Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено Чарльзом Хардом Таунсом )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Чарльз Хард Таунс (28 июля 1915 - 27 января 2015) был американским физиком . [4] [5] Таунс работал над теорией и применением мазера , на который он получил фундаментальный патент, а также над другими работами в области квантовой электроники, связанными как с мазерами, так и с лазерными устройствами. [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] Он разделил Нобелевскую премию 1964 года по физике с Николаем Басовым и Александром Прохоровым . [3] [15] [16] Таунс был советником правительства Соединенных Штатов, встречаясь с каждым президентом США от Гарри Трумэна (1945) до Билла Клинтона (1999).

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

Таунс был религиозным [17] и считал, что наука и религия сходятся, чтобы обеспечить лучшее понимание природы и цели Вселенной.

Ранняя жизнь [ править ]

Он был этническим немцем, а также имел много этнических шотландцев, англичан, валлийцев, гугенотов, французов и шотландцев ирландцев [18]. Таунс родился в Гринвилле, Южная Каролина , в семье Генри Кейта Таунса (1876–1958). , поверенный, и Эллен Самтер Таунс (урожденная Хард; 1881–1980). [19] Он получил степень бакалавра физики и бакалавра современных языков в Университете Фурмана , который окончил в 1935 году. [4] Таунс завершил работу для получения степени магистра физики в Университете Дьюка в 1937 году, [20] а затем начал аспирантура Калифорнийского технологического института, из которой он получил степень доктора философии. степень в 1939. [21] Во время Второй мировой войны он работал над системами радиолокационной бомбардировки в Bell Labs . [3] [4]

Карьера и исследования [ править ]

В 1950 году Таунс был назначен профессором Колумбийского университета . [4] Он был исполнительным директором 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 которого он изобрел аббревиатуру мазер (от «Микроволновое усиление с помощью стимулированного излучения»). Когда тот же принцип был применен к более высоким частотам, был использован термин лазер (слово «свет» заменяло слово «микроволновая печь»). [22]

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

С 1959 по 1961 год он находился в отпуске в Колумбийском университете, где работал вице-президентом и директором по исследованиям Института оборонного анализа в Вашингтоне, округ Колумбия, некоммерческой организации, которая консультировала правительство США и управлялась одиннадцатью университетами. [4] С 1961 по 1967 год Таунс был проректором и профессором физики в Массачусетском технологическом институте. [4] Затем, в 1967 году, он был назначен профессором физики в Калифорнийском университете в Беркли , где проработал почти 50 лет; на момент смерти в 2015 году его статус был почетным профессором [4]. С 1966 по 1970 год он был председателем НАСА.Научно-консультативный комитет программы посадки Аполлона на Луну.

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 течение 2002–2003 годов Таунс работал преподавателем Карла Шварцшильда в Германии и преподавателем Бирлы и преподавателем Шредингера в Индии . [4]

Таунс - один из 20 американских лауреатов Нобелевской премии по физике, подписавших письмо президенту Джорджу Бушу в мае 2008 года, в котором он призывает «обратить вспять ущерб, нанесенный фундаментальным научным исследованиям в соответствии с законопроектом об универсальных ассигнованиях на 2008 финансовый год». запросив дополнительное чрезвычайное финансирование для Департамента энергетики «ы Управления науки , по Национальному научному фонду , и Национальный института стандартов и технологий . [28]

Астрофизика [ править ]

Галактический центр [ править ]

Центр Млечного Пути долгое время озадачивал астрономов, а густая пыль закрывает его в видимом свете. В период с середины до конца 1970-х годов Таунс вместе с Эриком Уоллманом, Джоном Лейси, Томасом Гебаллом и Фредом Баасом изучали Стрельца A , область H II в центре Галактики, в инфракрасном диапазоне длин волн. Они наблюдали ионизированный неоновый газ, вращающийся 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 A * ) содержит сверхмассивную черную дыру.. Стрелец A * 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 [ править ]

Последним крупным технологическим творением Таунса стал инфракрасный пространственный интерферометр, созданный Уолтом Фительсоном, Эдом Вишноу и другими. Проект объединил три мобильных инфракрасных детектора, настроенных 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 он увеличивается и уменьшается в размере со скоростью 1% в год, 15% в течение 15 лет. ISI обеспечивает чрезвычайно высокое угловое и пространственное разрешение . Технология также играет важную роль в поисках внеземной жизни в сотрудничестве сДэн Вертимер из « Поиска внеземного разума» (SETI). [ необходима цитата ]

Личная жизнь и наследие [ править ]

Дочери Таунса в Швеции в 1964 году

Таунс женился на Фрэнсис Х. Браун, активистке в защиту бездомных [31] в течение 1941 года. 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] Он написал в заявлении после получения премии Темплтона в 2005 году: «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 собственные жизни. Если у Вселенной есть цель или значение, это должно быть отражено в ее структуре и функционировании, а значит, и в науке ". [33]

Наука и религия [ править ]

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 чувствовал, что красота природы «очевидно создана Богом» и что Бог создал вселенную для появления и процветания людей. Он молился каждый день и в конце концов почувствовал, что религия важнее науки, потому что она решает самый важный долгосрочный вопрос: смысл и цель нашей жизни. Вера Таунса в конвергенцию науки и религии основана на заявленном сходстве:

  1. Вера. Таунс утверждал, что вера ученого во многом такая же, как и у религиозного человека, что позволяет ему / ей годами работать для получения неопределенного результата.
  2. Открытие. Таунс утверждал, что многие важные научные открытия, такие как его изобретение мазера / лазера, произошли как «вспышка», больше похожая на религиозное откровение, чем на интерпретацию данных.
  3. Доказательство. В течение этого столетия математик Гёдель обнаружил, что не может быть абсолютных доказательств в научном смысле. Каждое доказательство требует набора предположений, и нет способа проверить, являются ли эти предположения самосогласованными, потому что 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 века физика была в значительной степени детерминированной. Но когда ученые начали изучать квантовую механику, они поняли, что индетерминизм и случайность играют роль в нашей Вселенной. И классическая физика, и квантовая механика верны и хорошо работают в рамках своего собственного бейливика, 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 [ править ]

Таунс постоянно работал в кампусе UCB, посещая и регулярно 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 в возрасте 99 лет в Окленде, штат Калифорния , по дороге в больницу 27 января 2015 года, [35] [36] [37] «Он был одним из самых важных "физики-экспериментаторы прошлого века", - сказал о Таунсе Рейнхард Гензель, профессор физики из Беркли. «Его силой было любопытство и непоколебимый оптимизм, основанный на его глубокой христианской духовности». [33]

Избранные публикации [ править ]

Работа Таунса широко публиковалась в книгах и рецензируемых журнальных статьях [16], в том числе:

  • Gordon, J .; Zeiger, H .; Таунс, Чарльз (1955). «Мазер - СВЧ усилитель нового типа, эталон частоты и спектрометр» . Физический обзор . 99 (4): 1264–1274. Bibcode : 1955PhRv ... 99.1264G . DOI : 10.1103 / PhysRev.99.1264 .
  • Shimoda, K .; Wang, T .; Таунс, Чарльз (1956). «Дальнейшие аспекты теории мазера». Физический обзор . 102 (5): 1308–1321. Bibcode : 1956PhRv..102.1308S . DOI : 10.1103 / PhysRev.102.1308 .
  • Шавлов, Артур ; Таунс, Чарльз (1958). «Инфракрасные и оптические мазеры» . Физический обзор . 112 (6): 1940–1949. Bibcode : 1958PhRv..112.1940S . DOI : 10.1103 / PhysRev.112.1940 .
  • Таунс, Чарльз (1999). Как случился лазер: приключения ученого . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-512268-8.
  • Таунс, Чарльз; Шавлов, Артур (1955). Микроволновая спектроскопия . Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-065095-4.
  • Таунс, Чарльз (1995). Делая волны . Природа . 432 . Американский институт физики Press. С.  153 . DOI : 10.1038 / 432153a . ISBN 978-1-56396-381-0. PMID  15538346 . S2CID  4427024 .

Награды и награды [ править ]

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

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

  • 1956 г. - избран действительным членом Национальной академии наук .
  • 1957 г. - избран членом Американской академии искусств и наук . [38]
  • 1958 г. - награжден премией Комстока по физике Национальной академии наук. [39]
  • 1959 г. - награжден Мемориальной премией Рихтмайера Американской ассоциации учителей физики. [40]
  • 1961 г. - награжден премией Дэвида Сарноффа в области электроники, присуждаемой Институтом инженеров по электротехнике и электронике , и премией Рамфорда, присужденной Американской академией искусств и наук .
  • 1962 - Премия Джона Дж. Карти за развитие науки, присужденная Национальной академией наук. [41]
  • 1962 - Медаль Стюарта Баллантина , врученная Институтом Франклина .
  • 1963 - Young медаль и приз , за выдающиеся исследования в области оптики , представленный Институт физики .
  • 1964 - Нобелевская премия по физике с Николаем Басовым и Александром Прохоровым за вклад в фундаментальные работы в области квантовой электроники, приведшие к созданию мазера и лазера.
  • 1969 - Золотая пластина Американской академии достижений . [42]
  • 1970 - Медаль Вильгельма Экснера . [43]
  • 1976 г. - избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) [2].
  • 1979 - Награжден международной медалью Нильса Бора за вклад в мирное использование атомной энергии.
  • 1980 - Таунс был введен в должность своим родным штатом в Зал науки и технологий Южной Каролины , а также награжден Залом науки и технологий Южной Каролины.
  • 1982 - Он получил Национальную медаль науки , врученную президентом Рональдом Рейганом .
  • 1983 г. - назначен членом Папской академии наук .
  • 1994 г. - избран иностранным членом Российской академии наук .
  • 1996 - награжден Frederic Ives медаль по Оптического общества Америки
  • 1997 г. - лекторство Янского в Национальной радиоастрономической обсерватории.
  • 1998 - награжден Генри Норрис Рассел лекторов от Американского астрономического общества .
  • 2000 г. - награжден Золотой медалью им. М. В. Ломоносова Российской академии наук .
  • 2003 г. - награжден премией Технологического фестиваля Telluride в Теллуриде, штат Колорадо .
  • 2004 г. - награжден медалью «Галилео» Итальянского общества оптики и фотоники (SIOF).
  • 2005 г. - награжден премией Темплтона за «Прогресс в исследованиях или открытиях о духовных реалиях».
    • Он также был награжден медальоном ЛеКонте.
  • 2006 - Вместе с коллегой Раджем Редди Таунс был награжден премией Ванневара Буша за пожизненный вклад и государственную политику в науке.
  • 2008 - 24 мая Таунс получил звание почетного доктора гуманитарных наук Университета Редлендса .
  • 2010 - Золотая медаль SPIE
  • 2011 — 14 мая Таунс получил звание почетного доктора наук Техасского университета A&M .
  • 2012 г. - награжден премией « Золотой гусь» за финансируемые государством исследования с неожиданными приложениями.
  • 2012 - награжден медалью Нэнси ДеЛой Фицрой и Роланда В. Фицроя от Американского общества инженеров-механиков.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Charles Hard Townes abgerufen am 29. июль 2020 в Wilhelmexner.org
  2. ^ a b «Профессор Чарльз Таунс ForMemRS, иностранный член» . Лондон: Королевское общество . Архивировано из оригинального 14 марта 2016 года.
  3. ^ a b c Бойд, Роберт (2015). «Доктор Чарльз Х. Таунс (1915–2015), один из изобретателей лазера, астрофизик и советник президента США» . Природа . 519 (7543): 292. Bibcode : 2015Natur.519..292B . DOI : 10.1038 / 519292a . PMID 25788091 . 
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m "Чарльз Х. Таунс - Биографический" . Nobelprize.org. 2006 . Проверено 29 июля 2014 года .
  5. ^ Персонал. "О Чарльзе Таунсе - Серия лекций Чарльза Х. Таунса" . www.furman.edu . Фурманский университет . Проверено 1 мая 2020 года .
  6. ^ Bertolotti, 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. ^ Чиао, Раймонд, изд. (1996). Удивительный свет: том, посвященный Чарльзу Хард Таунсу в его 80-летие . Springer. 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, Rachel (2014). Во-первых, вы исследуете: историю молодого Чарльза Таунса (книги о молодых пальметто) . Пресса Университета Южной Каролины. ISBN 978-1-61117-343-7.
  11. ^ Hecht, Джефф (2005). Луч: гонка за лазером . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-514210-5.
  12. ^ Hecht, Джефф (1991). Пионеры лазера . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-336030-4.
  13. ^ Тейлор, Ник (2000). Лазер: изобретатель, лауреат Нобелевской премии и тридцатилетняя патентная война . Саймон и Шустер. 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 года . Проверено 27 января 2015 года .
  16. ^ a b Публикации Чарльза Х. Таунса, проиндексированные библиографической базой данных Scopus . (требуется подписка)
  17. ^ Рисс, Suzanne B. (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.
  18. ^ Aaserud, Финн (20 мая 1987 Чарльз Таунс интервью . Американский институт физики
  19. Стивен Фарнсворт (10 сентября 2010 г.). «Известные жители Южной Каролины - доктор Чарльз Хард Таунс» . Indigobluesc.com. Архивировано из оригинального 23 октября 2013 года . Проверено 22 октября 2013 года .
  20. ^ "Чарльз Таунс" . Массив современных американских физиков. Архивировано из оригинального 23 февраля 2016 года . Проверено 30 декабря 2015 года .
  21. ^ Таунс, Чарльз (1939). Концентрация тяжелого изотопа углерода и измерение его ядерного спина (кандидатская диссертация). Калтех.
  22. ^ Таунс, Чарльз (2002). Как появился лазер . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0195153767.
  23. ^ "Смерть изобретателя лазера Чарльза Таунса" . Хранитель . 29 января 2015 года.
  24. ^ Chiao, R .; Garmire, E .; Таунс, К. (1964). «Самозахват оптических лучей». Письма с физическим обзором . 13 (15): 479–482. Bibcode : 1964PhRvL..13..479C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.13.479 .
  25. ^ Schawlow, A .; Таунс, К. (1958). «Инфракрасные и оптические мазеры» . Физический обзор . 112 (6): 1940–1949. Bibcode : 1958PhRv..112.1940S . DOI : 10.1103 / PhysRev.112.1940 .
  26. ^ Autler, S .; Таунс, К. (1955). «Эффект Штарка в быстро меняющихся полях». Физический обзор . 100 (2): 703–722. Bibcode : 1955PhRv..100..703A . DOI : 10.1103 / PhysRev.100.703 .
  27. ^ Данчи, WC; Bester, M .; Degiacomi, CG; Гринхилл, LJ; Townes, CH (1994). «Характеристики пылевых оболочек около 13 звезд позднего типа». Астрономический журнал . 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.
  29. ^ Genzel, R; Hollenbach, D; Таунс, Швейцария (1 мая 1994 г.). «Ядро нашей Галактики». Отчеты о достижениях физики . 57 (5): 417–479. Bibcode : 1994RPPh ... 57..417G . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 57/5/001 . ISSN 0034-4885 . 
  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 года .
  31. ^ "Празднование 100-летия Фрэнсис Х. Таунс" . Работы Молодежного Духа . 16 января 2016 . Проверено 14 марта 2016 года .
  32. Harvard Gazette, 16 июня 2005 г. Изобретатель лазера предсказывает встречу науки и религии.
  33. ^ Б Генри Дэвид (28 января 2015). «Пионер лазера Джеймса Бонда умер в 99 лет» . Блумберг . Проверено 22 июля 2015 года .
  34. ^ S, Роберт; ers; 27 января, Связи со СМИ |; 201521 июля; 2015 г. (27 января 2015 г.). «Нобелевский лауреат и изобретатель лазера Чарльз Таунс умирает в возрасте 99 лет» . Новости Беркли . Проверено 13 ноября 2020 года .CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  35. ^ "Изобретатель лазерных штампов" . Время . Проверено 12 ноября 2020 года .
  36. McFadden, Роберт Д. (28 января 2015 г.). «Чарльз Х. Таунс, проложивший путь лазеру в повседневной жизни, умер в возрасте 99 лет (опубликовано в 2015 году)» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 13 ноября 2020 года . 
  37. ^ Бойд, Роберт (март 2015). «Чарльз Х. Таунс (1915–2015)» . Природа . 519 (7543): 292. Bibcode : 2015Natur.519..292B . DOI : 10.1038 / 519292a . ISSN 1476-4687 . PMID 25788091 . S2CID 4384078 .   
  38. ^ «Книга членов, 1780–2010: Глава T» (PDF) . Американская академия искусств и наук . Проверено 7 апреля 2011 года .
  39. ^ "Премия Комстока по физике" . Национальная академия наук. Архивировано из оригинального 16 февраля 2014 года . Проверено 26 февраля 2014 года .
  40. ^ "Премия Мемориала Рихтмайера" . Американская ассоциация учителей физики . Проверено 28 января 2015 года .
  41. ^ "Премия Джона Дж. Карти за развитие науки" . Национальная академия наук. Архивировано из оригинального 29 декабря 2010 года . Проверено 13 февраля 2011 года .
  42. ^ "Золотые медали Американской академии достижений" . www.achievement.org .
  43. ^ Редактор, ÖGV. (2015). Медаль Вильгельма Экснера. Австрийская торговая ассоциация. ÖGV. Австрия.

Внешние ссылки [ править ]

  • Устная история Чарльза Таунса, часть 1 Детство, колледж, обзор карьеры, запись в историческом центре IEEE, август 1991 г., дата обращения 1 мая 2015 г.
  • Устная история Чарльза Таунса, часть 2 Изучение в Калифорнийском технологическом институте и работа в Bell Labs накануне Второй мировой войны, запись в историческом центре IEEE, сентябрь 1992 г., дата обращения 1 мая 2015 г.
  • The Learning Project [ постоянная мертвая ссылка ] Чарльз Хард Таунс, физик, астроном, профессор университета. Интервью для The Learning Project: Views of Authentic Learning, июнь 2005 г.
  • Чарльз Х. Таунс, доктор философии, биография и интервью с Американской академией достижений
  • Чарльз Х. Таунс на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию, 11 декабря 1964 г. Производство когерентного излучения атомами и молекулами
  • Массачусетский технологический институт, канцелярия ректора, отчеты Чарльза Х. Таунса, AC-0031 . Отдел отличительных коллекций Массачусетского технологического института, Кембридж, Массачусетс.