Пауль Петер Эвальд , FRS [1] ( 23 января 1888 — 22 августа 1985) — немецкий кристаллограф и физик , пионер методов дифракции рентгеновских лучей . [2]
Эвальд получил раннее классическое образование в гимназиях Берлина и Потсдама , где он научился говорить на греческом, французском и английском языках в дополнение к своему родному немецкому языку. [3]
Эвальд начал свое высшее образование в области физики , химии и математики в колледже Гонвилля и Кая в Кембридже зимой 1905 года. В 1906 и 1907 годах он продолжил свое формальное образование в Геттингенском университете , где его интересы обратились в первую очередь к математике. В то время Геттинген был центром математики мирового уровня под управлением трёх «мандаринов» Геттингена: Феликса Кляйна , Давида Гильберта и Германа Минковского . [4] Во время учебы в Геттингене Эвальд был принят Гильбертом в качестве Ausarbeiter , оплачиваемой должности писца, то есть он делал записи на занятиях Гильберта, получал одобрение записей от помощника Гильберта — в то время Эрнста Хеллингера — и затем подготовьте чистый экземпляр для Lesezimmer — математического читального зала. [5] В 1907 году он продолжил свои математические исследования в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана (LMU) под руководством Арнольда Зоммерфельда в его Институте теоретической физики. В 1912 году ему была присвоена докторская степень [6] . Его докторская диссертация разработала законы распространения рентгеновских лучей в монокристаллах. После получения докторской степени он был ассистентом Зоммерфельда. [3] [7]
Во время рождественских каникул 1911 года и в январе 1912 года Эвальд заканчивал написание докторской диссертации. В январе, прогуливаясь по Английскому саду в Мюнхене, Эвальд рассказывал Максу фон Лауэ о теме своей диссертации. Длины волн, интересующие Эвальда, находились в видимой области спектра и, следовательно, намного превышали расстояние между резонаторами в кристаллической модели Эвальда. Лауэ казался отвлеченным и хотел знать, каков будет эффект, если рассматривать гораздо меньшие длины волн. Лишь в июне того же года Эвальд услышал доклад Зоммерфельда в Physikalische Gesellschaft в Геттингене об успешной дифракции рентгеновских лучей Максом фон Лауэ , Паулем Книпингом и Вальтером Фридрихом в LMU, за что Лауэ будет удостоен Нобелевской премии в Физика , 1914 год. [8] [9]
С появлением теоретической физики в начале двадцатого века и ее основой в математике, Дэвид Гильберт решил оказать организационную помощь формализации наук, начиная с физики. В 1912 году Гильберт попросил своего друга и коллегу Арнольда Зоммерфельда [10] прислать ему специального помощника по физике. Зоммерфельд послал Эвальда, которого окрестили «учителем Гильберта по физике» [11] , и он выполнял эту функцию до 1913 года, когда Зоммерфельд прислал еще одного своего ученика, Альфреда Ланде . Первой задачей, поставленной перед Эвальдом, было рассмотреть имеющиеся в литературе противоречия по поводу констант упругости в кристаллах и сообщить об этом. Несколько лет спустя Макс Борн в Геттингене решил эту проблему. [7] [12]
Во время пребывания Эвальда в Геттингене он часто бывал в гостях в El BoKaReBo , пансионе, которым управляла сестра Анни на Дальманнштрассе, 17. Название произошло от первых букв фамилий его жильцов: «Эль» означает Эллу Филиппсон ( студент-медик), «Бо» для Макса Борна ( приват-доцента ) и Ганса Больца (студента-физика), «Ка» для Теодора фон Кармана (приват-доцента) и «Ре» для Альбрехта Реннера (студента-медика). Рихард Курант , математик и приват-доцент, назвал этих людей «в группе». Именно здесь Эвальд познакомился с Эллой Филиппсон, которая должна была стать его женой. [1] [13]
Весной 1913 года Нильс Бор из Института теоретической физики Копенгагенского университета представил к публикации свою теорию атомной модели Бора . [14] Позже в том же году Эвальд присутствовал на встрече Британской ассоциации в Бирмингеме , где он выслушал отчеты и обсуждения обзора Джеймса Джинса по теории радиации и модели Бора . [15] Это положило начало новой важной области исследований Зоммерфельда и его учеников — изучению и интерпретации атомных спектров , спектроскопии молекулярных зон и теоретическому моделированию атомной и молекулярной структуры .
Во время Первой мировой войны Эвальд служил в немецкой армии медицинским техником. Когда у него была возможность, он продолжал думать о физике своей докторской диссертации и разработал динамическую теорию дифракции рентгеновских лучей , которую позже использовал в своей хабилитационной работе . По окончании войны он вернулся в ЛМУ в качестве помощника Зоммерфельда. Он получил абилитацию в 1917 году [16] и стал там приват-доцентом , оставаясь при этом помощником Зоммерфельда. [3] [17]
В 1921 году, еще в ЛМУ, Эвальд опубликовал статью о методе тета-функции анализа дипольных полей в кристаллах [18] , ответвление от его более ранних работ по динамической теории оптики и рентгеновских лучей в кристаллах, появившихся в трех журнальные публикации. [19] [20] [21] По словам Эвальда, толчком к созданию этого метода послужил лыжный отпуск в Миттенвальде на Пасху в 1911 году. Зоммерфельд практиковал брать своих учеников и помощников на лыжные прогулки зимой и в горы. летние альпинистские прогулки, где обсуждение физики было таким же тяжелым, как и физические нагрузки во время прогулок. [22] Эвальду было трудно вычесть из своих расчетов поле тестового диполя. Решение было предложено ассистентом Зоммерфельда и бывшим докторантом Питером Дебаем в ходе дискуссии, которая заняла не более 15 минут. Статья Эвальда широко цитировалась в литературе, а также в научных книгах, таких как « Динамическая теория кристаллических решеток » [23] Макса Борна и Кун Хуанга . [24]
Когда Эрвин Шредингер дал понять, что он оставляет свою должность экстраординарного профессора Высшей технической школы Штутгарта, чтобы поступить в Бреслауский университет , Эвальду позвонили и он принял эту должность в 1921 году. В 1922 году его вызвали в Мюнстерский университет. . Эвальд использовал это предложение, чтобы улучшить свое положение в Штутгарте до ординарного профессора; однако, хотя Эвальд был повышен до ординарного профессора, установленная должность фактически сохранилась в качестве экстраординарного профессора. [25]
С 1922 года Эрвин Фюс , также бывший докторант Зоммерфельда, работал в аспирантуре в Штутгартской высшей технической школе под руководством Эвальда; Фюс получил хабилитацию в 1924 году. Также в том же году Эвальд стал соредактором журнала Zeitschrift für Kristallographie . В 1929 году его позвали в Высшую техническую школу Ганновера . И снова он использовал этот призыв, чтобы улучшить свое положение в Штутгарте, договорившись о втором ассистенте, постоянном преобразовании своей должности в должность ординарного профессора и отдельном здании для своей деятельности. Здание было официально открыто в 1930 году как Институт теоретической физики под руководством Эвальда. Институт был создан по образцу Института теоретической физики Зоммерфельда в Мюнхене, поскольку он будет проводить теоретические работы, а также иметь помещения и оборудование для экспериментальной работы. [26]
В 1931 году Эвальд был назначен директором отдела физических наук. [27] [28] [29]
В Геттингене Рихард Курант взял конспекты лекций Гильберта , которые были доступны в Lesezimmer , отредактировал их и дополнил, чтобы написать двухтомный труд. Первый том, Methoden der mathematischen Physik I , был опубликован в 1924 году. [30]
Увидев книгу, Эвальд был вынужден написать подробный обзор, описывающий ее как математический инструментарий, характеризующийся собственными значениями и собственными функциями, для разрабатываемой в то время теоретической физики. [31]
Книга Куранта-Гильберта случайно содержала математические данные, необходимые для разработки матричной формулировки квантовой механики Гейзенберга - Борна , а также для формулировки волновой механики Шредингера , выдвинутых в 1925 году. Основным направлением работ Эвальда была рентгеновская кристаллография, а Эвальд был эпонимом конструкции Эвальда и сферы Эвальда , обеих полезных конструкций в этой области. [32]
В 1929 г., чтобы устранить путаницу в связи с распространением кристаллографических данных, Эвальд предложил провести обзор и собрать лучшие данные в единую публикацию. Результаты были опубликованы в 1935 году под названием Internationale Tabellen zur Bestimmung von Kristallstrukturen . Другой вклад Эвальда, опубликованный в 1931 году, Strukturbericht Volume I (1913-1928), был отредактирован Эвальдом и К. Херманном. [3] [33]
Эвальд был избран ректором Штутгарта в 1932 году. Однако из-за растущих трудностей с преподавателями, которые были членами национал-социализма в Германии, он ушел в отставку весной 1933 года, [34] за год до истечения срока его полномочий. Эвальд продолжил свою другую деятельность. Однако из-за растущих проблем с Дюзентенбундом [ 35] Вильгельм Шторц, ректор университета, попросил Эвальда уйти. [36] Он эмигрировал в Англию в 1937 году вместе со своей матерью, художницей Кларой Эвальд , [37] и занял исследовательскую должность в Кембридже , пока ему не предложили и он не принял должность лектора в Королевском университете Белфаста в 1939 году. Позже он стал профессором. математической физики. [3] [27] [29]
Читая лекции в Университете Дьюка в 1937 году, Ганс Бете , получивший докторскую степень под руководством Зоммерфельда в 1928 году, столкнулся с дочерью Эвальда Роуз, которая уже эмигрировала в Соединенные Штаты и посещала школу. Они поженились в сентябре 1939 года. Таким образом, Бете стал зятем Пауля Питера Эвальда. [38]
Ближе к концу Второй мировой войны Зоммерфельд систематизировал свои конспекты лекций и начал писать шеститомные « Лекции по теоретической физике» . Во время учебы в Бруклинском политехническом институте Эвальд написал предисловие к «Курсу Зоммерфельда» , которое появилось в английском переводе работы Зоммерфельда. [39]
Кроме того, ближе к концу Второй мировой войны Эвальд был обеспокоен тем, что мир приведет к созданию множества конкурирующих национальных журналов по кристаллографии. Итак, в 1944 году в Оксфорде он предложил создать Международный союз кристаллографии (IUCr), который будет нести единоличную ответственность за публикацию кристаллографических исследований. В 1946 году он был избран председателем Временного международного кристаллографического комитета на лондонском собрании кристаллографов из 13 стран; он служил в этом качестве до 1948 года, когда был образован Союз. Комитет также назначил его редактором журнала, который будет издаваться Союзом. Первый выпуск Acta Crystallographica был опубликован в 1948 году, в том же году, когда Эвальд председательствовал на первой Генеральной ассамблее и Международном конгрессе IUCr, проходившем в Гарвардском университете . [3] [40]
В 1952 году Эвальд был избран президентом Американской кристаллографической ассоциации . Он работал в Исполнительном комитете IUCr с момента его основания до 1966 года, был его вице-президентом в 1957 году и президентом в 1960 году, и занимал эту должность до 1963 года. Его работа редактором журнала Acta Crystallographica продолжалась с момента его основания в 1948 году до 1959 года. [3] [40]
Спустя десять лет после переезда в Белфаст Эвальд переехал в Соединенные Штаты в 1949 году и занял должность в Бруклинском политехническом институте в качестве профессора и заведующего кафедрой физики. Он ушел с поста заведующего кафедрой в 1957 году и с преподавательской деятельности в 1959 году. [3] [27] [29]
