Сидни Чепмен , FRS (29 января 1888 — 16 июня 1970) [1] — британский математик и геофизик . [4] Его работы по кинетической теории газов , солнечно-земной физике и озоновому слою Земли вдохновили широкий спектр исследований на протяжении многих десятилетий. [2] [5] [6] [7] [8]
Чепмен родился в Эклсе , недалеко от Солфорда в Англии, и начал свое углубленное обучение в техническом институте, ныне Солфордском университете , в 1902 году . [9] В 1904 году в возрасте 16 лет Чепмен поступил в Манчестерский университет . Он боролся за стипендию в университете, предложенном его родным округом, и был выбран последним студентом. Позже Чепмен размышлял: «Иногда я задаюсь вопросом, что бы произошло, если бы я попал на одну позицию ниже». [5] Первоначально он изучал инженерное дело на факультете, возглавляемом Осборном Рейнольдсом . Математику Чепмена преподавали Хорас Лэмб , профессор математики Бейера, и Дж. Э. Литтлвуд , приехавший из Кембриджа на последний год обучения Чепмена в Манчестере. Хотя Чепмен получил диплом инженера, он настолько увлекся математикой, что остался еще на год, чтобы получить степень по математике. Следуя предложению Лэмба, Чепмен подал заявку на стипендию в Тринити-колледж в Кембридже . Сначала ему была присуждена лишь частичная стипендия в качестве сизара (это означает, что он получал финансовую поддержку, работая слугой для других студентов), но со второго курса он получал полную стипендию. Он получил высшее образование как спорщик в 1910 году. [6] Он начал свои исследования в области чистой математики под руководством Г.Х. Харди , но позже в том же году сэр Фрэнк Дайсон попросил его стать его главным помощником в Королевской Гринвичской обсерватории . [ нужна цитата ]
С 1914 по 1919 год Чепмен вернулся в Кембридж в качестве преподавателя математики 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 Совета армии. [6]
В 1946 году Чепмен был избран на седлианскую кафедру естественной философии в Оксфорде и назначен научным сотрудником Королевского колледжа Оксфорда . В 1953 году, после выхода на пенсию из Оксфорда, Чепмен начал проводить исследования и преподавать по всему миру, [4] в том числе в Университете Аляски и Университете Колорадо , а также в таких далеких странах, как Стамбул , Каир , Прага и Токио. Будучи консультативным научным директором 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 известные математические достижения Чепмена были в области случайных процессов (случайных процессов), особенно марковских процессов . В своем исследовании марковских случайных процессов и их обобщений Чепмен и россиянин Андрей Колмогоров независимо 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 работы Кристиана Биркеланда и Ханнеса Альфвена , позже приняв теории Биркеланда как свои собственные. [12] [13] Чепмен и его первый аспирант , В.К.А. Ферраро, предсказали наличие магнитосферы в начале 1930-х годов. Они также предсказали характеристики магнитосферы, которые были подтверждены 30 лет спустя спутником « Эксплорер-12» . [5]
В 1940 году Чепмен и его немецкий коллега Юлиус Бартельс опубликовали двухтомную книгу [14] [15] по геомагнетизму, которая должна была стать стандартным учебником на следующие два десятилетия. [5] В 1946 году Чепмен ввёл термин « Аэрономия» , который используется сегодня 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). [ нужна цитата ]
Чепмен был президентом Специального комитета Международного геофизического года (МГГ). Идея МГГ возникла в результате дискуссии в 1950 году между Чепменом и учёными, включая Джеймса Ван Аллена . МГГ проводился в 1957–58 годах и привел к большому прогрессу в таких областях, как науки о Земле и космосе, а также к запускам первых спутников . [ нужна цитата ]
За свою карьеру Чепмен был удостоен множества наград, в том числе премии Смита в 1913 году, [6] избрания членом Королевского общества в 1919 году, [1] приглашенного спикера ICM в 1924 году, [17] лектора Бейкера Королевского общества в 1931 году, Королевская 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 избран членом Королевского общества Эдинбурга. награжден медалью Копли Королевского общества и в 1965 году Золотой медалью Саймонса Королевского метеорологического общества . Он был избран членом Национальных академий наук США, Норвегии, Швеции и Финляндии. [6] Он был президентом Лондонского математического общества в 1929–1931 годах и Королевского метеорологического общества в 1932–1933 годах. [ нужна цитата ]
В его честь назван лунный кратер Чепмена , как и здание Сиднея Чепмена на территории кампуса Университета Аляски в Фэрбенксе . Это здание служило первым постоянным домом Геофизического института Университета Аляски, а сейчас в нем расположены факультет компьютерных наук и факультет 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 в его память медаль Чепмена . [20]
В 1970 году Чепмен умер в Боулдере, штат Колорадо , в возрасте 82 лет. [6]