stringtranslate.com

Чарльз Х. Таунс

Чарльз Хард Таунс (28 июля 1915 — 27 января 2015) — американский физик . [4] [5] Таунс работал над теорией и применением мазера , для чего он получил фундаментальный патент, а также другие работы в области квантовой электроники , связанные 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 Соединенных Штатов, встречаясь со всеми президентами США, от Гарри С. Трумэна (1945 г.) до Билла Клинтона (1999 г.).

Он возглавлял Консультативный комитет по науке и технологиям при правительстве США по программе высадки на Луну «Аполлона» . 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 лучшее понимание природы и цели Вселенной.

ранняя жизнь и образование

Таунс имел немецкое, шотландское, английское, валлийское, французское гугенотское и шотландско-ирландское происхождение. [18] Таунс родился в Гринвилле, Южная Каролина , в семье адвоката Генри Кейта Таунса (1876–1958) 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 специалистом по наездникам . Чарльз получил степень бакалавра по физике и степень бакалавра современных языков в Университете Фурмана , который он окончил в 1935 году . Калифорнийский технологический институт , в котором он получил степень доктора философии. получил степень в 1939 году. [21] Во время Второй мировой войны он работал над радиолокационными системами бомбардировки 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 и точных пучков когерентного излучения , для чего он изобрел аббревиатуру « мазер » (что означает «Усиление микроволнового излучения посредством стимулированного излучения»). Когда тот же принцип был применен к более высоким частотам, использовался термин « лазер» (слово «свет» заменяло слово «микроволновая печь»). [22]

В 1953 году Таунс, Джеймс П. Гордон и Герберт Дж. Зейгер построили первый мазер на аммиаке в Колумбийском университете . [4] В этом устройстве использовалось стимулированное 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, чтобы работать вице-президентом и директором по исследованиям Института оборонного анализа в Вашингтоне, округ Колумбия, некоммерческой организации, которая консультировала правительство США и управлялась одиннадцатью университетами. [4] Между 1961 и 1967 годами Таунс работал проректором и профессором физики в Массачусетском технологическом институте. [4] Затем, в 1967 году, он был назначен профессором физики Калифорнийского университета в Беркли , где 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 высадки на Луну Аполлона .

За создание мазера Таунс вместе с Николаем Басовым и Александром Прохоровым получил Нобелевскую премию по физике 1964 года . [4] Таунс также разработал использование мазеров и лазеров в астрономии , был частью команды, которая впервые 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 работал преподавателем Карла Шварцшильда в Германии , а также преподавателем Бирлы и преподавателем Шредингера в Индии . [4]

Таунс - один из 20 американских лауреатов Нобелевской премии по физике, подписавших письмо, адресованное президенту Джорджу Бушу в мае 2008 года, с призывом «обратить вспять ущерб, нанесенный фундаментальным научным исследованиям в сводном законопроекте об ассигнованиях на 2008 финансовый год». запросив дополнительное чрезвычайное 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 скрывает его видимый свет. В середине-конце 1970-х годов Таунс вместе с Эриком Уоллманом, Джоном Лейси, Томасом Гебаллем и Фредом Баасом изучал Стрельца А , область H II в Галактическом центре, в инфракрасных волнах. Они наблюдали ионизированный газ неона , кружащийся вокруг центра с такими скоростями, что масса в самом центре должна быть примерно 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 и составила 4,3 миллиона солнечных масс.

Формы и размеры звезд

Последним крупным технологическим творением Таунса был инфракрасный пространственный интерферометр, созданный совместно с Уолтом Фительсоном, Эдом Вишноу и другими. Проект объединил три мобильных инфракрасных детектора, согласованных с помощью лазеров, изучающих 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 она 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 компании Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). [ нужна цитата ]

Личная жизнь и наследие

Дочери Таунса в Швеции в 1964 году.

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

Религиозный человек и член Объединенной церкви Христа , Таунс считал, что «наука и религия [являются] совершенно параллельными, гораздо более похожими, чем думает большинство людей, и что в конечном итоге они должны сойтись». [32] После получения премии Темплтона в 2005 году он написал в своем заявлении: «Наука пытается понять, на что похожа наша Вселенная и как она работает, включая нас, людей. Религия направлена ​​на понимание цели и значения нашей Вселенной, включая нашу Если у Вселенной есть цель или смысл, это должно быть отражено в ее структуре и функционировании, а, следовательно, и в науке». [33]

Наука и религия

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

  1. Вера. Таунс утверждал, что у ученого есть вера, как у 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 больше 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 потребуются другие предположения.
  4. Неопределенность. Таунс считал, что в будущем мы должны быть открыты для лучшего понимания науки и религии. Это потребует от нас модификации наших теорий, но не отказа от них. Например, в начале 20-го века физика была в значительной степени детерминистской. Но когда ученые начали изучать квантовую механику, они поняли, что в нашей Вселенной играют роль индетерминизм и случайность. И классическая физика, и квантовая механика верны и хорошо работают в пределах своего округа, и их продолжают преподавать студентам. Точно так же Таунс считает, что рост религиозного понимания изменит, но не заставит нас отказаться от наших классических религиозных убеждений.

Смерть

Таунс постоянно работал 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, штат Калифорния , 27 января 2015 года в возрасте 99 лет, за шесть месяцев до своего 100-летия, [35] [36] [37] «Он был одним из самых выдающихся физиков-экспериментаторов прошлого столетия», — сказал о Таунсе Рейнхард Гензель , профессор физики в Беркли. «Его силой было его любопытство и его 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 отличия

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

Таунс получил широкое признание за свою научную работу и лидерство.

.

Рекомендации

  1. ↑ Чарльз Хард Таунс. Архивировано 8 августа 2020 года на Wayback Machine , получено 29 июля 2020 года на Wilhelmexner.org.
  2. ^ ab «Профессор Чарльз Таунс ForMemRS, иностранный член» . Лондон: Королевское общество . Архивировано из оригинала 14 марта 2016 года.
  3. ^ abc Бойд, Роберт (2015). «Доктор Чарльз Х. Таунс (1915–2015) соавтор лазера, астрофизик и советник президента США». Природа . 519 (7543): 292. Бибкод : 2015Natur.519..292B. дои : 10.1038/519292а . ПМИД  25788091.
  4. ^ abcdefghijklm "Чарльз Х. Таунс - Биографический". Нобелевская премия.org. 2006. Архивировано из оригинала 28 июля 2014 года . Проверено 29 июля 2014 г.
  5. ^ Персонал. «О Чарльзе Таунсе - Серия лекций Чарльза Х. Таунса». www.furman.edu . Университет Фурмана. Архивировано из оригинала 27 июля 2020 года . Проверено 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 гг . МТИ Пресс. ISBN 978-0-585-36732-3.
  8. ^ Чиао, Раймонд, изд. (1996). Удивительный свет: том, посвященный Чарльзу Харду Таунсу в день его 80-летия . Спрингер. ISBN 978-0-387-94658-0.
  9. ^ Чиао, Раймонд, изд. (2005). «Видения открытий: новый взгляд на физику, космологию и сознание», том, посвященный Чарльзу Хард Таунсу в день его 90-летия . Кембридж. ISBN 978-0-521-88239-2.
  10. ^ Хейни, Рэйчел (2014). Сначала вы исследуете: историю молодого Чарльза Таунса (Young Palmetto Books) . Издательство Университета Южной Каролины. ISBN 978-1-61117-343-7.
  11. ^ Хехт, Джефф (2005). Луч: гонка за создание лазера . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-514210-5.
  12. ^ Хехт, Джефф (1991). Лазерные пионеры . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-336030-4.
  13. ^ Тейлор, Ник (2000). Лазер: изобретатель, нобелевский лауреат и тридцатилетняя патентная война . Саймон и Шустер. ISBN 978-0-684-83515-0.
  14. ^ Таунс, Фрэнсис (2007). Злоключения жены учёного . Риджент Пресс. ISBN 978-1-58790-128-7.
  15. ^ «Нобелевский лауреат и изобретатель лазера Чарльз Хард Таунс умер в возрасте 99 лет» . Беркли.edu. 27 января 2015. Архивировано из оригинала 28 января 2015 года . Проверено 27 января 2015 г.
  16. ^ ab Публикации Чарльза Х. Таунса, индексированные в библиографической базе данных Scopus . (требуется подписка)
  17. ^ Рисс, Сюзанна Б. (1992). «Жизнь в физике: телефонные лаборатории Bell 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 года . Проверено 4 сентября 2016 г.
  18. ↑ Аасеруд, Финн (20 мая 1987 г.). Интервью Чарльза Таунса. Архивировано 22 декабря 2019 года в Wayback Machine . Американский институт физики
  19. ↑ Стивен Фарнсворт (10 сентября 2010 г.). «Известные жители Южной Каролины - доктор Чарльз Хард Таунс». Indigobluesc.com. Архивировано из оригинала 23 октября 2013 года . Проверено 22 октября 2013 г.
  20. ^ "Чарльз Таунс". Множество современных американских физиков. Архивировано из оригинала 23 февраля 2016 года . Проверено 30 декабря 2015 г.
  21. ^ Таунс, Чарльз (1939). Концентрация тяжелого изотопа углерода и измерение его ядерного спина (кандидатская диссертация). Калтех. Архивировано из оригинала 14 ноября 2019 года . Проверено 27 августа 2019 г.
  22. ^ Таунс, Чарльз (2002). Как появился лазер . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0195153767.
  23. ^ «Умер изобретатель лазера Чарльз Таунс» . Хранитель . 29 января 2015. Архивировано из оригинала 26 февраля 2017 года . Проверено 14 декабря 2016 г.
  24. ^ Цзяо, Р.; Гармир, Э.; Таунс, К. (1964). «Самозахват оптических лучей». Письма о физических отзывах . 13 (15): 479–482. Бибкод : 1964PhRvL..13..479C. doi : 10.1103/PhysRevLett.13.479.
  25. ^ Шавлов, А.; Таунс, К. (1958). «Инфракрасные и оптические мазеры». Физический обзор . 112 (6): 1940–1949. Бибкод : 1958PhRv..112.1940S. дои : 10.1103/PhysRev.112.1940 .
  26. ^ Аутлер, С.; Таунс, К. (1955). «Эффект Штарка в быстро меняющихся полях». Физический обзор . 100 (2): 703–722. Бибкод : 1955PhRv..100..703A. doi : 10.1103/PhysRev.100.703.
  27. ^ Данчи, туалет; Бестер, М.; Дегиакоми, КГ; Гринхилл, LJ; Таунс, Швейцария (1994). «Характеристики пылевых оболочек вокруг 13 звезд поздних типов». Астрономический журнал . 107 : 1469. Бибкод : 1994AJ....107.1469D. дои : 10.1086/116960.
  28. ^ «Письмо американских нобелевских лауреатов по физике» (PDF) . pppl.gov . 6 мая 2008 г. Архивировано (PDF) из оригинала 30 октября 2021 г. Проверено 31 мая 2020 г.
  29. ^ Гензель, Р; Холленбах, Д; Таунс, Швейцария (1 мая 1994 г.). «Ядро нашей Галактики». Отчеты о прогрессе в физике . 57 (5): 417–479. Бибкод :1994РПФ...57..417Г. дои : 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 года. Архивировано из оригинала 15 декабря 2007 года . Проверено 1 мая 2020 г.
  31. ^ «Празднование 100-летия со дня рождения Фрэнсис Х. Таунс». Работы Духа Молодежи . 16 января 2016. Архивировано из оригинала 15 марта 2016 года . Проверено 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. ^ аб Генри, Дэвид (28 января 2015 г.). «Пионер лазера Джеймса Бонда умер в возрасте 99 лет». Блумберг. Архивировано из оригинала 24 октября 2018 года . Проверено 22 июля 2015 г.
  34. ↑ Сандерс, Роберт (27 января 2015 г.). «Нобелевский лауреат и изобретатель лазера Чарльз Таунс умер в возрасте 99 лет». Новости Беркли . Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 года . Проверено 13 ноября 2020 г.
  35. ^ «Изобретатель лазерных штампов». Время . Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 года . Проверено 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.)». Нью-Йорк Таймс . ISSN  0362-4331. Архивировано из оригинала 19 ноября 2020 года . Проверено 13 ноября 2020 г.
  37. ^ Бойд, Роберт (март 2015 г.). «Чарльз Х. Таунс (1915–2015)». Природа . 519 (7543): 292. Бибкод : 2015Natur.519..292B. дои : 10.1038/519292а . ISSN  1476-4687. PMID  25788091. S2CID  4384078.
  38. ^ «Книга участников, 1780–2010: Глава T» (PDF) . Американская академия искусств и наук. Архивировано (PDF) из оригинала 5 октября 2018 г. Проверено 7 апреля 2011 г.
  39. ^ "Премия Комстока по физике". Национальная академия наук. Архивировано из оригинала 16 февраля 2014 года . Проверено 26 февраля 2014 г.
  40. ^ "Премия Мемориала Рихтмайера". Американская ассоциация учителей физики. Архивировано из оригинала 24 декабря 2016 года . Проверено 28 января 2015 г.
  41. ^ "История участников APS" . Архивировано из оригинала 30 ноября 2022 года . Проверено 28 ноября 2022 г.
  42. ^ "Премия Джона Дж. Карти за развитие науки" . Национальная академия наук. Архивировано из оригинала 29 декабря 2010 года . Проверено 13 февраля 2011 г.
  43. ^ "Обладатели Золотой пластины Американской академии достижений" . www.achievement.org . Архивировано из оригинала 15 декабря 2016 года . Проверено 20 апреля 2020 г.
  44. ^ Редактор ÖGV. (2015). Медаль Вильгельма Экснера. Австрийская торговая ассоциация. ОГВ. Австрия.

Внешние ссылки