Charles H. Townes

बीवर ने खरगोश से Hoover Dam को देखते हुए कहा: नहीं, मैंने इसे स्वयं नहीं बनाया, लेकिन यह मेरे एक विचार पर आधारित है

Charles Hard Townes एक अमेरिकी भौतिकविद् थे। Townes ने maser के सिद्धांत और अनुप्रयोग पर काम किया, जिसके लिए उन्हें मौलिक पेटेंट प्राप्त हुआ। उनके क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स में अन्य कार्य maser और laser उपकरणों दोनों से संबंधित था। 1964 में उन्होंने Nikolay Basov और Alexander Prokhorov के साथ भौतिकी में नोबेल पुरस्कार साझा किया। Townes संयुक्त राज्य सरकार के सलाहकार थे, और Harry Truman 1945 से Bill Clinton 1999 तक हर अमेरिकी राष्ट्रपति से मिले।

उन्होंने Apollo चंद्र लैंडिंग कार्यक्रम के लिए यूएस सरकार विज्ञान और प्रौद्योगिकी सलाहकार समिति का निर्देशन किया। 1967 में University of California, Berkeley के प्रोफेसर बनने के बाद, उन्होंने एक खगोल भौतिकी कार्यक्रम शुरू किया जिसने कई महत्वपूर्ण खोजें कीं, उदाहरण के लिए, Milky Way आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल।

Townes धार्मिक थे और विश्वास करते थे कि विज्ञान और धर्म ब्रह्मांड की प्रकृति और उद्देश्य की बेहतर समझ प्रदान करने के लिए अभिसरण कर रहे हैं।

प्रारंभिक जीवन

जातीय रूप से जर्मन के साथ-साथ काफी हद तक जातीय स्कॉटिश, अंग्रेजी, वेल्श, Huguenot फ्रेंच और Scotch Irish वंशानुक्रम, Townes का जन्म Greenville, South Carolina में हुआ था, वह Henry Keith Townes 1876–1958, एक वकील, और Ellen Sumter Townes née Hard; 1881–1980 के पुत्र थे। उन्होंने Furman University में भौतिकी में B.S. और आधुनिक भाषाओं में B.A. अर्जित किया, जहां वह 1935 में स्नातक हुए। Townes ने 1937 में Duke University में भौतिकी में Master of Arts की डिग्री के लिए काम पूरा किया, और फिर California Institute of Technology में स्नातक स्कूल शुरू किया, जहां से उन्हें 1939 में Ph.D. की डिग्री प्राप्त हुई। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, उन्होंने Bell Labs में रडार बमबारी प्रणालियों पर काम किया।

कैरियर और अनुसंधान

1950 में, Townes को Columbia University में प्रोफेसर नियुक्त किया गया। उन्होंने 1950 से 1952 तक Columbia Radiation Laboratory के Executive Director के रूप में कार्य किया। वह 1952 से 1955 तक Physics Department के Chairman थे।

1951 में, Townes ने सुसंगत विकिरण की तीव्र, सटीक किरणें बनाने का एक नया तरीका conceived किया, जिसके लिए उन्होंने maser के लिए acronym का आविष्कार किया जिसका अर्थ है Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation। जब एक ही सिद्धांत को उच्च आवृत्तियों पर लागू किया गया, तो laser शब्द का उपयोग किया गया जहां "light" शब्द ने "microwave" शब्द को प्रतिस्थापित किया।

1953 के दौरान, Townes, James P. Gordon, और Herbert J. Zeiger ने Columbia University में पहला ammonia maser बनाया। इस उपकरण ने लगभग 24.0 gigahertz की आवृत्ति पर माइक्रोवेव के amplification का उत्पादन करने के लिए ऊर्जान्वित ammonia अणुओं की एक धारा में stimulated emission का उपयोग किया।

1959 से 1961 तक, वह Washington, D.C. में Institute for Defense Analyses के Vice President और Research के Director के रूप में सेवा करने के लिए Columbia University से अवकाश पर थे, एक nonprofit संगठन, जो U.S. सरकार को सलाह देता था और ग्यारह विश्वविद्यालयों द्वारा संचालित किया जाता था। 1961 और 1967 के बीच, Townes ने Massachusetts Institute of Technology में Provost और Physics के Professor दोनों के रूप में कार्य किया। फिर, 1967 के दौरान, उन्हें University of California, Berkeley में Physics के Professor के रूप में नियुक्त किया गया, जहां वह लगभग 50 वर्षों तक रहे; 2015 में उनकी मृत्यु के समय उनकी स्थिति professor emeritus थी। 1966 और 1970 के बीच, वह Apollo चंद्र लैंडिंग कार्यक्रम के लिए NASA Science Advisory Committee के chairman थे।

maser के निर्माण के लिए, Townes ने Nikolay Basov और Alexander Prokhorov के साथ 1964 नोबेल Prize in Physics प्राप्त किया। Townes ने astronomy के लिए masers और lasers के उपयोग को भी विकसित किया, उस टीम का हिस्सा था जिसने अंतरिक्ष में जटिल अणुओं की पहली खोज की, और Milky Way आकाशगंगा के केंद्र में supermassive ब्लैक होल के द्रव्यमान को निर्धारित किया।

2002–2003 के दौरान, Townes ने Germany में Karl Schwarzschild Lecturer और India में Birla Lecturer और Schroedinger Lecturer के रूप में कार्य किया।

Townes भौतिकी में नोबेल पुरस्कार के 20 अमेरिकी प्राप्तकर्ताओं में से एक हैं जिन्होंने May 2008 में President George W. Bush को संबोधित एक पत्र पर हस्ताक्षर किए, जिसमें उन्हें "Fiscal Year 2008 Omnibus Appropriations Bill में मूल विज्ञान अनुसंधान को किए गए नुकसान को reverse करने" के लिए कहा गया था। Department of Energy के Office of Science, National Science Foundation, और National Institute of Standards and Technology के लिए अतिरिक्त emergency funding की अनुरोध करके।

खगोल भौतिकी

Galactic center

Milky Way के केंद्र ने लंबे समय से खगोलविदों को confuse किया है, और गहरी dust इसके दृश्यमान प्रकाश के दृष्टिकोण को अस्पष्ट करती है। 1970 के mid to late दशक में, Townes ने Eric Wollman, John Lacy, Thomas Geballe और Fred Baas के साथ Sagittarius A, galactic center में H II region का अवरक्त wavelengths पर अध्ययन किया। उन्होंने ionized neon gas को ऐसे velocities पर केंद्र के चारों ओर swirling करते देखा कि बहुत केंद्र में द्रव्यमान लगभग 3 मिलियन suns के बराबर होना चाहिए। ऐसा बड़ा द्रव्यमान ऐसी छोटी जगह में implied करता है कि central object radio source Sagittarius A* एक supermassive black hole contain करता है। Sagittarius A* पहले detected black holes में से एक था; subsequently इसके द्रव्यमान को अधिक accurately 4.3 million solar masses निर्धारित किया गया है।

तारों के आकार और आकृतियां

Townes की अंतिम major technological creation Walt Fitelson, Ed Wishnow और अन्य लोगों के साथ Infrared Spatial Interferometer थी। परियोजना ने तीन mobile infrared detectors को combine किया जो lasers द्वारा aligned थे जो एक ही star का अध्ययन करते हैं। यदि प्रत्येक telescope दूसरे से 10 मीटर दूर है, तो यह एक 30-मीटर lens का impression बनाता है। Betelgeuse, constellation Orion के shoulder में एक red giant की observations से पता चला है कि यह 1% प्रति वर्ष, 15 वर्षों में 15% की दर से बढ़ रहा है और घट रहा है। ISI बेहद high angular और spatial resolution produce करता है। यह तकनीक Dan Werthimer के Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) के साथ सहयोग में extraterrestrial life की खोज में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही है।

व्यक्तिगत जीवन और विरासत

Townes ने 1941 में Frances H. Brown से विवाह किया, जो homeless के लिए एक activist हैं। वे Berkeley, California में रहते थे और उनकी चार बेटियां थीं, Linda Rosenwein, Ellen Anderson, Carla Kessler, और Holly Townes।

एक धार्मिक व्यक्ति और United Church of Christ के सदस्य, Townes विश्वास करते थे कि "विज्ञान और धर्म काफी समानांतर हैं, अधिकांश लोगों की तुलना में बहुत अधिक समान हैं और दीर्घावधि में, उन्हें अभिसरण करना चाहिए"। उन्होंने 2005 के दौरान Templeton Prize जीतने के बाद एक statement में लिखा: "विज्ञान यह समझने की कोशिश करता है कि हमका ब्रह्मांड कैसा है और यह कैसे काम करता है, हम मनुष्य सहित। धर्म हमारे ब्रह्मांड के उद्देश्य और अर्थ को समझने का लक्ष्य रखता है, हमने अपने जीवन सहित। यदि ब्रह्मांड का उद्देश्य या अर्थ है, तो यह इसकी संरचना और कार्यप्रणाली में, और इसलिए विज्ञान में प्रतिबिंबित होना चाहिए।"

विज्ञान और धर्म

विज्ञान और धर्म के बारे में Townes की राय उनके essays "The Convergence of Science and Religion", "Logic and Uncertainties in Science and Religion", और उनकी किताब Making Waves में व्यक्त की गई थी। Townes को लगता था कि प्रकृति की सुंदरता "स्पष्ट रूप से God-made" है और कि भगवान ने मनुष्य को उभरने और flourish करने के लिए ब्रह्मांड का निर्माण किया। 

वह हर दिन प्रार्थना करते थे और अंततः महसूस करते थे कि धर्म विज्ञान से अधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सबसे महत्वपूर्ण long-range प्रश्न को address करता है: हमारे जीवन का अर्थ और उद्देश्य। विज्ञान और धर्म के अभिसरण में Townes का विश्वास दावा किए गए similarities पर आधारित है:

1. विश्वास। Townes ने argued किया कि वैज्ञानिक के पास एक धार्मिक व्यक्ति की तरह विश्वास है, जो उसे/उसे एक अनिश्चित परिणाम के लिए वर्षों तक काम करने की अनुमति देता है।
2. Revelation। Townes ने दावा किया कि कई महत्वपूर्ण वैज्ञानिक खोजें, जैसे कि उनका maser/laser का आविष्कार, एक "flash" के रूप में हुई जो data interpreting करने की तुलना में धार्मिक revelation के अधिक समान है।
3. Proof। इस सदी के दौरान गणितज्ञ Godel ने खोज की कि वैज्ञानिक अर्थ में कोई absolute proof नहीं हो सकता है। प्रत्येक proof को assumptions के एक set की आवश्यकता होती है, और यह जांचने का कोई तरीका नहीं है कि क्या ये assumptions self-consistent हैं क्योंकि अन्य assumptions की आवश्यकता होगी।
4. Uncertainty। Townes का विश्वास था कि हमें भविष्य में विज्ञान और धर्म की बेहतर समझ के लिए open-minded होना चाहिए। इसके लिए हमें अपने theories को modify करना होगा, लेकिन उन्हें abandon नहीं करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 20वीं सदी की शुरुआत में physics काफी हद तक deterministic था। लेकिन जब वैज्ञानिकों ने quantum mechanics का अध्ययन करना शुरू किया तो उन्हें realize हुआ कि indeterminism और chance हमारे ब्रह्मांड में एक भूमिका निभाते हैं। Classical physics और quantum mechanics दोनों सही हैं और अपने स्वयं के bailiwicks के भीतर अच्छी तरह से काम करते हैं, और छात्रों को सिखाया जाना जारी है। इसी तरह, Townes को विश्वास है कि धार्मिक समझ की वृद्धि modify करेगी, लेकिन हमें अपने classic religious beliefs को abandon नहीं करेगी।

Death

Townes steady रूप से UCB campus पर सक्रिय रहे, 99 वीं जन्मदिन के बाद regularly physics department या Space Sciences Laboratory में visit और काम कर रहे थे और केवल उनकी मृत्यु से कुछ महीने पहले। Townes का स्वास्थ्य decline होना शुरू हुआ, और वह Oakland, California में 99 वर्ष की आयु में, January 27, 2015 को अस्पताल के रास्ते में मर गए। "वह पिछली सदी के सबसे महत्वपूर्ण experimental physicists में से एक थे," Berkeley के physics के professor Reinhard Genzel ने Townes के बारे में कहा। "उनकी ताकत उनकी curiosity और उनका unshakable optimism था, जो उनकी गहरी Christian spirituality पर आधारित था।"