Чарльз Эрил Винн-Уильямс (5 марта 1903 – 30 августа 1979) был валлийским физиком , [1] известным своими исследованиями электронных приборов для использования в ядерной физике. Его работа над счетчиком масштаба два способствовала развитию современного компьютера.
Винн-Уильямс родился в Гласфрине в Суонси , Гламорганшир , Уэльс , 5 марта 1903 года. Он был старшим ребенком Уильяма Уильямса (1863–1945), учителя физики, а затем инспектора школ северного и среднего Уэльса. и Мэри Эллен Винн (1907–1935), известная как Нелл, дочь Роберта Винна, владельца магазина из Лланруста . Он получил образование в школе Гроув-Парк в Рексхэме , а с 1920 года — в Бангорском университете , который он окончил в 1923 году. Он остался в этом университете, чтобы заняться исследовательской работой в области электроприборов, и получил степень магистра наук в Уэльском университете в 1924. Со времени учебы в университете он был известен как CE Винн-Уильямс.
Винн-Уильямс был либералом в политике и говорил на валлийском языке. 12 августа 1943 года он женился в Лондоне на Энни Эйлунед Джеймс (р. 1907/8), школьной учительнице, от которой у него было двое сыновей.
В октябре 1925 года он поступил в Тринити-колледж в Кембридже , получив открытую стипендию Уэльского университета. Первоначально он продолжил исследования коротких электрических волн в Кавендишской лаборатории под руководством сэра Эрнеста Резерфорда и в 1929 году получил за эту работу степень доктора философии.
Однако наиболее значительная работа Винн-Вильямса в этот период заключалась в разработке электронных приборов для использования в радиоактивности и ядерной физике. [2] Как и многие ученые того времени, он был энтузиастом беспроводной связи .
В 1926 году он применил свои навыки электроники для создания усилителя с использованием термоэмиссионных клапанов (вакуумных ламп) для очень малых электрических токов. Стало понятно, что такие устройства можно использовать для обнаружения и подсчета альфа-частиц в экспериментах по ядерному распаду, которые тогда проводил Резерфорд, который посоветовал ему уделить свое внимание созданию надежного лампового усилителя и методам регистрации и подсчета частиц. .
Затем последовал ряд блестящих вкладов в арсенал ядерной физики. В 1929–1930 годах вместе с Х.М. Кейвом и ФАБ Уордом он спроектировал и сконструировал двоичный прескалер для электромеханического счетчика, использующего тиратроны . [3] К 1931 году в Кавендишской лаборатории регулярно использовались ламповый усилитель и система автоматического счета на основе тиратрона. [4] Усилитель Винна-Вильямса сыграл важную роль в открытии Джеймсом Чедвиком нейтрона в 1932 году и во многих других экспериментах.
В 1932 году Винн-Вильямс опубликовал подробности своего счетчика с масштабом двойки на основе тиратрона [5] , который позволял подсчитывать частицы с гораздо более высокой скоростью, чем раньше. Его устройства стали важнейшими объединяющими элементами в аппаратном обеспечении зарождающейся дисциплины ядерной физики, поскольку они открыли новые направления исследований. Их широко копировали в лабораториях Европы и Соединенных Штатов Америки, часто по совету Винн-Уильямса.
В 1935 году Винн-Уильямс был назначен доцентом физики Имперского колледжа в Лондоне . Продолжая работу над электронными приборами, он внес вклад в развитие ядерной физики в Империале под руководством Г. П. Томсона .
Накануне Второй мировой войны Винн-Уильямс, как и многие его учёные современники, был принят на работу над развивающейся дисциплиной радиообнаружения и измерения дальности ( РАДАР ) в Научно-исследовательском институте телекоммуникаций , позже Королевском радиолокационном институте в Малверне.
1 февраля 1942 года успех союзников в раскрытии сообщений нацистской военно-морской системы «Энигма» потерпел серьезную неудачу. [6] Это произошло из-за принятия на вооружение подводных лодок Северной Атлантики машины «Энигма» с дополнительным несущим винтом — четырехколесной « Энигмы» . Это увеличило время, необходимое для создания бомб, разработанных Тьюрингом , в 26 раз. Поэтому были необходимы более скоростные бомбы, и Винн-Уильямс был призван внести свой вклад в одно из направлений разработки высокоскоростных бомб .
Команда почтового отделения разработала приспособление Bombe для стандартной трехколесной машины Bombe, содержащее высокоскоростные колеса и электронный сенсорный блок. Он был прикреплен к бомбе очень толстым тросом и получил название « Кобра- бомба». [7] Двенадцать из них были изготовлены на машиностроительном заводе Модсли в Дурсли , Глостершир, [8] но оказались ненадежными, поэтому предпочтение было отдано другому направлению разработки в Британской компании по производству табуляторов в Летчворте . [9] Обе машины впоследствии были омрачены большим успехом бомб ВМС США .
К концу 1942 года ранее экспериментальные передачи без азбуки Морзе от телетайпов с шифровальными машинами стали в больших количествах приниматься британскими пунктами сбора разведывательной информации . Тот, который использовал Lorenz SZ 40/42 под кодовым названием Tunny в правительственной школе кодирования и шифрования в Блетчли-парке , использовался для обмена данными на высоком уровне между немецким верховным командованием и полевыми командирами. Молодой выпускник химического факультета Билл Татт придумал, как теоретически можно его сломать. Он поделился этой идеей со своим начальником, математиком Максом Ньюманом , который понял, что единственный возможный способ применить метод — это его автоматизировать. [2]
Зная о работе Винн-Вильямса над электронными счетчиками в Кембридже, он обратился к нему за помощью. Он работал с командой исследовательской станции почтового отделения в Доллис-Хилл, в которую позже входил Томми Флауэрс . [10] Для этого они сконструировали машину, которую назвали Хит Робинсон в честь карикатуриста, создавшего фантастические машины. Серия машин Робинсона была предшественником десяти машин Колосса , первых в мире программируемых цифровых электронных компьютеров. [11]
Вернувшись в Имперский колледж после войны, Винн-Уильямс в основном посвятил себя развитию практического обучения студентов, где он был опытным и очень любимым преподавателем. [12] Он стал лектором и, в конечном итоге, читателем по физике в Империале. В 1957 году он получил медаль Дадделла Физического общества в знак признания его работы над счетчиком шкалы двух. [13]
Как и большинство тех, кто работал в Блетчли-парке, Винн-Уильямс не получил официального признания своей работы во время войны и всегда соблюдал окружавшую ее клятву секретности, хотя на протяжении всей своей жизни сохранял интерес к кодам и головоломкам. Профессор Р.В. Джонс , советник правительства Великобритании по научной разведке во время Второй мировой войны, писал в журнале Nature в 1981 году: [14]
... современный компьютер стал возможен только благодаря изобретению, сделанному физиком CEWynn-Williams в 1932 году для подсчета ядерных частиц: счетчику шкалы двойки, который, возможно, окажется одним из самых влиятельных из всех изобретений. .
После выхода на пенсию в 1970 году Винн-Уильямс и его жена переехали в Дол-и-Бонт , недалеко от Борта , в Кардиганшире.