Charles H. Townes - Charles H. Townes
Charles Townes | |
---|---|
![]() | |
narozený | Charles Hard Townes 28. července 1915 |
Zemřel | 27. ledna 2015 Oakland v Kalifornii, USA | (ve věku 99)
Národnost | americký |
Alma mater |
|
Známý jako | Lasery |
Manžel (y) | Frances Brown (m. 1941–2015) |
Ocenění |
|
Vědecká kariéra | |
Pole | Fyzika |
Instituce | |
Teze | Koncentrace těžkého izotopu uhlíku a měření jeho jaderného spinu (1939) |
Doktorský poradce | William Smythe |
Doktorandi |
Charles Hard Townes (28. července 1915 - 27. ledna 2015) byl Američan fyzik.[4][5] Townes pracoval na teorii a aplikaci maser, za kterou získal základní patent, a další práce v kvantová elektronika spojené s maserem i laser zařízení.[6][7][8][9][10][11][12][13][14] Sdílel 1964 Nobelova cena za fyziku s Nikolay Basov a Alexander Prokhorov.[3][15][16] Townes byl poradcem vlády Spojených států a setkal se s každým americkým prezidentem od Harryho Trumana (1945) po Billa Clintona (1999).
Řídil americký vládní poradní výbor pro vědu a technologii pro program přistání na Měsíci. Poté, co se v roce 1967 stal profesorem na Kalifornské univerzitě v Berkeley, zahájil astrofyzikální program, který přinesl několik důležitých objevů, například Černá díra ve středu mléčná dráha galaxie.
Townes byl náboženský[17] a věřil, že věda a náboženství se sbližují, aby poskytly lepší pochopení podstaty a účelu vesmíru.
Časný život
Etnického Němce a také hodně etnických skotských, anglických, velšských, hugenotských francouzských a skotských irských předků,[18] Townes se narodil v roce Greenville, Jižní Karolína, syn právníka Henryho Keitha Townese (1876–1958), a Ellen Sumter Townesové (rozená Hard; 1881–1980).[19] Získal titul B.S. ve fyzice a B.A. v moderních jazycích na Furmanská univerzita, kde absolvoval v roce 1935.[4] Townes dokončila práce pro Master of Arts titul z fyziky na Duke University během roku 1937,[20] a pak začal postgraduální studium na Kalifornský technologický institut, od kterého získal titul Ph.D. stupně v roce 1939.[21] V době druhá světová válka, pracoval na radarových bombardovacích systémech v Bell Labs.[3][4]
Kariéra a výzkum
V roce 1950 byl Townes jmenován profesorem na Columbia University.[4] V letech 1950 až 1952 působil jako výkonný ředitel Columbia Radiation Laboratory. V letech 1952 až 1955 byl předsedou fyzikálního oddělení.[4]
Externí zvuk | |
---|---|
![]() |
V roce 1951 vymyslel Townes nový způsob vytváření intenzivních a přesných paprsků koherentní záření, pro kterou vymyslel zkratku maser (pro mikrovlnné zesílení stimulovanou emisí záření). Když byl stejný princip aplikován na vyšší frekvence, termín laser bylo použito (slovo „light“ nahrazující slovo „mikrovlnná trouba“).[22]
V průběhu roku 1953, Townes, James P. Gordon, a Herbert J. Zeiger postavil první čpavkový masér v Columbia University.[4] Toto zařízení používalo stimulovanou emisi v proudu pod napětím amoniak molekuly k produkci amplifikace mikrovlny s frekvencí asi 24,0gigahertz.[4]
Od roku 1959 do roku 1961 byl na dovolené na Kolumbijské univerzitě, aby sloužil jako viceprezident a ředitel výzkumu Institut pro obranné analýzy ve Washingtonu, neziskové organizaci, která poskytovala poradenství vládě USA a provozovala ji jedenáct univerzit.[4] V letech 1961 až 1967 působil Townes jako probošt a profesor fyziky na Massachusetts Institute of Technology.[4] V roce 1967 byl poté jmenován profesorem fyziky na Kalifornská univerzita v Berkeley, kde pobýval téměř 50 let; v době jeho smrti v roce 2015 byl jeho emeritním profesorem.[4] V letech 1966 až 1970 byl předsedou NASA Vědecký poradní výbor pro Apollo lunární přistávací program.
Pro jeho vytvoření masera, Townes spolu s Nikolay Basov a Alexander Prokhorov obdržel 1964 Nobelova cena za fyziku.[4] Townes také vyvinul použití maserů a laserů pro astronomie, byl součástí týmu, který jako první objevil složité molekuly ve vesmíru a určil jejich hmotnost supermasivní černá díra ve středu mléčná dráha galaxie.[23][24][25][26][27]
V letech 2002–2003 působil Townes jako lektor Karla Schwarzschilda v Německo a lektorka Birla a lektorka Schroedinger v Indie.[4]
Townes je jedním z 20 amerických příjemců Nobelovy ceny za fyziku, kteří podepsali dopis adresovaný prezidentovi George W. Bush v květnu 2008 a vyzval jej, aby „zvrátil škody na základním vědeckém výzkumu ve fiskálním roce 2008 souhrnných rozpočtových prostředků“ tím, že požádal o další mimořádné financování Ministerstvo energetiky Je Office of Science, Národní vědecká nadace a Národní institut pro standardy a technologie.[28]
Astrofyzika
Galaktické centrum
Střed Mléčné dráhy dlouho mátl astronomy a hustý prach zakrýval výhled na něj ve viditelném světle. V polovině 70. let studovali Townes společně s Ericem Wollmanem, Johnem Lacym, Thomasem Geballem a Fredem Baasem Střelec A, H II region v galaktickém středu, na infračervených vlnových délkách. Pozorovali ionizované neon plyn vířící kolem středu při takových rychlostech, že hmota v samém středu musí být přibližně stejná jako u 3 milionů sluncí.[29] Tak velká hmota v tak malém prostoru znamenala, že centrální objekt (rádiový zdroj Střelec A * ) obsahuje supermasivu Černá díra. Sagittarius A * byl jednou z prvních detekovaných černých děr; následně byla její hmotnost přesněji stanovena na 4,3 milionu hmotností Slunce.
Tvary a velikosti hvězd
Posledním významným technologickým výtvorem Townes byl Infračervený prostorový interferometr s Waltem Fitelsonem, Edem Wishnowem a dalšími. Projekt kombinoval tři mobilní infračervené detektory zarovnané lasery, které studují stejnou hvězdu. Pokud je každý dalekohled 10 metrů od druhého, vytváří dojem 30metrového objektivu.[30] Připomínky Betelgeuse, červený obr v rameni souhvězdí Orion, zjistil, že se zvětšuje a zmenšuje ve výši 1% ročně, 15% za 15 let. ISI produkuje extrémně vysoko hranatý a prostorové rozlišení. Tato technologie také hraje důležitou roli při hledání mimozemského života ve spolupráci s Dan Werthimer z Hledejte mimozemskou inteligenci (SETI).[Citace je zapotřebí ]
Osobní život a dědictví

Townes se oženil s Frances H. Brownovou, aktivistkou za bezdomovce,[31] během roku 1941. Bydleli v Berkeley, Kalifornie a měl čtyři dcery, Lindu Rosenweinovou, Ellen Andersonovou, Carlu Kesslerovou a Holly Townesovou.[4]
Věřící muž a člen United Church of Christ, Townes věřil, že „věda a náboženství [jsou] zcela paralelní, mnohem podobnější, než si většina lidí myslí, a že z dlouhodobého hlediska se musí sblížit“.[32] Ve svém prohlášení po získání ceny Templeton v roce 2005 napsal: „Věda se snaží pochopit, jaký je náš vesmír a jak funguje, včetně nás lidí. Náboženství je zaměřeno na pochopení účelu a smyslu našeho vesmíru, včetně našich vlastních životů. Pokud má vesmír účel nebo význam, musí se to odrazit v jeho struktuře a fungování, a tedy ve vědě. ““[33]
Věda a náboženství
Názory Townes na vědu a náboženství byly vysvětleny v jeho esejích „Konvergence vědy a náboženství“, „Logika a nejistoty ve vědě a náboženství“ a jeho knize Vytváření vln. Townes cítil, že krása přírody je „zjevně stvořena Bohem“ a že Bůh stvořil vesmír, aby lidé mohli vzkvétat a vzkvétat. Modlil se každý den a nakonec cítil, že náboženství je důležitější než věda, protože se zaměřuje na nejdůležitější otázku dlouhého dosahu: smysl a účel našeho života. Townesova víra v sbližování vědy a náboženství je založena na domnělých podobnostech:
- Víra. Townes tvrdil, že vědec má víru podobně jako věřící, což mu umožňuje roky pracovat na nejistém výsledku.
- Zjevení. Townes tvrdil, že mnoho důležitých vědeckých objevů, stejně jako jeho vynález maser / laser, se odehrálo jako „záblesk“ mnohem více podobný náboženskému zjevení než interpretaci dat.
- Důkaz. Během tohoto století matematik Godel objevil, že ve vědeckém smyslu nemůže existovat absolutní důkaz. Každý důkaz vyžaduje soubor předpokladů a neexistuje způsob, jak zkontrolovat, zda jsou tyto předpoklady konzistentní, protože by byly vyžadovány jiné předpoklady.
- Nejistota. Townes věřil, že bychom v budoucnu měli mít otevřenou mysl k lepšímu porozumění vědě a náboženství. To bude vyžadovat, abychom naše teorie upravili, ale neopustili je. Například na počátku 20. století byla fyzika do značné míry deterministická. Ale když vědci začali studovat kvantovou mechaniku, uvědomili si, že v našem vesmíru hraje roli neurčitost a náhoda. Jak klasická fyzika, tak kvantová mechanika jsou správné a fungují dobře v rámci vlastního bailiwicku a nadále se učí studenty. Podobně Townes věří, že růst náboženského porozumění pozmění, ale nenechá nás opustit naše klasické náboženské víry.
Smrt
Townes trvale působil v areálu UCB, pravidelně navštěvoval a pracoval na katedře fyziky nebo v Laboratoři vesmírných věd kolem svých 99. narozenin a jen několik měsíců před svou smrtí.[34] Zdraví Townes začalo upadat a zemřel ve věku 99 let Oakland v Kalifornii, na cestě do nemocnice 27. ledna 2015,[35][36][37] „Byl jedním z nejdůležitějších experimentálních fyziků minulého století,“ řekl o Townesovi Reinhard Genzel, profesor fyziky v Berkeley. „Jeho silou byla jeho zvědavost a jeho neotřesitelný optimismus, založený na jeho hlubokém křesťanském duchovnu.“[33]
Vybrané publikace
Práce Townes byla široce publikována v knihách a recenzovaných článcích v časopisech,[16] počítaje v to:
- Gordon, J .; Zeiger, H .; Townes, Charles (1955). „Maser - nový typ mikrovlnného zesilovače, frekvenčního standardu a spektrometru“. Fyzický přehled. 99 (4): 1264–1274. Bibcode:1955PhRv ... 99,1264G. doi:10.1103 / PhysRev.99.1264.
- Shimoda, K .; Wang, T .; Townes, Charles (1956). „Další aspekty teorie Masera“. Fyzický přehled. 102 (5): 1308–1321. Bibcode:1956PhRv..102.1308S. doi:10.1103 / PhysRev.102.1308.
- Schawlow, Arthur; Townes, Charles (1958). „Infračervené a optické maséry“. Fyzický přehled. 112 (6): 1940–1949. Bibcode:1958PhRv..112.1940S. doi:10.1103 / PhysRev.112.1940.
- Townes, Charles (1999). Jak se laser stal: Dobrodružství vědce. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-512268-8.
- Townes, Charles; Schawlow, Arthur (1955). Mikrovlnná spektroskopie. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-065095-4.
- Townes, Charles (1995). Vytváření vln. Příroda. 432. Americký institut fyziky Press. str.153. doi:10.1038 / 432153a. ISBN 978-1-56396-381-0. PMID 15538346. S2CID 4427024.
Ceny a vyznamenání


Townes byl široce uznáván pro svou vědeckou práci a vedení.
- 1956 - zvolen řádným členem Národní akademie věd.
- 1957 - zvolen za člena Americká akademie umění a věd.[38]
- 1958 - oceněn Cena Comstock za fyziku z Národní akademie věd.[39]
- 1959 - oceněn Richtmyer Memorial Award od Americké asociace učitelů fyziky.[40]
- 1961 - udělen titul David Sarnoff Cena za elektroniku udělená Institute of Electrical and Electronics Engineers a Rumfordova cena uděluje Americká akademie umění a věd.
- 1962 - The Cena Johna J. Cartyho za rozvoj vědy dané Národní akademií věd.[41]
- 1962 — Stuart Ballantine medaile dána Franklinův institut.
- 1963 — Mladá medaile a cena, za význačný výzkum v oblasti optika předložený Fyzikální ústav.
- 1964 — Nobelova cena za fyziku s Nikolay Basov a Aleksandr Prochorov za příspěvky k základní práci v kvantové elektronice vedoucí k vývoji maserů a laserů.
- 1969 - Cena Zlatého talíře Americká akademie úspěchu.[42]
- 1970 — Medaile Wilhelma Exnera.[43]
- 1976 - zvolen zahraničním členem Královské společnosti (ForMemRS)[2]
- 1979 - byl mu udělen titul Niels Bohr mezinárodní medaile za příspěvky k mírovému využívání atomové energie.
- 1980 - Townes byl uveden jeho domovským státem do Jižní Karolína Hall of Science and Technology, a byl také oceněn v Jižní Karolíně Hall of Science and Technology Citation.
- 1982 - Získal Národní medaile vědy, předložený prezidentem Ronald Reagan.
- 1983 - jmenován do Papežská akademie věd.
- 1994 - zvolen zahraničním členem Ruská akademie věd.
- 1996 - oceněn Medaile Frederic Ives podle Optická společnost Ameriky
- 1997 — Jansky přednáška před Národní radioastronomická observatoř
- 1998 - oceněn Přednáška Henryho Norrise Russella podle Americká astronomická společnost.
- 2000 - oceněn Zlatá medaile Lomonosov podle Ruská akademie věd.
- 2003 - uděleno ocenění Telluride Tech Festival Award of Technology v Telluride, Colorado.
- 2004 - oceněn Italská společnost optiky a fotoniky (SIOF) Medaile „Galileo“.
- 2005 - oceněn Templetonova cena pro „Pokrok směrem k výzkumu nebo objevům o duchovních realitách.“
- Byl také oceněn medailonem LeConte.
- 2006 - Spolu s spolupracovníkem Raj Reddy, Townes byl oceněn Cena Vannevar Bush za celoživotní příspěvky a státnictví pro vědu
- 2008 - 24. května obdržel Townes čestný doktorát humánních dopisů od University of Redlands.
- 2010 — Zlatá medaile SPIE
- 2011 - 14. května obdržel Townes čestný doktorát věd od Texas A&M University.
- 2012 - oceněn Cena Zlatá husa pro výzkum financovaný vládou s neočekávanými aplikacemi.
- 2012 - oceněn Medaile Nancy DeLoye Fitzroyové a Rolanda V. Fitzroye z Americká společnost strojních inženýrů
Reference
- ^ Charles Hard Townes abgerufen am 29. Juli 2020 in Wilhelmexner.org
- ^ A b „Profesor Charles Townes ForMemRS, zahraniční člen“. Londýn: královská společnost. Archivovány od originál dne 14. března 2016.
- ^ A b C Boyd, Robert (2015). „Dr. Charles H. Townes (1915–2015) Laserový spoluvynálezce, astrofyzik a americký prezidentský poradce“. Příroda. 519 (7543): 292. Bibcode:2015 Natur.519..292B. doi:10.1038 / 519292a. PMID 25788091.
- ^ A b C d E F G h i j k l m „Charles H. Townes - životopisný“. Nobelprize.org. 2006. Citováno 29. července 2014.
- ^ Personál. „About Charles Townes - Charles H. Townes Lecture Series“. www.furman.edu. Furmanská univerzita. Citováno 1.května, 2020.
- ^ Bertolotti, Mario (2004). Historie laseru. Taylor & Francis. ISBN 978-0-7503-0911-0.
- ^ Bromberg, Joan (1991). Laser v Americe, 1950–1970. MIT Stiskněte. ISBN 978-0-585-36732-3.
- ^ Chiao, Raymond, ed. (1996). Úžasné světlo: svazek věnovaný Charlesi Hard Townesovi k jeho 80. narozeninám. Springer. ISBN 978-0-387-94658-0.
- ^ Chiao, Raymond, ed. (2005). Vize objevu: Nové světlo fyziky, kosmologie a vědomí, svazek věnovaný Charlesi Hard Townesovi k jeho 90. narozeninám. Cambridge. ISBN 978-0-521-88239-2.
- ^ Haynie, Rachel (2014). Nejprve prozkoumáte: Příběh mladého Charlese Townese (Young Palmetto Books). University of South Carolina Press. ISBN 978-1-61117-343-7.
- ^ Hecht, Jeff (2005). Beam: The Race to Make the Laser. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-514210-5.
- ^ Hecht, Jeff (1991). Průkopníci laseru. Akademický tisk. ISBN 978-0-12-336030-4.
- ^ Taylor, Nick (2000). Laser: Vynálezce, laureát Nobelovy ceny a třicetiletá patentová válka. Simon & Schuster. ISBN 978-0-684-83515-0.
- ^ Townes, Frances (2007). Nehody manželky vědce. Regent Press. ISBN 978-1-58790-128-7.
- ^ „Laureát Nobelovy ceny a vynálezce laseru, Charles Hard Townes, zemřel ve věku 99 let“. Berkeley.edu. 27. ledna 2015. Citováno 27. ledna 2015.
- ^ A b Publikace Charlese H. Townese indexováno podle Scopus bibliografická databáze. (vyžadováno předplatné)
- ^ Riess, Suzanne B. (1992). „A Life in Physics: Bell Telephone Laboratories and World War II; Columbia University and the Laser; MIT and Government Service; California and Research in Astrophysics“. Kalifornská digitální knihovna.
- ^ Aaserud, Finn (20. května 1987) Rozhovor s Charlesem Townesem. Americký fyzikální institut
- ^ Stephen Farnsworth (10. září 2010). „Pozoruhodné Jižní Karolíny - Dr. Charles Hard Townes“. Indigobluesc.com. Archivovány od originál 23. října 2013. Citováno 22. října 2013.
- ^ „Charles Townes“. Pole současných amerických fyziků. Archivovány od originál 23. února 2016. Citováno 30. prosince 2015.
- ^ Townes, Charles (1939). Koncentrace těžkého izotopu uhlíku a měření jeho jaderného spinu (Disertační práce). Caltech.
- ^ Townes, Charles (2002). Jak se stal lazer. Oxford University Press. ISBN 978-0195153767.
- ^ „Laserový vynálezce Charles Townes umírá“. Opatrovník. 29. ledna 2015.
- ^ Chiao, R .; Garmire, E .; Townes, C. (1964). "Vlastní zachycení optických paprsků". Dopisy o fyzické kontrole. 13 (15): 479–482. Bibcode:1964PhRvL..13..479C. doi:10.1103 / PhysRevLett.13.479.
- ^ Schawlow, A .; Townes, C. (1958). „Infračervené a optické maséry“. Fyzický přehled. 112 (6): 1940–1949. Bibcode:1958PhRv..112.1940S. doi:10.1103 / PhysRev.112.1940.
- ^ Autler, S .; Townes, C. (1955). "Stark Effect in Rapidly Varing Fields". Fyzický přehled. 100 (2): 703–722. Bibcode:1955PhRv..100..703A. doi:10.1103 / PhysRev.100.703.
- ^ Danchi, W. C .; Bester, M .; Degiacomi, C. G .; Greenhill, L. J .; Townes, C. H. (1994). "Vlastnosti prachových granátů kolem 13 hvězd pozdního typu". Astronomický deník. 107: 1469. Bibcode:1994AJ .... 107.1469D. doi:10.1086/116960.
- ^ „Dopis amerických laureátů Nobelovy ceny za fyziku“ (PDF). pppl.gov. 6. května 2008.
- ^ Genzel, R; Hollenbach, D; Townes, CH (1. května 1994). „Jádro naší Galaxie“. Zprávy o pokroku ve fyzice. 57 (5): 417–479. Bibcode:1994RPPh ... 57..417G. doi:10.1088/0034-4885/57/5/001. ISSN 0034-4885.
- ^ „Infračervený prostorový interferometr UC Berkeley“. isi.ssl.berkeley.edu. U. Berkeley. 10. června 2009. Archivovány od originál dne 15. prosince 2007. Citováno 1.května, 2020.
- ^ „Oslava 100. narozenin Frances H. Townesové“. Umělecká díla pro mládež. 16. ledna 2016. Citováno 14. března 2016.
- ^ Harvardský věstník 16. června 2005 Laserův vynálezce předpovídá setkání vědy a náboženství
- ^ A b Henry, David (28. ledna 2015). „Průkopník laseru Jamese Bonda, umírá v 99 letech“. Bloomberg. Citováno 22. července 2015.
- ^ S, Robert; ERS; 27. ledna, vztahy s médii |; 2015 21. července; 2015 (27. ledna 2015). „Laureát Nobelovy ceny a vynálezce laseru Charles Townes zemřel ve věku 99 let“. Berkeley News. Citováno 13. listopadu 2020.CS1 maint: číselné názvy: seznam autorů (odkaz)
- ^ „Vynálezce laserových nástrojů“. Čas. Citováno 12. listopadu 2020.
- ^ McFadden, Robert D. (28. ledna 2015). „Charles H. Townes, který v každodenním životě vydláždil cestu laseru, zemřel na 99 let (publikováno 2015)“. The New York Times. ISSN 0362-4331. Citováno 13. listopadu 2020.
- ^ Boyd, Robert (březen 2015). „Charles H. Townes (1915–2015)“. Příroda. 519 (7543): 292–292. doi:10.1038 / 519292a. ISSN 1476-4687.
- ^ „Kniha členů, 1780–2010: kapitola T“ (PDF). Americká akademie umění a věd. Citováno 7. dubna 2011.
- ^ „Cena Comstock za fyziku“. Národní akademie věd. Archivovány od originál dne 16. února 2014. Citováno 26. února 2014.
- ^ „Richtmyerova pamětní cena“. Americká asociace učitelů fyziky. Citováno 28. ledna 2015.
- ^ „Cena Johna J. Cartyho za rozvoj vědy“. Národní akademie věd. Archivovány od originál 29. prosince 2010. Citováno 13. února 2011.
- ^ „Ocenění Golden Plate of the American Academy of Achievement“. www.achievement.org.
- ^ Editor, ÖGV. (2015). Medaile Wilhelma Exnera. Rakouské obchodní sdružení. ÖGV. Rakousko.
externí odkazy
- Charles Townes Oral History part 1 Dětství, vysoká škola, přehled kariéry, Zaznamenáno v IEEE History Center, srpen 1991, vyvoláno 1. května 2015
- Charles Townes Oral History část 2 Studie na Caltech a práce v Bell Labs v předvečer druhé světové války, zaznamenané v IEEE History Center, září 1992, vyvoláno 1. května 2015
- Učební projekt[trvalý mrtvý odkaz ] Charles Hard Townes, fyzik, astronom, univerzitní profesor. Rozhovor pro The Learning Project: Views of Authentic Learning, červen 2005
- Charles H. Townes, Ph.D., biografie a rozhovor s Americká akademie úspěchu
- Charles H. Townes na Nobelprize.org
včetně Nobelovy přednášky, 11. prosince 1964 Produkce koherentního záření atomy a molekulami