stringtranslate.com

Чарльз Х. Таунс

Чарльз Хард Таунс (28 июля 1915 г. — 27 января 2015 г.) — американский физик . [4] [5] Таунс работал над теорией и применением мазера , за что получил фундаментальный патент, а также занимался другими работами в области квантовой электроники, связанными как с мазерными, так и с лазерными устройствами. [6] [7] [8] [9] [10 ] [11] [12] [13] [14] Он разделил Нобелевскую премию по физике 1964 года с Николаем Басовым и Александром Прохоровым . [3] [15] [16] Таунс был советником правительства США, встречался со всеми президентами США от Гарри С. Трумэна (1945) до Билла Клинтона (1999).

Он руководил Консультативным комитетом по науке и технологиям правительства США для программы посадки на Луну «Аполлон» . Став профессором Калифорнийского университета в Беркли в 1967 году, он начал астрофизическую программу, которая привела к нескольким важным открытиям, например, черной дыре в центре галактики Млечный Путь .

Таунс был религиозным человеком [17] и считал, что наука и религия объединяются, чтобы обеспечить более глубокое понимание природы и цели Вселенной.

Ранняя жизнь и образование

Таунс имел немецкие, шотландские, английские, валлийские, гугенотские французские и шотландско-ирландские корни. [18] Таунс родился в Гринвилле, Южная Каролина , в семье Генри Кейта Таунса (1876–1958), адвоката, и Эллен Самтер Таунс ( урожденная  Хард ; 1881–1980). [19] Его брат, Генри Кейт Таунс -младший (20 января 1913 г. — 2 мая 1990 г.), был известным энтомологом, мировым авторитетом в области ос рода Ichneumon . Чарльз получил степень бакалавра наук по физике и степень бакалавра наук по современным языкам в Университете Фурмана , который он окончил в 1935 году. [4] Таунс завершил работу над степенью магистра гуманитарных наук по физике в Университете Дьюка в 1937 году, [20] а затем поступил в аспирантуру Калифорнийского технологического института , где получил степень доктора философии. получил степень в 1939 году. [21] Во время Второй мировой войны он работал над системами радиолокационного бомбометания в Bell Labs . [3] [4]

Карьера и исследования

В 1950 году Таунс был назначен профессором Колумбийского университета . [4] Он занимал должность исполнительного директора Колумбийской радиационной лаборатории с 1950 по 1952 год. Он был председателем физического факультета с 1952 по 1955 год. [4]

В 1951 году Таунс придумал новый способ создания интенсивных, точных пучков когерентного излучения , для которого он придумал аббревиатуру мазер (от Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Когда тот же принцип был применен к более высоким частотам, использовался термин лазер (слово «свет» заменило слово «микроволна»). [22]

В 1953 году Таунс, Джеймс П. Гордон и Герберт Дж. Зейгер построили первый аммиачный мазер в Колумбийском университете . [4] Это устройство использовало вынужденное излучение в потоке заряженных молекул аммиака для усиления микроволн на частоте около 24,0  гигагерц . [4]

С 1959 по 1961 год он находился в отпуске в Колумбийском университете, где занимал должность вице-президента и директора по исследованиям Института оборонного анализа в Вашингтоне, округ Колумбия, некоммерческой организации, которая консультировала правительство США и которой управляли одиннадцать университетов. [4] С 1961 по 1967 год Таунс занимал должности как проректора, так и профессора физики в Массачусетском технологическом институте. [4] Затем, в 1967 году, он был назначен профессором физики в Калифорнийском университете в Беркли , где он оставался почти 50 лет; к моменту его смерти в 2015 году его статус был почетным профессором. [4] С 1966 по 1970 год он был председателем Научно-консультативного комитета НАСА по программе посадки на Луну «Аполлон» .

За создание мазера Таунс вместе с Николаем Басовым и Александром Прохоровым получил Нобелевскую премию по физике 1964 года . [4] Таунс также разработал применение мазеров и лазеров в астрономии , был частью команды, которая первой обнаружила сложные молекулы в космосе и определила массу сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь . [23] [24] [25] [26] [27]

В 2002–2003 годах Таунс был лектором по программе Карла Шварцшильда в Германии , а также лектором по программе Бирлы и лектором по программе Шредингера в Индии . [4]

Таунс — один из 20 американских лауреатов Нобелевской премии по физике, подписавших письмо, адресованное президенту Джорджу Бушу-младшему в мае 2008 года, в котором он настоятельно призывал его «обратить вспять ущерб, нанесенный фундаментальным научным исследованиям в законопроекте об ассигнованиях на 2008 финансовый год», запросив дополнительное экстренное финансирование для Управления науки Министерства энергетики , Национального научного фонда и Национального института стандартов и технологий . [28]

Астрофизика

Галактический Центр

Галактический центр Млечного Пути долгое время озадачивал астрономов, а густая пыль затеняет его вид в видимом свете. В середине-конце 1970-х годов Таунс вместе с Эриком Воллманом, Джоном Лейси, Томасом Гебалле и Фредом Баасом изучали Стрелец А , область H II в Галактическом центре, в инфракрасном диапазоне. Они наблюдали ионизированный неоновый газ, вращающийся вокруг центра с такими скоростями, что масса в самом центре должна быть приблизительно равна массе 3 миллионов солнц. [29] Такая большая масса в таком маленьком пространстве подразумевала, что центральный объект (радиоисточник Стрелец А* ) содержит сверхмассивную черную дыру . Стрелец А* был одной из первых обнаруженных черных дыр; впоследствии его масса была более точно определена как 4,3 миллиона солнечных масс.

Формы и размеры звезд

Последним крупным технологическим творением Таунса был инфракрасный пространственный интерферометр с Уолтом Фителсоном, Эдом Уишноу и другими. Проект объединил три мобильных инфракрасных детектора, выровненных лазерами, которые изучают одну и ту же звезду. Если каждый телескоп находится на расстоянии 10 метров от другого, создается впечатление 30-метровой линзы. [30] Наблюдения за Бетельгейзе , красным гигантом в плече созвездия Ориона , показали, что он увеличивается и уменьшается в размерах со скоростью 1% в год, 15% за 15 лет. ISI обеспечивает чрезвычайно высокое угловое и пространственное разрешение . Эта технология также играет важную роль в поиске внеземной жизни в сотрудничестве с Дэном Вертимером из Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). [ необходима цитата ]

Личная жизнь и наследие

Дочери Таунса в Швеции в 1964 году

Таунс женился на Фрэнсис Х. Браун, активистке по защите прав бездомных, [31] в 1941 году. Они жили в Беркли, Калифорния , и у них было четыре дочери: Линда Розенвайн, Эллен Андерсон, Карла Кесслер и Холли Таунс. [4]

Будучи религиозным человеком и членом Объединенной церкви Христа , Таунс считал, что «наука и религия [являются] довольно параллельными, гораздо более похожими, чем думает большинство людей, и что в долгосрочной перспективе они должны сойтись». [32] Он написал в заявлении после получения премии Темплтона в 2005 году: «Наука пытается понять, какова наша вселенная и как она работает, включая нас, людей. Религия направлена ​​на понимание цели и смысла нашей вселенной, включая нашу собственную жизнь. Если у вселенной есть цель или смысл, это должно быть отражено в ее структуре и функционировании, а значит, и в науке». [33]

Наука и религия

Мнения Таунса относительно науки и религии были изложены в его эссе «Сближение науки и религии», «Логика и неопределенности в науке и религии» и его книге Making Waves . Таунс считал, что красота природы «очевидно создана Богом» и что Бог создал вселенную для того, чтобы люди появились и процветали. Он молился каждый день и в конечном итоге почувствовал, что религия важнее науки, потому что она решает самый важный долгосрочный вопрос: смысл и цель нашей жизни. Вера Таунса в сближение науки и религии основана на заявленных сходствах:

  1. Вера. Таунс утверждал, что ученый имеет веру, во многом схожую с верой религиозного человека, что позволяет ему/ей работать годами ради неопределенного результата.
  2. Откровение. Таунс утверждал, что многие важные научные открытия, такие как изобретение им мазера/лазера, произошли как «вспышка», гораздо более похожая на религиозное откровение, чем на интерпретацию данных.
  3. Доказательство. В этом столетии математик Гёдель обнаружил, что не может быть абсолютного доказательства в научном смысле. Каждое доказательство требует набора предположений, и нет способа проверить, являются ли эти предположения самосогласованными, поскольку для этого потребуются другие предположения.
  4. Неопределенность. Таунс считал, что мы должны быть открыты для лучшего понимания науки и религии в будущем. Это потребует от нас изменения наших теорий, но не отказа от них. Например, в начале 20-го века физика была в значительной степени детерминированной. Но когда ученые начали изучать квантовую механику, они поняли, что индетерминизм и случай играют роль в нашей вселенной. И классическая физика, и квантовая механика верны и хорошо работают в своей области и продолжают преподаваться студентам. Аналогичным образом Таунс считает, что рост религиозного понимания изменит, но не заставит нас отказаться от наших классических религиозных убеждений.

Смерть

Таунс постоянно проявлял активность в кампусе UCB, регулярно посещая и работая на физическом факультете или в Лаборатории космических наук после своего 99-летия и всего за несколько месяцев до своей смерти. [34] Здоровье Таунса начало ухудшаться, и он умер по дороге в больницу в Окленде, Калифорния , 27 января 2015 года в возрасте 99 лет. [35] [36] [37] «Он был одним из самых важных физиков-экспериментаторов прошлого века», — сказал о Таунсе Райнхард Генцель , профессор физики в Беркли. «Его силой было любопытство и непоколебимый оптимизм, основанный на его глубокой христианской духовности». [33]


Избранные публикации

Работы Таунса широко публиковались в книгах и рецензируемых журнальных статьях, [16] в том числе:

Награды и почести

Таунс (справа) получает Нобелевскую премию 1964 года
Таунс (справа) получает премию Ванневара Буша 2006 года

Таунс получил широкое признание за свою научную работу и лидерские качества.

.

Статуя Чарльза Х. Таунса — Южная Главная улица и Фоллс Парк Драйв, Гринвилл, Южная Каролина — место рождения Таунса.

Ссылки

  1. ↑ Charles Hard Townes Архивировано 8 августа 2020 г. на Wayback Machine , извлечено 29 июля 2020 г. на Wilhelmexner.org
  2. ^ ab "Профессор Чарльз Таунс ForMemRS, иностранный член". Лондон: Королевское общество . Архивировано из оригинала 14 марта 2016 г.
  3. ^ abc Boyd, Robert (2015). "Доктор Чарльз Х. Таунс (1915–2015) Соавтор лазера, астрофизик и советник президента США". Nature . 519 (7543): 292. Bibcode :2015Natur.519..292B. doi : 10.1038/519292a . PMID  25788091.
  4. ^ abcdefghijklm "Charles H. Townes – Biographical". Nobelprize.org. 2006. Архивировано из оригинала 28 июля 2014 г. Получено 29 июля 2014 г.
  5. ^ Сотрудники. «О Чарльзе Таунсе – Серия лекций Чарльза Х. Таунса». www.furman.edu . Университет Фурмана. Архивировано из оригинала 27 июля 2020 г. . Получено 1 мая 2020 г. .
  6. ^ Бертолотти, Марио (2004). История лазера . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-0-7503-0911-0.
  7. ^ Бромберг, Джоан (1991). Лазер в Америке, 1950–1970 . MIT Press. ISBN 978-0-585-36732-3.
  8. ^ Chiao, Raymond, ed. (1996). Amazing Light: A Volume Dedicated To Charles Hard Townes On His 80th Birthday . Springer. ISBN 978-0-387-94658-0.
  9. ^ Chiao, Raymond, ed. (2005). Видения открытия: новый свет на физику, космологию и сознание, том, посвященный Чарльзу Харду Таунсу в его 90-й день рождения . Кембридж. ISBN 978-0-521-88239-2.
  10. ^ Хейни, Рэйчел (2014). Сначала вы исследуете: история молодого Чарльза Таунса (Young Palmetto Books) . University of South Carolina Press. ISBN 978-1-61117-343-7.
  11. ^ Хехт, Джефф (2005). Луч: гонка за создание лазера . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-514210-5.
  12. ^ Хехт, Джефф (1991). Пионеры лазерной техники . Academic Press. ISBN 978-0-12-336030-4.
  13. ^ Тейлор, Ник (2000). Лазер: изобретатель, лауреат Нобелевской премии и тридцатилетняя патентная война . Simon & Schuster. ISBN 978-0-684-83515-0.
  14. ^ Таунс, Фрэнсис (2007). Злоключения жены ученого . Regent Press. ISBN 978-1-58790-128-7.
  15. ^ "Нобелевский лауреат и изобретатель лазера Чарльз Хард Таунс умер в возрасте 99 лет". Berkeley.edu. 27 января 2015 г. Архивировано из оригинала 28 января 2015 г. Получено 27 января 2015 г.
  16. ^ ab Публикации Чарльза Х. Таунса, проиндексированные в библиографической базе данных Scopus . (требуется подписка)
  17. ^ Рисс, Сюзанна Б. (1992). «Жизнь в физике: Bell Telephone Laboratories и Вторая мировая война; Колумбийский университет и лазер; Массачусетский технологический институт и государственная служба; Калифорния и исследования в области астрофизики». Калифорнийская цифровая библиотека. Архивировано из оригинала 8 февраля 2023 г. . Получено 4 сентября 2016 г. .
  18. ↑ Aaserud, Finn (20 мая 1987 г.). Интервью с Чарльзом Таунсом Архивировано 22 декабря 2019 г. в Wayback Machine . Американский институт физики
  19. ↑ Стивен Фарнсворт (10 сентября 2010 г.). «Известные южнокаролинцы — доктор Чарльз Хард Таунс». Indigobluesc.com. Архивировано из оригинала 23 октября 2013 г. Получено 22 октября 2013 г.
  20. ^ "Charles Townes". The Array of Contemporary American Physicists. Архивировано из оригинала 23 февраля 2016 года . Получено 30 декабря 2015 года .
  21. ^ Таунс, Чарльз (1939). Концентрация тяжелого изотопа углерода и измерение его ядерного спина (диссертация на степень доктора философии). Caltech. Архивировано из оригинала 14 ноября 2019 г. Получено 27 августа 2019 г.
  22. ^ Таунс, Чарльз (2002). Как появился лазер . Oxford University Press. ISBN 978-0195153767.
  23. ^ "Изобретатель лазера Чарльз Таунс умирает". The Guardian . 29 января 2015 г. Архивировано из оригинала 26 февраля 2017 г. Получено 14 декабря 2016 г.
  24. ^ Chiao, R.; Garmire, E.; Townes, C. (1964). «Самоудерживание оптических лучей». Physical Review Letters . 13 (15): 479–482. Bibcode : 1964PhRvL..13..479C. doi : 10.1103/PhysRevLett.13.479.
  25. ^ Шавлов, А.; Таунс, К. (1958). «Инфракрасные и оптические мазеры». Physical Review . 112 (6): 1940–1949. Bibcode : 1958PhRv..112.1940S. doi : 10.1103/PhysRev.112.1940 .
  26. ^ Autler, S.; Townes, C. (1955). «Эффект Штарка в быстропеременных полях». Physical Review . 100 (2): 703–722. Bibcode : 1955PhRv..100..703A. doi : 10.1103/PhysRev.100.703.
  27. ^ Danchi, WC; Bester, M.; Degiacomi, CG; Greenhill, LJ; Townes, CH (1994). "Характеристики пылевых оболочек вокруг 13 звезд позднего типа". The Astronomical Journal . 107 : 1469. Bibcode : 1994AJ....107.1469D. doi : 10.1086/116960.
  28. ^ «Письмо американских лауреатов Нобелевской премии по физике» (PDF) . pppl.gov . 6 мая 2008 г. Архивировано (PDF) из оригинала 30 октября 2021 г. . Получено 31 мая 2020 г. .
  29. ^ Генцель, Р.; Холленбах, Д.; Таунс, Ч. Х. (1 мая 1994 г.). «Ядро нашей Галактики». Reports on Progress in Physics . 57 (5): 417–479. Bibcode : 1994RPPh...57..417G. doi : 10.1088/0034-4885/57/5/001. ISSN  0034-4885. S2CID  250900662.
  30. ^ "Инфракрасный пространственный интерферометр Калифорнийского университета в Беркли". isi.ssl.berkeley.edu . Калифорнийский университет в Беркли . 10 июня 2009 г. Архивировано из оригинала 15 декабря 2007 г. Получено 1 мая 2020 г.
  31. ^ "Celebrating the 100th Birthday of Frances H. Townes". Youth Spirit Artworks . 16 января 2016 г. Архивировано из оригинала 15 марта 2016 г. Получено 14 марта 2016 г.
  32. ↑ Harvard Gazette 16 июня 2005 г. Изобретатель лазера предсказывает встречу науки и религии Архивировано 5 марта 2016 г. в Wayback Machine
  33. ^ ab Генри, Дэвид (28 января 2015 г.). «Пионер лазера Джеймса Бонда умер в возрасте 99 лет». Bloomberg. Архивировано из оригинала 24 октября 2018 г. Получено 22 июля 2015 г.
  34. ↑ Сандерс, Роберт (27 января 2015 г.). «Нобелевский лауреат и изобретатель лазера Чарльз Таунс умер в возрасте 99 лет». Berkeley News . Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 г. Получено 13 ноября 2020 г.
  35. ^ "Изобретатель лазерных штампов". Время . Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 г. Получено 12 ноября 2020 г.
  36. ^ Макфадден, Роберт Д. (28 января 2015 г.). «Чарльз Х. Таунс, проложивший путь лазеру в повседневной жизни, умер в возрасте 99 лет (опубликовано в 2015 г.)». The New York Times . ISSN  0362-4331. Архивировано из оригинала 19 ноября 2020 г. Получено 13 ноября 2020 г.
  37. ^ Boyd, Robert (март 2015 г.). "Charles H. Townes (1915–2015)". Nature . 519 (7543): 292. Bibcode :2015Natur.519..292B. doi : 10.1038/519292a . ISSN  1476-4687. PMID  25788091. S2CID  4384078.
  38. ^ "Book of Members, 1780–2010: Chapter T" (PDF) . Американская академия искусств и наук. Архивировано (PDF) из оригинала 5 октября 2018 г. . Получено 7 апреля 2011 г. .
  39. ^ "Премия Комстока по физике". Национальная академия наук. Архивировано из оригинала 16 февраля 2014 г. Получено 26 февраля 2014 г.
  40. ^ "Richtmyer Memorial Award". Американская ассоциация учителей физики. Архивировано из оригинала 24 декабря 2016 года . Получено 28 января 2015 года .
  41. ^ "История члена APS". Архивировано из оригинала 30 ноября 2022 г. Получено 28 ноября 2022 г.
  42. ^ "Премия Джона Дж. Карти за развитие науки". Национальная академия наук. Архивировано из оригинала 29 декабря 2010 года . Получено 13 февраля 2011 года .
  43. ^ "Golden Plate Awardees of the American Academy of Achievement". www.achievement.org . Архивировано из оригинала 15 декабря 2016 г. Получено 20 апреля 2020 г.
  44. ^ Редактор ÖGV. (2015). Медаль Вильгельма Экснера. Австрийская торговая ассоциация. ОГВ. Австрия.

Внешние ссылки