Сидней Чепмен , член Королевского общества (29 января 1888 г. – 16 июня 1970 г.) [1] был британским математиком и геофизиком . [4] Его работы по кинетической теории газов , солнечно-земной физике и озоновому слою Земли вдохновляли широкий спектр исследований на протяжении многих десятилетий. [2] [5] [6] [7] [8]
Чепмен родился в Эклсе , недалеко от Солфорда в Англии, и начал углубленное обучение в техническом институте, ныне Университет Солфорда , в 1902 году. [9] В 1904 году в возрасте 16 лет Чепмен поступил в Манчестерский университет . Он соревновался за стипендию в университете, предлагаемую его родным округом, и был последним отобранным студентом. Позже Чепмен вспоминал: «Иногда я задаюсь вопросом, что бы произошло, если бы я оказался на одно место ниже». [5] Первоначально он изучал инженерное дело на кафедре, возглавляемой Осборном Рейнольдсом . Чепмену преподавали математику Хорас Лэмб , профессор математики Бейера, и Дж. Э. Литтлвуд , который приехал из Кембриджа в последний год обучения Чепмена в Манчестере. Хотя он получил диплом инженера, Чепмен был настолько увлечен математикой, что остался еще на один год, чтобы получить степень по математике. Следуя совету Лэмба, Чепмен подал заявку на стипендию в Тринити-колледж в Кембридже . Сначала ему была присуждена только частичная стипендия как сизар (это означало, что он получал финансовую поддержку, работая в качестве слуги для других студентов), но со второго года обучения он получал полную стипендию. Он окончил обучение как wrangler в 1910 году. [6] Он начал свои исследования в области чистой математики под руководством GH Hardy , но позже в том же году сэр Фрэнк Дайсон попросил его стать его главным помощником в Королевской Гринвичской обсерватории . [ требуется ссылка ]
С 1914 по 1919 год Чепмен вернулся в Кембридж в качестве лектора по математике и члена Тринити. Он занимал кафедру прикладной математики Бейера в Манчестере с 1919 по 1924 год, ту же должность, которую занимал Лэмб, а затем перешел в Имперский колледж Лондона . Во время Второй мировой войны он был заместителем научного советника Армейского совета. [6]
В 1946 году Чепмен был избран на кафедру естественной философии в Оксфорде и был назначен членом Королевского колледжа в Оксфорде . В 1953 году, выйдя на пенсию из Оксфорда, Чепмен занялся исследовательской и преподавательской деятельностью по всему миру, [4] в том числе в Университете Аляски и Университете Колорадо , а также в таких отдаленных местах, как Стамбул , Каир , Прага и Токио. Будучи научным консультантом Геофизического института Университета Аляски с 1951 по 1970 год, он проводил три месяца в году на Аляске , обычно зимой, для исследования полярных сияний. [10] Большую часть оставшейся части года он провел в Высотной обсерватории в Боулдере, штат Колорадо. [11]
Наиболее заметные математические достижения Чепмена были в области стохастических процессов (случайных процессов), особенно марковских процессов . В своем исследовании марковских стохастических процессов и их обобщений Чепмен и русский Андрей Колмогоров независимо друг от друга разработали основной набор уравнений в этой области, уравнения Чепмена–Колмогорова . Чепмену приписывают разработку в 1930 году фотохимических механизмов, которые приводят к образованию озонового слоя . [11]
Чепмен признан одним из пионеров солнечно-земной физики. [4] Этот интерес возник из его ранних работ по кинетической теории газов. Чепмен изучал магнитные бури и полярные сияния , разрабатывая теории, объясняющие их связь с взаимодействием магнитного поля Земли с солнечным ветром . Он оспаривал и высмеивал работу Кристиана Биркеланда и Ханнеса Альфвена , позже приняв теории Биркеланда как свои собственные. [12] [13] Чепмен и его первый аспирант , VCA Ferraro, предсказали наличие магнитосферы в начале 1930-х годов. Они также предсказали характеристики магнитосферы, которые были подтверждены 30 лет спустя спутником Explorer 12. [5]
В 1940 году Чепмен и его немецкий коллега Юлиус Бартельс опубликовали книгу в двух томах [14] [15] о геомагнетизме, которая стала стандартным учебником на следующие два десятилетия. [5] В 1946 году Чепмен ввел термин: аэрономия , который сегодня используется для описания научной области высотных исследований взаимодействия атмосферы и космоса. [16]
С 1951 по 1954 год Чепмен был президентом Международного союза геодезии и геофизики (IUGG). [ необходима цитата ]
Чепмен был президентом Специального комитета Международного геофизического года (МГГ). Идея МГГ возникла в 1950 году в ходе дискуссии между Чепменом и учёными, включая Джеймса Ван Аллена . МГГ проводился в 1957–58 годах и привёл к большому прогрессу в таких областях, как науки о Земле и космосе, а также к первым запускам спутников . [ необходима цитата ]
За свою карьеру Чепмен был удостоен множества наград, включая премию Смита в 1913 году [6] , избрание членом Королевского общества в 1919 году [1] приглашенный спикер ICM в 1924 году [17] лектор Королевского общества Бейкера в 1931 году, Королевскую медаль Королевского общества в 1934 году, медаль Де Моргана Лондонского математического общества в 1944 году. В 1949 году он был награжден Золотой медалью Королевского астрономического общества и был избран членом Королевского общества Эдинбурга в 1953 году. В 1964 году он был награжден медалью Копли Королевского общества и в 1965 году Золотой медалью Саймонса Королевского метеорологического общества . Он был избран в Национальные академии наук Соединенных Штатов, Норвегии, Швеции и Финляндии. [6] Он был президентом Лондонского математического общества в 1929–1931 годах и Королевского метеорологического общества в 1932–1933 годах. [ необходима ссылка ]
Лунный кратер Чепмен назван в его честь, как и здание Сиднея Чепмена на территории кампуса Университета Аляски в Фэрбанксе . Это здание служило первым постоянным домом Геофизического института Университета Аляски, и сейчас в нем находятся Департамент компьютерных наук и Департамент математики и статистики. [18] Американский геофизический союз организует «Конференции Чепмена», которые представляют собой небольшие тематические встречи, призванные способствовать инновационным исследованиям в ключевых областях. [19] Королевское астрономическое общество учредило медаль Чепмена в его память. [20]
В 1970 году Чепмен умер в Боулдере, штат Колорадо , в возрасте 82 лет . [6] Его жена умерла в 1967 году.