Современником и коллегой А.Г. Столетова был другой замечательный физик, профессор Московского университета Н.А. Умов.

Николай Алексеевич Умов(1846–1915) родился 23 января (4 февраля) 1846 г. в городе Симбирске (после – Ульяновск) в семье военного врача, поклонника естественных наук и страстного коллекционера. Есть сведения, что родоначальником семейства Умовых был помещик Казанской губернии Павел Михайлович Наумов, который имел нескольких детей от крестьянки Матрёны Тихоновны, которая якобы отказалась стать его венчанной супругой, дабы не рассорить того с родными. По ходатайству П.М. Наумова и по высочайшему повелению всем детям казанского помещика было дозволено носить фамилию Умовы. Кстати, обычное явление: часто незаконнорожденным дворянским детям разрешали носить «усеченную» фамилию отца. К тому же все пути-дороги таким детям были открыты, многие из них шли в науку и принесли славу своему Отечеству.

Николай Алексеевич Умов

Юный Николенька рано почувствовал страсть к естественным наукам и физике. Учась в гимназии в Москве, он твердо для себя решил, что станет преподавателем в области физико-математических наук. В 1863 г. поступил на математическое отделение физико-математического факультета Московского университета. По окончании учебы (1867) был оставлен для подготовки к профессорскому званию. В 1870-м одаренный молодой человек печатает в «Математическом сборнике» исследование «Законы колебаний в неограниченной среде постоянной упругости». Путем своеобразного приема Умову удалось рассмотреть задачи о распространении поперечных колебаний отдельно от задач, связанных с продольными колебаниями. В задаче о продольных колебаниях он пришел к выводам, данным ранее французским ученым Пуассоном, однако русский ученый нашел иные пути, более совершенные к получению ответа. Выводы, полученные относительно поперечных колебаний в неограниченной среде, он распространяет и на оптические явления. И, принимая во внимание некоторые дополнительные предположения, касающиеся свойств гипотетической среды, являющейся носителем световых колебаний (малая плотность, идеальная упругость и т. д.), Николай Алексеевич получает уравнение оптики, совпадающее с уравнениями, полученными знаменитым Буссинеском.

В 1871 г. Н.А. Умов защитил магистерскую диссертацию «Теория термомеханических явлений в твердых упругих телах». Публичная защита состоялась в 1872 г. в Московском университете, и прошла весьма успешно.

В 1871–1893 преподавал в Новороссийском университете в Одессе; с 1875 – профессор этого университета.

Там, в южной Одессе Николай Алексеевич Умов довольно часто встречался с гением русской физиологии М.И. Сеченовым, с выдающимся русским бактериологом И.И. Мечниковым. Три благородных титана великой Русской Науки, двигающие семимильными шагами прогресс человечества.

Считается, что теоретическую физику Николай Алексеевич изучал самостоятельно по трудам Г. Ламе, Р. Клебша и Р. Клаузиуса, потому что в отечественных университетах такого курса тогда еще не читали. И что самообразование определило направление оригинальной мысли и суждений ученого. Занимаясь впоследствии опытной физикой, Умов сумел достичь в ней блестящих результатов. Глобальное значение имеют его работы по изучению спектра лучей, рассеянных поверхностями различных веществ. Именно исследуя это явление, талантливый русский физик создал метод спектрального анализа, помогающий по виду спектра судить о составе вещества, которое рассеяло свет.

В 1874 г. Умов защитил докторскую диссертацию «Уравнения движения энергии в телах», в которой ввел в науку совершенно новое понятие о движении энергии. В диссертации он развил мысль, что потенциальная энергия не может образоваться в одной простой среде и что для этого необходимы хоты бы две среды, из которых вторая (скрытая, не поддающаяся непосредственному наблюдению среда), принимает на себя часть кинетической энергии. «Потенциальная энергия есть не что иное, как живая сила движений некоторых сред, неощутимых для нас», – писал он. С его точки зрения количество кинетической энергии всегда остается неизменным при всякой смене явлений. Оно только перераспределяется при переходе с частиц одной среды на частицы других сред, или же с одних форм движений на другие. Кинетическая энергия всегда связана с движущейся частицей, и находится там же, где и частица. Так возникает понятие о движении энергии.

Умов показал и обосновал как, используя это понятие, можно выразить законы взаимодействия электрических зарядов, токов и магнитных полюсов. Умов ввел понятие плотности потока энергии, получивший название «вектор Умова».

Ученый составил дифференциальные уравнения движения энергии в твердых телах постоянной упругости и в жидких телах. Применяя свои наработки к распространению волн в упругой среде, Умов заключает, что энергия целиком переносится волной от одной точки к другой. «Количество энергии, проходящей через элемент поверхности тела в единицу времени, равно силе давления или натяжения, действующей на этот элемент, умноженной на скорость движения элемента», – гласит простая теорема Умова. Аналогичная теорема, но совершенно иным путем, была выведена творцом электромагнитной теории света Максвеллом.

В 1881 г. голландский ученый Гринвис показал, что данный «закон Умова» можно с успехом применять к толкованию явлений соударения упругих тел.

Итак, идеи Н.А. Умова оказали серьезнейшее влияние на дальнейшее развитие представлений об энергии. Умов впервые ввел в науку такие основополагающие понятия, как скорость и направление движения энергии, плотность энергии в данной точке среды, пространственная локализация потока энергии. Однако его взгляды разделяли далеко не все коллеги; многие крупные ученые высказывали резкие возражения. Но…

Через десять лет, в 1884 г. английский физик Пойнтинг применил идеи Умова к исследованию электрического поля. Сейчас уравнение движения энергии – одно из главных уравнений физики, и западная наука считает его основоположником именно Пойнтинга.

Дж. Г. Пойнтинг (1852–1914) также апеллировал понятием плотности потока электромагнитной энергии, используя для описания распространения энергии вектор, названный уже… «вектором Пойнтинга»; справедливости ради, следует заметить, что иногда применяется определение «вектор Умова – Пойнтинга». И опять же: где и кем…

Джон Генри Пойнтин

Профессор Николай Алексеевич Умов, решая задачи о стационарном движении электричества, дал метод, с помощью которого можно найти определение электрического тока на любой произвольной поверхности. Однако и в этих вопросах зарубежная наука отдает приоритет другим исследователям.

Густав Роберт Кирхгоф

Во время своей поездки за границу в 1875 г. Николай Алексеевич Умов представил известному физику Кирхгофу свою работу на тему «О стационарном движении электричества на проводящих поверхностях произвольного вида». До Умова эти же задачи решались учеными лишь для частных случаев; к примеру, физик Больцман решил ее для сферы и круглого цилиндра, а Кирхгоф – для плоскости. Тогда как Умов дал решение задачи в самом простом виде; он свел вопрос о распределении электрических токов на поверхности любого вида к вопросу о распределении токов в плоской пластинке, представляющей собой так называемое конформное отображение рассматриваемой поверхности на плоскости. И эта трудная задача не поддавалась иностранным ученым мужам.