Чарльз Альфред Коулсон FRS FRSE (13 декабря 1910 — 7 января 1974) — британский математик-прикладник и химик-теоретик . [1] [2] [3] [4]
Основная научная работа Коулсона была пионером 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 руководителем методистской воскресной школы, а их мать Энни Синсер Хэнкок [5] была директором начальной школы Типтона , расположенной неподалеку. Родители Коулсона содержали религиозный методистский дом. [1]
Когда братьям Коулсон было 10, их отец был назначен суперинтендантом технических колледжей Юго-Запада Англии, и семья переехала в Бристоль . Когда Чарльзу было 13 лет, он получил стипендию в Клифтонском колледже [6] в Бристоле, где особое внимание уделялось естественным наукам и математике.
Академические успехи Коулсона в Клифтоне принесли ему вступительную стипендию по математике в Тринити-колледж в Кембридже в 1928 году .
Его брат Джон также преуспел в школе и впоследствии стал профессором химической инженерии в Университете Ньюкасла и автором крупной серии текстов по химической инженерии. [7]
В Кембридже Коулсон впервые изучал Mathematics Tripos . Во время учебы он был награжден стипендией колледжа для старших классов и получил первую степень на университетских экзаменах в 1931 году. Год спустя он продолжил сдавать экзамен по физике, часть II, получив еще одну первую степень. Во время учебы в бакалавриате он был награжден несколькими премиями колледжей и университетов. Лорд Резерфорд , Дж. Дж. Томсон , А. С. Безикович , сэр Артур Эддингтон , Г. Х. Харди , Дж. Э. Литтлвуд , Ф. П. Рэмси и Эбенезер Каннингем были среди его учителей. [2]
В 1932 году Коулсон начал работу в аспирантуре у Р. Х. Фаулера , но переключился на сэра Джона Леннарда-Джонса и получил степень доктора философии. в 1936 г. за работы по электронной структуре метана. К этому времени он опубликовал 11 статей. Он продолжал работать научным сотрудником в Кембридже еще два года. [ нужна цитата ]
Коулсон был аккредитован как проповедник-мирянин 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 произнес в следующем году. На его религиозные убеждения повлияли [2] физик сэр Артур Эддингтон , теолог Чарльз Рэйвен и, в частности, [8] Алекс(андер) Вуд, член Эммануэль-колледжа , авторитетный специалист в области акустики [9] и пацифист, [10] ] и кандидат в парламент от Лейбористской партии .
Что касается социальной стороны, Эйлин Флоренс Берретт училась в Кембридже, чтобы стать школьной учительницей, когда Чарльз был студентом. Они собирались вместе на собраниях университетских методистов. [2] Они поженились в 1938 году, у них было четверо детей, два мальчика и две девочки.
В 1939 году Коулсон был назначен старшим преподавателем математики в Университетском колледже Данди. В административном отношении это все еще была часть Университета Сент-Эндрюс. Коулсон отказывался от военной службы по соображениям совести во время Второй мировой войны . Он нес очень большую рабочую нагрузку, преподавая математику, физику и химию. Э. Т. Копсон был заведующим кафедрой главного кампуса Сент-Эндрюс. Коулсон сотрудничал с К. Э. Дункансоном в Университетском колледже Лондона, привез Джорджа Стэнли Рашбрука из Кембриджа и технически выступал в качестве его доктора философии. руководитель и 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 при Университетском колледже и одновременно получил стипендию, присуждаемую Imperial Chemical Industries . [12] Среди студентов Коулсона в Оксфорде были:
В 1947 году Коулсон принял кафедру теоретической физики в Королевском колледже в Лондоне . В выпуске новостей в журнале Nature он описывается как «один из ведущих британских деятелей, занимающихся волновой механикой квантовой теории». Он превозносил широту его интересов, охватывающих действие радиации на бактерии и теорию жидкостей и растворов, а также молекулярно-орбитальную трактовку малых молекул и ионов, методы аппроксимации, необходимые для крупных органических молекул для изучения длин связей в коронене и проводимость графита, химическая реакционная способность, трактовка функций распределения импульса и профилей комптоновских линий, а также его «заслуженная репутация за его любезную и полезную поддержку молодых исследователей». [13]
Первоначально группе Коулсона были выделены офисы на верхнем этаже здания (к которому ведет шаткая деревянная лестница), выходящего на Стрэнд, что приносило значительную пользу, когда кавалькады проходили мимо в День лорд-мэра и по королевским праздникам. В 1952 году группа переехала в офисы нового физического факультета, чередуясь с биофизическими и другими экспериментальными группами. Благодаря развитию вычислительной техники, открывшему новые перспективы для теоретиков, а также развитию лабораторных методов, весь отдел пережил интеллектуальное брожение 1950-х годов. [ нужна цитата ]
В своем отчете об официальном открытии нового физического факультета Морис Уилкинс написал: «Теоретическая группа занимается приложениями волновой механики и статистической механики... теорией химической связи... вопросами химической реакционной способности... стабильности. кристаллических структур, биологических свойств канцерогенных соединений и других молекул, электрических и магнитных свойств металлов,... свойств электролитов и коллоидных растворов, в том числе... электрофореза... за время работы опубликовано более ста статей. последние пять лет». [14]
Группа Коулсона состояла из (1) аспирантов, которые проводили исследования в области электронной структуры и теории валентности для получения степени доктора философии. степень непосредственно под руководством Коулсона, (2) студенты, работающие над докторской степенью. в статистической термодинамике под руководством Фреда Бута, а затем в ядерной физике под руководством Луи Элтона, а затем доктора Перси, (3) студенты, работающие над степенью магистра наук. по темам прикладной математики, после чего получит степень доктора философии. с другим руководителем математического факультета и (4) посетителями, некоторые из которых занимали высокие научные и промышленные должности. Теория валентности к.т.н. среди студентов были Саймон Дж. Альтманн, Майкл П. Барнетт , Огье Бозман, Питер Дж. Дэвис, Гарри Х. Гринвуд, Питер Хиггс , Джулианна Джейкобс, Роланд Лефевр, Джордж Лестер, Джон Мэддокс , Норман Х. Марч и Роберт Тейлор. Статистической механикой занимались Джеффри В. Честер, Джон Эндерби , Алек Гейнс и Алан Б. Лидьярд . Среди студентов, перешедших на математический факультет, были Годфри Лэнс, Эрик Милнер и Джеффри Сьюэлл. В совокупности они в последующие годы написали около 30 книг. Среди посетителей, которые оставались там на несколько месяцев, были профессор Инга Фишер-Ялмарс из Стокгольмского университета, доктор Джон ван дер Ваальс из Shell Oil и доктор Йооп дер Хир из Амстердамского университета.
В 1952 году Коулсон был назначен профессором математики Роуз Болл и членом Уодэм-колледжа Оксфордского университета . Ранее председательство занимал Э.А. Милн , математик и астрофизик, а Роджер Пенроуз сменил Коулсона. В его вступительной лекции выражался следующий взгляд на прикладную математику: «интеллектуальное приключение, в котором сочетаются творческое воображение и подлинные каноны красоты и приспособленности; они объединяются, чтобы дать нам понимание природы того мира, от которого мы сами и наши умы, являются частью».
Коулсон принимал активное участие в создании 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... он имел дар ясного изложения и был... неутомим в своей работе, не только для науки и математики, но и от имени людей, будь то черные или белые, молодые или старые». [ нужна цитата ]
В 1972 году Коулсон был назначен на вновь созданную кафедру теоретической химии. [16]
Коулсон написал несколько книг. Валенс [17] , впервые опубликованная в 1952 году, а также переизданная посмертно, оказалась наиболее влиятельной. Коулсон также написал популярные работы по атомной и молекулярной структуре:
Коулсон был одним из основателей и членом правления журнала «Молекулярная физика» и его первым редактором. [19]
Помимо своих научных работ, Коулсон был убежденным христианином и служил местным методистским проповедником . [20] Он написал «Наука, технология и христианство» (1953) и «Наука и христианская вера» (1955), объединив свои научные и религиозные взгляды. Коулсон, очевидно, придумал фразу «Бог пробелов» . [21] Коулсон считал, что религиозная вера необходима для ответственного использования науки. Он был пацифистом и отказчиком от военной службы по соображениям совести , но выступал за развитие ядерной энергии. Он призвал ученых помочь улучшить производство продуктов питания в странах третьего мира. Он был председателем Oxfam с 1965 по 1971 год. [1] [22] Самое широкое религиозное влияние Чарльза на широкую общественность было в его передачах BBC. В них и в общем общении с людьми он выражал свою религиозность в мягкой, а иногда и юмористической манере, например, когда он заявил в своей вступительной лекции в Королевском колледже, что получил письмо, адресованное ему как профессору теологической физики. [ нужна цитата ]