان إقامته آنذاك. ^{[ 57 ]}

• أرنولد سومرفيلد، “Mathematische Theorie der Diffraction” (النظرية الرياضية للحيود)، الرياضيات. آن. 47(2–3)، الصفحات من  317 إلى 374. (1896). دوى : 10.1007/bf01447273 .
  • ترجمة ريموند ج. ناجم وماريو زامبولي وجويدو ساندري في النظرية الرياضية للحيود (بيركهاوزر بوسطن، 2003)، ISBN 0-8176-3604-8
• أرنولد سومرفيلد، "Uber die Ausbreitung der Wellen in der Drahtlosen Telegraphie" (انتشار الموجات في الإبراق اللاسلكي)، آن. فيزياء [4] 28 ، 665 (1909)؛ 62 ، 95 (1920)؛ 81 ، 1135 (1926).
• أرنولد سومرفيلد، "بعض الذكريات عن مسيرتي التدريسية"، المجلة الأمريكية للفيزياء ، المجلد 17 ، العدد 5، 315-316 (1949). خطاب ألقاه عند استلامه ميدالية أورستد لعام 1948.

• أرنولد سومرفيلد، أتومباو وسبيكترالينيين (فريدريش فيويغ أوند سون، براونشفايغ، 1919)
  • أرنولد سومرفيلد، ترجمة هنري ل. بروس عن الطبعة الألمانية الثالثة، التركيب الذري والخطوط الطيفية (ميثوين، 1923)
• أرنولد سومرفيلد، ثلاث محاضرات في الفيزياء الذرية (لندن: ميثوين، 1926)
• أرنولد سومرفيلد، Atombau und Spektrallinien، Wellenmechanischer Ergänzungband (Vieweg، Braunschweig، 1929)

  • 

    أرنولد سومرفيلد، ترجمة هنري ل. بروس، ميكانيكا الموجة: مجلد تكميلي لكتاب التركيب الذري والخطوط الطيفية (داتون، 1929).
• أرنولد سومرفيلد، محاضرات في ميكانيكا الموجات ألقيت أمام جامعة كلكتا (جامعة كلكتا، 1929)
• Arnold Sommerfeld and Hans Bethe، Elektronentheorie der Metalle ، في H. Geiger وK. Scheel، المحررون Handbuch der Physik Volume 24، Part 2، 333–622 (Springer، 1933). تم نشر هذا الفصل المكون من 300 صفحة تقريبًا في وقت لاحق ككتاب منفصل: Elektronentheorie der Metalle (سبرينغر، 1967).
• أرنولد سومرفيلد، ميكانيكي – Vorlesungen über Theoretische Physik Band 1 ( Akademische Verlagsgesellschaft Becker & Erler ، 1943)
  • أرنولد سومرفيلد، ترجمة مارتن أو. ستيرن عن الطبعة الألمانية الرابعة، الميكانيكا - محاضرات في الفيزياء النظرية المجلد الأول (دار النشر الأكاديمية، 1964)
• أرنولد سومرفيلد، ميكانيكي التشوهات المتوسطة – Vorlesungen über Theoretische Physik Band 2 ( Akademische Verlagsgesellschaft Becker & Erler ، 1945)
  • أرنولد سومرفيلد، ترجمة من الطبعة الألمانية الثانية بواسطة جي. كويرتي، ميكانيكا الأجسام القابلة للتشوه - محاضرات في الفيزياء النظرية المجلد الثاني (أكاديميك برس، 1964)
• أرنولد سومرفيلد، الديناميكا الكهربائية – Vorlesungen über theoretische Physik Band 3 (Klemm Verlag، Erscheinungsort، 1948)
  • أرنولد سومرفيلد، ترجمة إدوارد ج. رامبرغ من الألمانية، الديناميكا الكهربائية - محاضرات في الفيزياء النظرية، المجلد الثالث (دار النشر الأكاديمية، 1964)
• أرنولد سومرفيلد، البصريات – Vorlesungen über theoretische Physik Band 4 (Dieterich'sche Verlagsbuchhandlung، 1950)
  • أرنولد سومرفيلد، ترجمة من الطبعة الألمانية الأولى بواسطة أوتو لابورت وبيتر أ. مولداور، البصريات - محاضرات في الفيزياء النظرية، المجلد الرابع (دار النشر الأكاديمية، 1964).
• أرنولد سومرفيلد، الديناميكا الحرارية والإحصاء – أبحاث حول فرقة الفيزياء النظرية 5 هيراوسجيبين من فريتز بوب وجوزيف ميكسنر. (ديدريش شيه فيرلاجسبوخهاندلونج، 1952)
  • أرنولد سومرفيلد، حرره ف. بوب وج. ميكسنر، وترجمه ج. كيستين، الديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية - محاضرات في الفيزياء النظرية المجلد الخامس (أكاديميك برس، 1964)
• أرنولد سومرفيلد، Partielle Differentialgleichungen der Physik – Vorlesungen über theoretische Physik Band 6 (Dieterich'sche Verlagsbuchhandlung، 1947)
  • أرنولد سومرفيلد، ترجمة إرنست جي. ستراوس، المعادلات التفاضلية الجزئية في الفيزياء - محاضرات في الفيزياء النظرية المجلد السادس (دار النشر الأكاديمية، الطبعة الأولى 1949، الطبعة الثانية 1953؛ وأيضًا كرقم 1 من مجموعة الرياضيات البحتة والتطبيقية AP)
• فيليكس كلاين وأرنولد سومرفيلد، Über die Theorie des Kreisels [4 مجلدات] (Teubner، 1897)
  • فيليكس كلاين وأرنولد سومرفيلد، ترجمة ريموند ج. ناجم وجويدو ساندري، نظرية القمة ، المجلد الأول. (بوسطن: بيركهاوزر، 2008) ISBN 0817647201