Пауль Петер Эвальд , член Королевского общества [1] ( 23 января 1888 г. – 22 августа 1985 г.) – немецкий кристаллограф и физик , пионер методов рентгеновской дифракции . [2]
Эвальд получил начальное образование в области классики 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 по физике , химии и математике 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 в первую очередь обратились к математике. В то время Геттинген был центром математики мирового класса под руководством трех «мандаринов» Геттингена: Феликса Клейна , Давида Гильберта и Германа Минковского . [4] Во время учебы в Геттингене Эвальд был принят Гильбертом на должность Ausarbeiter , оплачиваемую должность писца, то есть он делал заметки на занятиях Гильберта, получал одобрение от помощника Гильберта — в то время Эрнста Хеллингера — и затем готовил чистовую копию для Lesezimmer — читального зала по математике. [5] В 1907 году он продолжил свои математические исследования в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана (LMU) под руководством Арнольда Зоммерфельда в его Институте теоретической физики. Он получил докторскую степень [6] в 1912 году. Его докторская диссертация развивала законы распространения рентгеновских лучей в монокристаллах. Получив докторскую степень, он стал ассистентом Зоммерфельда. [3] [7]
Во время рождественских каникул 1911 года и в январе 1912 года Эвальд заканчивал писать свою докторскую диссертацию. Именно во время прогулки по Английскому саду в Мюнхене в январе Эвальд рассказал Максу фон Лауэ о теме своей диссертации. Длины волн, интересующие Эвальда, находились в видимой области спектра и, следовательно, были намного больше, чем расстояние между резонаторами в кристаллической модели Эвальда. Лауэ казался отвлеченным и хотел узнать, какой будет эффект, если рассмотреть гораздо меньшие длины волн. Только в июне того же года Эвальд услышал доклад Зоммерфельда в Physikalische Gesellschaft в Геттингене об успешной дифракции рентгеновских лучей Максом фон Лауэ , Паулем Книппингом и Вальтером Фридрихом в LMU, за который Лауэ был удостоен Нобелевской премии по физике в 1914 году. [8] [9]
С возникновением теоретической физики в начале двадцатого века и ее основанием в математике, Давид Гильберт решил протянуть руку организующей силы для формализации наук, начав 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 «наставником Гильберта по физике», [11] и он выполнял эту функцию до 1913 года, когда Зоммерфельд послал еще одного своего ученика, Альфреда Ланде . Первой задачей, поставленной перед Эвальдом, было рассмотреть противоречия в литературе о константах упругости в кристаллах и отчитаться. Несколько лет спустя Макс Борн в Геттингене решил эту задачу. [7] [12]
Во время пребывания Эвальда в Гёттингене он часто гостил в El BoKaReBo , пансионе, которым управляла сестра Энни по адресу Дальманнштрассе 17. Название произошло от первых букв фамилий его жильцов: «El» для Эллы Филиппсон (студентки-медика), «Bo» для Макса Борна ( приват-доцента ) и Ганса Больца (студента-физика), «Ka» для Теодора фон Кармана (приват-доцента) и «Re» для Альбрехта Реннера (студента-медика). Рихард Курант , математик и приват-доцент, называл этих людей «группой». Именно здесь Эвальд познакомился с Эллой Филиппсон, которая стала его женой. [1] [13]
Весной 1913 года Нильс Бор из Института теоретической физики Копенгагенского университета представил свою теорию атомной модели Бора для публикации. [14] Позже в том же году Эвальд посетил Бирмингемское собрание Британской ассоциации , где он слушал отчеты и обсуждения обзора Джеймса Джинса по теории излучения и модели Бора . [15] Это дало толчок новому важному направлению исследований для Зоммерфельда и его учеников — изучению и интерпретации атомных спектров и молекулярной полосовой спектроскопии, а также теоретическому моделированию атомной и молекулярной структуры .
Во время Первой мировой войны Эвальд служил в немецкой армии в качестве медицинского техника. Когда он мог, он продолжал думать о физике своей докторской диссертации и разработал динамическую теорию дифракции рентгеновских лучей , которую он позже использовал в своем Habilitationsschrift . По окончании войны он вернулся в LMU в качестве ассистента Зоммерфельда. Он закончил свою Habilitation в 1917 году [16] и стал там приват-доцентом , оставаясь при этом ассистентом Зоммерфельда. [3] [17]
В 1921 году, еще работая в LMU, Эвальд опубликовал статью о методе тета-функции для анализа дипольных полей в кристаллах [18] , ответвление от его более ранней работы по динамической теории оптики и рентгеновских лучей в кристаллах, которая появилась в трех журнальных публикациях. [19] [20] [21] По словам Эвальда, толчком к созданию метода послужили лыжные каникулы в Миттенвальде на Пасху в 1911 году. Зоммерфельд имел обыкновение брать своих студентов и помощников на лыжные прогулки зимой и на альпинистские прогулки летом, где обсуждения физики были такими же тяжелыми, как и физические нагрузки во время прогулок. [22] У Эвальда возникли проблемы с вычитанием из его вычислений поля тестового диполя. Решение было предоставлено помощником Зоммерфельда и бывшим докторантом Петером Дебаем в ходе обсуждения, которое заняло 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 Куня Хуана [24] .
Когда Эрвин Шредингер дал знать, что он оставляет свою должность экстраординарного профессора в Техническом университете Штутгарта , чтобы перейти в Университет Бреслау , Эвальд был вызван и принял эту должность в 1921 году. В 1922 году его вызвали в Университет Мюнстера . Эвальд использовал предложение, чтобы улучшить свою позицию в Штутгарте до ординарного профессора; однако, хотя Эвальд был повышен до ординарного профессора, существующая должность фактически была сохранена как экстраординарная профессорская должность. [25]
С 1922 года Эрвин Фуэс , также бывший докторант Зоммерфельда, работал в аспирантуре в Штутгартской высшей технической школе под руководством Эвальда; Фуэс получил степень доктора наук в 1924 году. Также в том же году Эвальд стал соредактором Zeitschrift für Kristallographie . В 1929 году он получил приглашение в Ганноверскую высшую техническую школу . Он снова использовал это приглашение, 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, а Эвальд стал директором. Институт был смоделирован по образцу Института теоретической физики Зоммерфельда в Мюнхене, в том смысле, что он должен был проводить теоретические работы, а также иметь пространство и оборудование для экспериментальной работы. [26]
В 1931 году Эвальд был назначен директором физического научного отделения. [27] [28] [29]
В Геттингене Рихард Курант взял лекции Гильберта , которые были доступны в Lesezimmer , отредактировал их и дополнил, чтобы написать двухтомную работу. Первый том, Methoden der mathematischen Physik I , был опубликован в 1924 году. [30]
Увидев книгу, Эвальд был вынужден написать подробный обзор, описывая ее как предоставление математических инструментов, характеризуемых собственными значениями и собственными функциями, для развивавшейся тогда теоретической физики. [31]
Книга Куранта-Гильберта по счастливой случайности содержала математику, необходимую для разработки формулировки квантовой механики Гейзенберга - Борна на основе матричной механики , а также для формулировки волновой механики Шредингера , обе из которых были выдвинуты в 1925 году. Основным направлением работы Эвальда была рентгеновская кристаллография, а имя Эвальд было эпонимом конструкции Эвальда и сферы Эвальда , обеих полезных конструкций в этой области. [32]
В 1929 году, чтобы устранить путаницу, вызванную распространением кристаллографических данных, Эвальд предложил провести обзор и сбор лучших данных в одну публикацию. Результаты были опубликованы в 1935 году как Internationale Tabellen zur Bestimmung von Kristallstrukturen . Другой вклад Эвальда, опубликованный в 1931 году, Strukturbericht Volume I (1913-1928) был отредактирован Эвальдом и К. Германом. [3] [33]
Эвальд был избран ректором в Штутгарте 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 продолжал заниматься другими видами деятельности. Однако из-за растущих проблем с Dozentenbund [ 35] ректор университета Вильгельм Шторц 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]
Во время чтения лекций в Университете Дьюка в 1937 году Ганс Бете , получивший докторскую степень под руководством Зоммерфельда в 1928 году, столкнулся с дочерью Эвальда Розой, которая уже эмигрировала в США и посещала эту школу. Они поженились в сентябре 1939 года. Таким образом, Бете стал зятем Пола Петера Эвальда. [38]
Ближе к концу Второй мировой войны Зоммерфельд организовал свои лекционные заметки и начал писать шеститомные « Лекции по теоретической физике» . Во время учебы в Политехническом институте Бруклина Эвальд написал предисловие к «Курсу Зоммерфельда» , которое появилось в английском переводе работы Зоммерфельда. [39]
Также, к концу Второй мировой войны , Эвальд был обеспокоен тем, что мир приведет к созданию множества конкурирующих национальных журналов по кристаллографии. Поэтому в 1944 году в Оксфорде он предложил создать Международный союз кристаллографии (МСКР), который будет нести исключительную ответственность за публикацию кристаллографических исследований. В 1946 году он был избран председателем Временного международного кристаллографического комитета на лондонской встрече кристаллографов из 13 стран; он проработал в этой должности 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 МСКР, которые состоялись в Гарвардском университете . [3] [40]
В 1952 году Эвальд был избран президентом Американской кристаллографической ассоциации . Он входил в состав Исполнительного комитета IUCr с момента его основания до 1966 года, был его вице-президентом в 1957 году и президентом в 1960 году, эту должность он занимал до 1963 года. Его редакторство журнала Acta Crystallographica длилось с момента его основания в 1948 году до 1959 года. [3] [40]
Спустя десятилетие после переезда в Белфаст, Эвальд переехал в Соединенные Штаты в 1949 году и занял должность профессора и заведующего кафедрой физики в Политехническом институте Бруклина . Он вышел на пенсию с должности заведующего кафедрой в 1957 году и прекратил преподавание в 1959 году. [3] [27] [29]
