Чарльз Х. Таунс - Charles H. Townes

Чарльз Таунс
Чарльз Таунс.jpg
Родился
Чарльз Хард Таунс

(1915-07-28)28 июля 1915 г.
Гринвилл, Южная Каролина, США
Умер27 января 2015 г.(2015-01-27) (99 лет)
Окленд, Калифорния, США
НациональностьАмериканец
Альма-матер
ИзвестенЛазеры
Супруг (а)
Фрэнсис Браун
​
(м. 1941⁠–⁠2015)​
(его смерть)
Награды
Научная карьера
ПоляФизика
Учреждения
ТезисКонцентрация тяжелого изотопа углерода и измерение его ядерного спина  (1939)
ДокторантУильям Смайт
Докторанты

Чарльз Хард Таунс (28 июля 1915 г. - 27 января 2015 г.) был американцем физик.[4][5] Таунс работал над теорией и применением мазер, на который он получил основной патент, и другие работы в квантовая электроника связаны как с мазером, так и с лазер устройств.[6][7][8][9][10][11][12][13][14] Он поделился 1964 Нобелевская премия по физике с Николай Басов и Александр Прохоров.[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, в результате которой было сделано несколько важных открытий, например, черная дыра в центре Млечный Путь галактика.

Таунс был религиозным[17] и считал, что наука и религия сходятся, чтобы лучше понять природу и цель Вселенной.

Ранние годы

Этнических немцев, а также многих этнических шотландцев, англичан, валлийцев, гугенотов, французов и шотландских ирландцев,[18] Таунс родился в Гринвилл, Южная Каролина, сын Генри Кейта Таунса (1876–1958), поверенного, и Эллен Самтер Таунс (урожденная Хард; 1881–1980).[19] Он получил степень бакалавра наук. по физике и B.A. на современных языках в Фурманский университет, который окончил в 1935 году.[4] Таунс завершил работы для Магистр степень по физике в Университет Дьюка в течение 1937 г.[20] а затем поступил в аспирантуру в Калифорнийский технологический институт, из которой получил степень доктора философии. степень в 1939 году.[21] В течение Вторая Мировая Война, он работал над системами радиолокационной бомбардировки на Bell Labs.[3][4]

Карьера и исследования

В 1950 году Таунс был назначен профессором в Колумбийский университет.[4] Он был исполнительным директором Колумбийской радиационной лаборатории с 1950 по 1952 год. Он был председателем физического факультета с 1952 по 1955 год.[4]

Внешний звук
значок аудио "Человек, миф, лазер", Дистилляции Подкаст, Институт истории науки

В 1951 году Таунс придумал новый способ создания интенсивных и точных лучей света. когерентное излучение, для которой он придумал аббревиатуру мазер (для усиления СВЧ-диапазона вынужденным излучением). Когда тот же принцип был применен к более высоким частотам, термин лазер использовалось (слово «свет» заменяло слово «микроволновая печь»).[22]

В 1953 году Таунс, Джеймс П. Гордон, и Герберт Дж. Зейгер построил первый аммиачный мазер на Колумбийский университет.[4] В этом устройстве использовалось стимулированное излучение в потоке возбужденного аммиак молекул для усиления микроволн с частотой около 24,0гигагерц.[4]

С 1959 по 1961 год он находился в отпуске в Колумбийском университете в качестве вице-президента и директора по исследованиям Институт оборонного анализа в Вашингтоне, округ Колумбия, некоммерческая организация, которая консультировала правительство США и управляемая 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 Калифорнийский университет в Беркли, где он пробыл почти 50 лет; к моменту его смерти в 2015 году он имел статус почетного профессора.[4] С 1966 по 1970 год он был председателем НАСА Научно-консультативный комитет Аполлон программа посадки на Луну.

За создание мазера Таунс вместе с Николай Басов и Александр Прохоров получил 1964 г. Нобелевская премия по физике.[4] Таунс также разработал использование мазеров и лазеров для астрономия, был частью команды, которая впервые обнаружила сложные молекулы в космосе и определила массу сверхмассивная черная дыра в центре Млечный Путь галактика.[23][24][25][26][27]

В 2002–2003 годах Таунс работал лектором Карла Шварцшильда в Германия и преподаватель Бирлы и преподаватель Шредингера в Индия.[4]

Таунс - один из 20 американских лауреатов Нобелевской премии по физике, подписавший письмо на имя президента. Джордж Буш в мае 2008 года, призывая его «обратить вспять ущерб, нанесенный фундаментальным научным исследованиям в законе об общих ассигнованиях на 2008 финансовый год», запросив дополнительное чрезвычайное финансирование для Департамент энергетики С Офис науки, то Национальный научный фонд, а Национальный институт стандартов и технологий.[28]

Астрофизика

Галактический центр

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 изучал Стрелец А, то H II область в центре Галактики на инфракрасных длинах волн. Они наблюдали ионизированные неон газ закручивается 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 означала, что центральный объект (радиоисточник Стрелец А * ) содержит сверхмассивный черная дыра. 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

Последним крупным технологическим творением Таунса был Инфракрасный пространственный интерферометр с Уолтом Фительсоном, Эдом Вишноу и другими. Проект объединил три мобильных инфракрасных детектора, настроенных лазерами, изучающими одну и ту же звезду. Если каждый телескоп находится на расстоянии 10 метров от другого, создается впечатление 30-метровой линзы.[30] Наблюдения за Бетельгейзе, красный гигант в плече созвездия Орион, обнаружил, что он увеличивается и уменьшается в размере со скоростью 1% в год, 15% в течение 15 лет. ISI производит чрезвычайно высокие угловатый и Пространственное разрешение. Технология также играет важную роль в поисках внеземной жизни в сотрудничестве с Дэн Вертимер из В поисках внеземного разума (SETI).[нужна цитата ]

Личная жизнь и наследие

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 У него было четыре дочери: Линда Розенвейн, Эллен Андерсон, Карла Кесслер и Холли Таунс.[4]

Религиозный человек и член Объединенная Церковь 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 собственную жизнь. 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

Мнения Таунса относительно науки и религии изложены в его эссе «Конвергенция науки и религии», «Логика и неопределенности в науке и религии» и его книге Делая волны. 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», более похожая на религиозное откровение, чем на интерпретацию данных.
  3. Доказательство. В течение этого столетия математик Гёдель обнаружил, что абсолютного доказательства в научном смысле быть не может. Каждое доказательство требует набора предположений, и нет способа проверить, являются ли эти предположения самосогласованными, потому что потребуются другие предположения.
  4. Неуверенность. 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 детерминистской. 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

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 Окленд, Калифорния, по пути в больницу 27 января 2015 г.,[35][36][37] «Он был одним из самых важных физиков-экспериментаторов 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

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:1955ПхРв ... 99.1264Г. Дои:10.1103 / PhysRev.99.1264.
  • Shimoda, K .; Wang, T .; Таунс, Чарльз (1956). «Дальнейшие аспекты теории мазера». Физический обзор. 102 (5): 1308–1321. Bibcode:1956ПхРв..102.1308С. Дои:10.1103 / PhysRev.102.1308.
  • Шавлов, Артур; Таунс, Чарльз (1958). «Инфракрасные и оптические мазеры». Физический обзор. 112 (6): 1940–1949. Bibcode:1958ПхРв..112.1940С. Дои:10.1103 / PhysRev.112.1940.
  • Таунс, Чарльз (1999). Как появился 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. стр.153. Дои:10.1038 / 432153a. ISBN  978-1-56396-381-0. PMID  15538346. S2CID  4427024.

Награды и отличия

Таунс (справа) получает Нобелевскую премию 1964 года
Таунс (справа) получает награду за 2006 год. Премия Ванневара Буша

Таунс получил широкое признание за свою научную деятельность и руководство.

использованная литература

  1. ^ Чарльз Хард Таунс abgerufen утра 29. июль 2020 в Wilhelmexner.org
  2. ^ а б "Профессор Чарльз Таунс ForMemRS, иностранный член". Лондон: Королевское общество. Архивировано из оригинал 14 марта 2016 г.
  3. ^ а б c Бойд, Роберт (2015). «Доктор Чарльз Х. Таунс (1915–2015), один из изобретателей лазера, астрофизик и советник президента США». Природа. 519 (7543): 292. Bibcode:2015Натура.519..292Б. Дои:10.1038 / 519292a. PMID  25788091.
  4. ^ а б c d е ж г час я j k л м "Чарльз Х. Таунс - Биографический". Nobelprize.org. 2006 г.. Получено 29 июля, 2014.
  5. ^ Штат сотрудников. "О Чарльзе Таунсе - Серия лекций Чарльза Х. Таунса". www.furman.edu. Фурманский университет. Получено 1 мая, 2020.
  6. ^ Бертолотти, Марио (2004). История лазера. Тейлор и Фрэнсис. ISBN  978-0-7503-0911-0.
  7. ^ Бромберг, Джоан (1991). Лазер в Америке, 1950–1970 годы. MIT Press. ISBN  978-0-585-36732-3.
  8. ^ Чао, 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, Рэйчел (2014). Во-первых, вы исследуете: историю молодого Чарльза Таунса (книги о молодых пальметто). Пресса Университета Южной Каролины. ISBN  978-1-61117-343-7.
  11. ^ Хехт, Джефф (2005). Луч: гонка за лазером. 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 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.. Получено 27 января, 2015.
  16. ^ а б Публикации Чарльза Х. Таунса индексируется Scopus библиографическая база данных. (требуется подписка)
  17. ^ Рис, 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.
  18. ^ Осерад, Финн (20 мая 1987 г. 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 оригинал 23 октября 2013 г.. Получено 22 октября, 2013.
  20. ^ "Чарльз Таунс". Массив современных американских физиков. Архивировано из оригинал 23 февраля 2016 г.. Получено 30 декабря, 2015.
  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 физическими проверками. 13 (15): 479–482. Bibcode:1964ПхРвЛ..13..479С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.13.479.
  25. ^ Schawlow, A .; Таунс, К. (1958). «Инфракрасные и оптические мазеры». Физический обзор. 112 (6): 1940–1949. Bibcode:1958ПхРв..112.1940С. Дои:10.1103 / PhysRev.112.1940.
  26. ^ Autler, S .; Таунс, К. (1955). «Эффект Штарка в быстро меняющихся полях». Физический обзор. 100 (2): 703–722. Bibcode:1955ПхРв..100..703А. Дои:10.1103 / PhysRev.100.703.
  27. ^ Danchi, W. C .; Bester, M .; Degiacomi, C.G .; Гринхилл, Л. Дж .; Таунс, К. Х. (1994). «Характеристики пылевых оболочек около 13 звезд позднего типа». Астрономический журнал. 107: 1469. Bibcode:1994AJ .... 107.1469D. Дои:10.1086/116960.
  28. ^ «Письмо американских лауреатов Нобелевской премии по физике» (PDF). pppl.gov. 6 мая 2008 г.
  29. ^ Genzel, R; Hollenbach, D; Townes, CH (1 мая 1994 г.). «Ядро нашей Галактики». Отчеты о достижениях физики. 57 (5): 417–479. Bibcode:1994RPPh ... 57..417G. Дои:10.1088/0034-4885/57/5/001. ISSN  0034-4885.
  30. ^ "Инфракрасный пространственный интерферометр Калифорнийского университета в Беркли". isi.ssl.berkeley.edu. У. К. Беркли. 10 июня 2009 г. Архивировано с оригинал 15 декабря 2007 г.. Получено 1 мая, 2020.
  31. ^ «Празднование 100-летия Фрэнсис Х. Таунс». Искусство Молодежи. 16 января 2016 г.. Получено 14 марта, 2016.
  32. ^ Harvard Gazette 16 июня 2005 г. Изобретатель лазера предсказывает встречу науки и религии
  33. ^ а б Генри, Дэвид (28 января 2015 г.). "Пионер лазера Джеймса Бонда умер в 99 лет". Bloomberg. Получено 22 июля, 2015.
  34. ^ S, Роберт; ers; 27 января, Связи со СМИ |; 201521 июля; 2015 г. (27 января 2015 г.). «Нобелевский лауреат и изобретатель лазера Чарльз Таунс умер в возрасте 99 лет». Новости Беркли. Получено 13 ноября, 2020.CS1 maint: числовые имена: список авторов (ссылка на сайт)
  35. ^ «Изобретатель лазерных штампов». Время. Получено 12 ноября, 2020.
  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 году)». Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 13 ноября, 2020.
  37. ^ Бойд, Роберт (март 2015). "Чарльз Х. Таунс (1915–2015)". Природа. 519 (7543): 292–292. Дои:10.1038 / 519292a. ISSN  1476-4687.
  38. ^ "Книга членов, 1780–2010: Глава T" (PDF). Американская академия искусств и наук. Получено 7 апреля, 2011.
  39. ^ "Премия Комстока по физике". Национальная академия наук. Архивировано из оригинал 16 февраля 2014 г.. Получено 26 февраля, 2014.
  40. ^ «Премия Мемориала Рихтмайера». Американская ассоциация учителей физики. Получено 28 января, 2015.
  41. ^ «Премия Джона Дж. Карти за развитие науки». Национальная академия наук. Архивировано из оригинал 29 декабря 2010 г.. Получено 13 февраля, 2011.
  42. ^ "Золотые медали Американской академии достижений". www.achievement.org.
  43. ^ Редактор ÖGV. (2015). Медаль Вильгельма Экснера. Австрийская торговая ассоциация. ÖGV. Австрия.

внешняя ссылка