Чарльз Эрил Уинн-Уильямс (5 марта 1903 г. – 30 августа 1979 г.) – валлийский физик , [1] известный своими исследованиями в области электронных приборов для использования в ядерной физике. Его работа над счетчиком масштаба два способствовала развитию современного компьютера.
Уинн-Уильямс родился в «Гласфрине» в Суонси , Гламорганшир , Уэльс , 5 марта 1903 года. Он был старшим ребенком Уильяма Уильямса (1863–1945), учителя физики, а позже инспектора школ северного и среднего Уэльса, и Мэри Эллен Уинн (1907–1935), известной как Нелл, дочери Роберта Уинна, владельца магазина в Лланрусте . Он получил образование в школе Гроув-Парк в Рексеме , а с 1920 года — в Бангорском университете , который окончил в 1923 году. Он остался в этом университете, чтобы заняться исследовательской работой по электроизмерительным приборам, и получил степень магистра наук в Уэльском университете в 1924 году. С момента обучения в университете он был известен как CE Уинн-Уильямс.
Уинн-Уильямс был либералом в политике и говорил на валлийском языке. 12 августа 1943 года он женился в Лондоне на Энни Эйлунед Джеймс (р. 1907/8), школьной учительнице, от которой у него было двое сыновей.
В октябре 1925 года он поступил в Тринити-колледж в Кембридже , получив открытую стипендию Университета Уэльса. Первоначально он продолжил исследования коротких электрических волн в Кавендишской лаборатории под руководством сэра Эрнеста Резерфорда и получил степень доктора философии за эту работу в 1929 году.
Однако наиболее значимая работа Уинна-Уильямса в этот период была связана с разработкой электронных приборов для использования в радиоактивности и ядерной физике. [2] Как и многие ученые того времени, он был энтузиастом беспроводной связи .
В 1926 году он применил свои навыки в электронике для создания усилителя с использованием термоэлектронных ламп (вакуумных трубок) для очень малых электрических токов. Было обнаружено, что такие устройства могут быть использованы для обнаружения и подсчета альфа-частиц в экспериментах по ядерному распаду, которые тогда проводил Резерфорд, который призвал его посвятить свое внимание созданию надежного лампового усилителя и методам регистрации и подсчета частиц.
Затем последовал ряд блестящих вкладов в арсенал ядерной физики. В 1929–30 годах вместе с HM Cave и FAB Ward он спроектировал и построил двоичный предварительный делитель для электромеханического счетчика, использующего тиратроны . [3] К 1931 году ламповый усилитель и автоматическая счетная система на основе тиратрона регулярно использовались в Кавендишской лаборатории. [4] Усилитель Винна-Вильямса сыграл важную роль в открытии нейтрона Джеймсом Чедвиком в 1932 году и во многих других экспериментах.
В 1932 году Уинн-Уильямс опубликовал детали своего тиратронного счетчика масштаба два, [5], который позволял подсчитывать частицы с гораздо более высокой скоростью, чем раньше. Его устройства стали важнейшими объединяющими элементами в аппаратном обеспечении зарождающейся дисциплины ядерной физики, поскольку они открыли новые направления исследований. Их широко копировали в лабораториях Европы и Соединенных Штатов Америки, часто по совету Уинн-Уильямса.
В 1935 году Уинн-Уильямс был назначен ассистентом лектора по физике в Имперском колледже в Лондоне . Продолжая свою работу над электронными приборами, он внес вклад в развитие ядерной физики в Имперском колледже под руководством Г. П. Томсона .
Накануне Второй мировой войны Уинн-Уильямс, как и многие его современники-ученые, был привлечен к работе над развивающейся дисциплиной радиообнаружения и определения дальности ( РАДАР ) в Научно-исследовательском институте телекоммуникаций , позднее Королевском радиолокационном институте в Малверне.
1 февраля 1942 года успех союзников в расшифровке сообщений нацистской немецкой морской шифровальной машины Enigma потерпел серьезную неудачу. [6] Это произошло из-за принятия на вооружение для североатлантического подводного движения машины Enigma с дополнительным ротором — четырехколесной Enigma . Это увеличило время, требуемое машинам Bombe , разработанным Тьюрингом , в 26 раз. Поэтому требовались более скоростные шифровальные машины, и Винн-Уильямс был призван внести свой вклад в одно из направлений разработки высокоскоростных шифровальных машин Bombe .
Команда почтового отделения разработала приспособление Bombe для стандартной трехколесной Bombe, содержащей высокоскоростные колеса и электронный сенсорный блок. Оно было прикреплено к Bombe очень толстым кабелем и было названо Cobra Bombe . [7] Двенадцать были изготовлены на машиностроительном заводе Mawdsley в Дарсли , Глостершир, [8] но оказались ненадежными, поэтому предпочтение было отдано другому направлению разработки в British Tabulating Machine Company в Летчворте . [9] Обе машины впоследствии были затмены большим успехом Bombes ВМС США .
К концу 1942 года ранее экспериментальные передачи, не основанные на азбуке Морзе , с телетайпных шифровальных машин стали приниматься в большем количестве британскими центрами сбора информации . Тот, который использовал Lorenz SZ 40/42 , под кодовым названием Tunny в правительственной школе кодов и шифров в Блетчли-парке , использовался для высокоуровневого трафика между немецким верховным командованием и полевыми командирами. Молодой выпускник химического факультета Билл Татт придумал, как его можно было бы теоретически взломать. Он поделился этой идеей со своим начальником, математиком Максом Ньюманом , который понял, что единственный возможный способ применить этот метод — автоматизировать его. [2]
Зная о работе Уинна-Уильямса над электронными счетчиками в Кембридже, он обратился к нему за помощью. Он работал с командой из исследовательской станции почтового отделения в Доллис-Хилл, в которую позже вошел Томми Флауэрс . [10] Они сконструировали машину для этого, которую окрестили Хит Робинсон в честь карикатуриста, который проектировал фантастические машины. Серия машин Робинсона была предшественниками десяти машин Колосса , первых в мире программируемых цифровых электронных компьютеров. [11]
Вернувшись в Имперский колледж после войны, Уинн-Уильямс посвятил себя в основном развитию практического обучения студентов, где он был опытным и любимым преподавателем. [12] Он стал преподавателем и в конечном итоге доцентом физики в Имперском колледже. В 1957 году он получил медаль Дадделла Физического общества в знак признания его работы над счетчиком масштаба два. [13]
Как и большинство тех, кто работал в Блетчли-Парке, Уинн-Уильямс не получил официального признания за свою военную работу, и он всегда соблюдал клятву секретности, окружающую ее, хотя он сохранял интерес к кодам и головоломкам на протяжении всей своей жизни. Профессор Р. В. Джонс , советник по научной разведке правительства Великобритании во время Второй мировой войны, писал в Nature в 1981 году: [14]
... современный компьютер стал возможен только благодаря изобретению, сделанному физиком К. Э. Уинном-Уильямсом в 1932 году для подсчета ядерных частиц: счетчику с масштабом два, который, возможно, станет одним из самых влиятельных изобретений.
После выхода на пенсию в 1970 году Винн-Уильямс и его жена переехали в Дол-и-Бонт , недалеко от Борта , в Кардиганшире.