Чарльз Альфред Коулсон FRS FRSE (13 декабря 1910 г. – 7 января 1974 г.) был британским прикладным математиком и теоретиком-химиком . [1] [2] [3] [4]
Основная научная работа Коулсона была в качестве пионера применения квантовой теории валентности к проблемам молекулярной структуры , динамики и реакционной способности . Он также был методистским проповедником-мирянином , служил во Всемирном совете церквей с 1962 по 1968 год и был председателем Oxfam с 1965 по 1971 год.
Родители Чарльза Коулсона и его младшего брата-близнеца Джона Меткалфа Коулсона были педагогами, родом из Мидлендса. Близнецы родились, когда их отец, Альфред, был директором Технического колледжа Дадли и суперинтендантом Методистской воскресной школы, а их мать Энни Синсер Хэнкок [5] была директором начальной школы Типтон , расположенной неподалёку. Родители Коулсона содержали религиозный методистский дом. [1]
Когда братьям Коулсон было 10 лет, их отец был назначен суперинтендантом технических колледжей Юго-Запада Англии, и семья переехала в Бристоль . Когда Чарльзу было 13 лет, он получил стипендию в колледже Клифтон [6] в Бристоле, который уделял большое внимание науке и математике.
Академические успехи Коулсона в Клифтоне принесли ему вступительную стипендию по математике в Тринити-колледж в Кембридже в 1928 году. [2]
Его брат Джон также преуспел в школе и стал профессором химической инженерии в Университете Ньюкасла , а также автором большой серии текстов по химической инженерии. [7]
В Кембридже Коулсон сначала изучал математические трипосы . Во время учебы он был удостоен стипендии College Senior Scholarship и получил оценку First Class на университетских экзаменах в 1931 году. Год спустя он продолжил сдавать экзамен Physics Part II, получив еще одну оценку First. Во время бакалавриата он был награжден несколькими премиями колледжей и университетов. Среди его учителей были лорд Резерфорд , Дж. Дж. Томсон , А. С. Безикович , сэр Артур Эддингтон , Г. Х. Харди , Дж. Э. Литтлвуд , Ф. П. Рэмси и Эбенезер Каннингем . [2]
В 1932 году Коулсон начал аспирантскую работу с Р. Х. Фаулером, но переключился на сэра Джона Леннарда-Джонса и получил степень доктора философии в 1936 году за работу над электронной структурой метана. К этому времени он опубликовал 11 статей. Он продолжал работать научным сотрудником в Кембридже еще два года. [ необходима цитата ]
Коулсон был аккредитован как мирянин-проповедник в 1929 году, но он сказал, что его религия была формальной до определенного события в 1930 году, которое он описал в задокументированной проповеди, которую он дал в следующем году. На его религиозные убеждения повлияли [2] физик сэр Артур Эддингтон , теолог Чарльз Равен и, в частности, [8] Алекс(андер) Вуд, член колледжа Эммануэль , авторитет в области акустики [9] и пацифист, [10] и кандидат в парламент от Лейбористской партии .
В социальной сфере Эйлин Флоренс Берретт училась в Кембридже, чтобы стать школьным учителем, когда Чарльз был студентом. Они встречались на встречах университетских методистов. [2] Они поженились в 1938 году и имели четверых детей, двух мальчиков и двух девочек.
В 1939 году Коулсон был назначен старшим преподавателем математики в Университетском колледже Данди. Административно это все еще было частью Университета Сент-Эндрюс. Коулсон был отказником по убеждениям во время Второй мировой войны . Он нес очень большую нагрузку, преподавая математику, физику и химию. ET Copson был главой департамента в главном кампусе Сент-Эндрюс. Коулсон сотрудничал с CE Duncanson в Университетском колледже Лондона, пригласил Джорджа Стэнли Рашбрука из Кембриджа и технически выступал в качестве его научного руководителя по докторской диссертации, а также написал первое издание Waves . [11]
В 1941 году он был избран членом Королевского общества Эдинбурга , а в 1950 году — членом Лондонского королевского общества . [5]
В 1945 году Коулсон стал преподавателем физической химии в Оксфордском университете , прикрепленным к университетскому колледжу , и одновременно имел стипендию, присужденную Imperial Chemical Industries . [12] Среди студентов Коулсона в Оксфорде были:
В 1947 году Коулсон занял кафедру теоретической физики в Королевском колледже в Лондоне . Новостная статья в Nature описала его как «одного из ведущих работников в Великобритании на волново-механической стороне квантовой теории». В ней превозносилась широта его интересов, которые включали воздействие радиации на бактерии и теорию жидкостей и растворов, помимо молекулярно-орбитальной обработки малых молекул и ионов, а также методы аппроксимации, необходимые для больших органических молекул для изучения длин связей в коронене и проводимости графита, химической реактивности, обработки функций распределения импульса и профилей линий Комптона, а также его «заслуженную репутацию за его любезное и полезное поощрение молодых научных работников». [13]
Первоначально группа Коулсона получила офисы на верхнем этаже здания (куда можно было подняться по шаткой деревянной лестнице), выходящего на Стрэнд, что было весьма кстати, когда по нему проезжали кавалькады в День лорд-мэра и на королевские мероприятия. В 1952 году группа переехала в офисы на новом физическом факультете, перемежаясь с биофизикой и другими экспериментальными группами. С развитием вычислительной техники, открывающим новые перспективы для теоретиков, а также с развитием лабораторных методов весь факультет наслаждался интеллектуальным брожением 1950-х годов. [ необходима цитата ]
В своем отчете об официальном открытии нового физического факультета Морис Уилкинс писал: «теоретическая группа занимается приложениями волновой механики и статистической механики... теорией химической связи... вопросами химической реактивности... стабильностью кристаллических структур, биологическими свойствами соединений, вызывающих рак, и других молекул, электрическими и магнитными свойствами металлов,... свойствами электролитов и коллоидных растворов, включая... электрофорез... за последние пять лет было опубликовано более ста статей». [14]
Группа Коулсона состояла из (1) аспирантов, которые проводили исследования по электронной структуре и теории валентности для получения степени доктора философии непосредственно под руководством Коулсона, (2) студентов, работающих над докторской диссертацией по статистической термодинамике под руководством Фреда Бута и, позднее, по ядерной физике под руководством Луиса Элтона, а затем доктора Перси, (3) студентов, работающих над магистерской диссертацией по темам прикладной математики, за которыми последует докторская диссертация с другим руководителем на математическом факультете, и (4) посетителей, некоторые из которых занимали старшие академические и промышленные должности. В число аспирантов по теории валентности входили Саймон Дж. Альтманн, Майкл П. Барнетт , Аагье Боземан, Питер Дж. Дэвис, Гарри Х. Гринвуд, Питер Хиггс , Джулианна Джейкобс, Роланд Лефевр, Джордж Лестер, Джон Мэддокс , Норман Х. Марч и Роберт Тейлор. Статистическую механику изучали Джеффри В. Честер, Джон Эндерби , Алек Гейнс и Алан Б. Лидиард . Среди студентов, которые перешли на математический факультет, были Годфри Лэнс, Эрик Милнер и Джеффри Сьюэлл. В совокупности они написали около 30 книг в последующие годы. Среди гостей, которые оставались на месяцы, были профессор Инга Фишер-Ялмарс из Стокгольмского университета, доктор Джон ван дер Ваальс из Shell Oil и доктор Йоп дер Хеер из Амстердамского университета.
В 1952 году Коулсон был назначен профессором математики имени Рауза Болла и членом колледжа Уодхэма в Оксфордском университете . Ранее кафедру занимал Э. А. Милн , математик и астрофизик, а Роджер Пенроуз сменил Коулсона. В своей вступительной лекции он выразил следующий взгляд на прикладную математику: «интеллектуальное приключение, в котором сочетаются творческое воображение и подлинные каноны красоты и пригодности; они объединяются, чтобы дать нам понимание природы того мира, частью которого являемся мы сами и наши умы».
Коулсон принимал активное участие в формировании Математического института и вскоре стал его директором. На сайте института [15] Коулсон описывается как «человек, который вложил в свою жизнь вдвое больше, чем любой нормальный академический человек... у него был дар ясного изложения, и он был... неутомим в своей работе, не только для науки и математики, но и для людей, будь то черные или белые, молодые или старые». [ необходима цитата ]
В 1972 году Коулсон был назначен на недавно созданную кафедру теоретической химии. [16]
Коулсон написал несколько книг. Valence [17], впервые опубликованная в 1952 году, а также переизданная посмертно, была самой влиятельной. Коулсон также написал популярные работы по атомной и молекулярной структуре:
Коулсон был одним из основателей и членом совета журнала «Молекулярная физика» и его первым редактором. [19]
Помимо своих научных трудов, Коулсон был преданным христианином и служил местным проповедником-методистом . [20] Он написал «Науку, технологию и христианство» (1953) и «Науку и христианскую веру» (1955), объединив свои научные и религиозные взгляды. Коулсон, по-видимому, придумал фразу « Бог пробелов» . [21] Коулсон считал, что религиозная вера необходима для ответственного использования науки. Он был пацифистом и отказником по убеждениям , но отстаивал развитие ядерной энергетики. Он призывал ученых помогать улучшать производство продуктов питания в странах третьего мира. Он был председателем Оксфама с 1965 по 1971 год. [1] [22] Наибольшее религиозное влияние Чарльза на широкую общественность было в его передачах на BBC. В них и в общем взаимодействии с людьми он передавал свою религиозность в мягкой и иногда юмористической манере, например, когда он утверждал в своей инаугурационной лекции в Королевском колледже, что он получил почту, адресованную ему как профессору теологической физики. [ необходима ссылка ]