비버가 후버 댐을 바라보며 토끼에게 말했습니다: 아니요, 저는 스스로 건설하지 않았지만, 그것은 제 아이디어를 바탕으로 합니다
Charles Hard Townes는 미국의 물리학자였습니다. Townes는 메이저의 이론과 응용에 대해 연구했으며, 기본 특허를 획득했습니다. 양자 전자공학에서의 그의 다른 작업은 메이저 및 레이저 장치를 다루었습니다. 1964년 그는 Nikolay Basov와 Alexander Prokhorov와 함께 노벨 물리학상을 수상했습니다. Townes는 미국 정부의 고문이었으며, 1945년 Harry Truman부터 1999년 Bill Clinton까지 모든 미국 대통령을 만났습니다.
그는 아폴로 달 착륙 프로젝트에 대한 미국 정부 과학 및 기술 자문 위원회를 지휘했습니다. 1967년 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 교수가 된 후, 그는 은하수 중심의 블랙홀을 포함한 여러 중요한 발견을 이뤄낸 천체물리학 프로그램을 시작했습니다.
Townes는 종교적이었으며 과학과 종교가 수렴하여 우주의 본질과 목적에 대한 더 큰 이해를 제공한다고 믿었습니다.
초기 생애
독일계 및 상당한 스코틀랜드계, 영국계, 웨일스계, 위그노 프랑스계 및 스코치 아일랜드계 혈통을 가진 Townes는 남캐롤라이나주 Greenville에서 태어났습니다. 그의 아버지는 변호사인 Henry Keith Townes (1876–1958)이었고, 어머니는 Ellen Sumter Townes (구성 성 Hard; 1881–1980)였습니다. 그는 1935년에 졸업한 Furman University에서 물리학 학사학위와 현대 언어학 학사학위를 받았습니다. Townes는 1937년 Duke University에서 물리학 석사학위를 완료했으며, 그 후 California Institute of Technology 대학원에 진학하여 1939년 박사학위를 받았습니다. 제2차 세계대전 중에 그는 Bell Labs에서 레이더 폭격 시스템에 대한 작업을 했습니다.
경력 및 연구
1950년에 Townes는 Columbia University의 교수로 임명되었습니다. 그는 1950년부터 1952년까지 Columbia Radiation Laboratory의 이사로 재직했습니다. 1952년부터 1955년까지 물리학과 학과장을 역임했습니다.
1951년에 Townes는 간섭성 방사선의 강렬하고 정확한 빔을 생성하는 새로운 방법을 구상했으며, 이를 위해 Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation의 약자인 메이저를 발명했습니다. 같은 원리를 더 높은 주파수에 적용했을 때, "마이크로파"라는 단어를 "빛"이라는 단어로 대체한 레이저라는 용어가 사용되었습니다.
1953년 동안 Townes, James P. Gordon 및 Herbert J. Zeiger는 Columbia University에서 최초의 암모니아 메이저를 구축했습니다. 이 장치는 약 24.0 기가헤르츠의 주파수에서 마이크로파 증폭을 생성하기 위해 에너지화된 암모니아 분자의 흐름에서 자극 방출을 사용했습니다.
1959년부터 1961년까지, 그는 Washington, D.C.의 방위분석연구소(Institute for Defense Analyses)의 부사장 및 연구 책임자로 근무하기 위해 Columbia University에서 휴직했습니다. 이 비영리 기관은 미국 정부에 자문을 제공했으며 11개 대학에 의해 운영되었습니다. 1961년과 1967년 사이에 Townes는 Massachusetts Institute of Technology의 교무부총장 및 물리학 교수로 재직했습니다. 그 후 1967년 동안 그는 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 물리학 교수로 임명되어 거의 50년 동안 재직했습니다. 2015년 사망할 때쯤 그의 지위는 명예교수였습니다. 1966년과 1970년 사이에 그는 아폴로 달 착륙 프로젝트를 위한 NASA 과학 자문 위원회의 의장을 역임했습니다.
메이저 창작으로 인해 Townes는 Nikolay Basov 및 Alexander Prokhorov와 함께 1964년 노벨 물리학상을 수상했습니다. Townes는 또한 천문학을 위한 메이저 및 레이저 사용을 개발했으며, 우주에서 복잡한 분자를 처음 발견한 팀의 일원이었고, 은하수 중심의 초대질량 블랙홀의 질량을 결정했습니다.
2002년–2003년 동안 Townes는 독일에서 Karl Schwarzschild 강연자로, 그리고 인도에서 Birla 강연자 및 Schroedinger 강연자로 근무했습니다.
Townes는 2008년 5월 George W. Bush 대통령에게 "재정연도 2008 종합세출 법안에서 기초 과학 연구에 끼친 피해를 역전시키고" 에너지부의 과학 사무소, 국립과학재단 및 국립표준기술연구소에 추가 긴급 자금을 요청할 것을 촉구하는 편지에 서명한 노벨 물리학상 수상 미국인 20명 중 한 명입니다.
천체물리학
은하 중심
은하수의 중심은 오랫동안 천문학자들을 당혹스럽게 했으며, 두꺼운 먼지가 가시 광선으로의 관찰을 방해합니다. 1970년대 중후반 동안 Townes는 Eric Wollman, John Lacy, Thomas Geballe 및 Fred Baas와 함께 은하 중심의 H II 영역인 Sagittarius A를 적외선 파장에서 연구했습니다. 그들은 중심 주위를 소용돌이치는 이온화된 네온 가스를 관찰했으며, 그 속도에서 매우 중심의 질량은 약 300만 개의 태양의 질량과 같아야 했습니다. 이렇게 작은 공간에 이렇게 큰 질량이 있다는 것은 중심 물체인 전파원 Sagittarius A*가 초대질량 블랙홀을 포함한다는 것을 의미했습니다. Sagittarius A*는 처음 발견된 블랙홀 중 하나였습니다. 이후 그 질량은 430만 태양 질량으로 더 정확하게 결정되었습니다.
별의 모양과 크기
Townes의 마지막 주요 기술 창작은 Walt Fitelson, Ed Wishnow 및 기타와 함께 한 Infrared Spatial Interferometer였습니다. 이 프로젝트는 같은 별을 연구하는 레이저로 정렬된 3개의 이동식 적외선 감지기를 결합했습니다. 각 망원경이 다른 망원경으로부터 10미터 떨어져 있으면 30미터 렌즈의 인상을 만듭니다. Orion 별자리의 어깨에 있는 적색 거성인 Betelgeuse의 관측은 1년에 1%, 15년에 15%의 속도로 증가하고 감소하고 있음을 발견했습니다. ISI는 극도로 높은 각도 및 공간 해상도를 생성합니다. 이 기술은 또한 Dan Werthimer의 Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI)와의 협력에서 지외 생명 탐색에 중요한 역할을 하고 있습니다.
개인 생활 및 유산
Townes는 1941년 노숙자 활동가인 Frances H. Brown과 결혼했습니다. 그들은 캘리포니아주 버클리에 살았으며 Linda Rosenwein, Ellen Anderson, Carla Kessler 및 Holly Townes라는 4명의 딸이 있습니다.
United Church of Christ의 신실한 신자인 Townes는 "과학과 종교는 상당히 평행하며, 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 훨씬 더 유사하며, 궁극적으로 수렴해야 한다"고 믿었습니다. 그는 2005년 Templeton Prize를 수상한 후 한 성명에서 "과학은 우리 우주가 어떤 모습이고 어떻게 작동하는지, 우리 인간을 포함하여 이해하려고 노력합니다. 종교는 우리 우주의 목적과 의미, 우리 자신의 삶을 포함하여 이해하는 것을 목표로 합니다. 우주가 목적이나 의미를 가지고 있다면, 이것은 그 구조와 기능, 따라서 과학에 반영되어야 합니다"라고 썼습니다.
과학과 종교
과학과 종교에 대한 Townes의 의견은 그의 에세이 "The Convergence of Science and Religion", "Logic and Uncertainties in Science and Religion" 및 그의 저서 Making Waves에 상세히 설명되어 있습니다. Townes는 자연의 아름다움이 "명백히 하나님이 만든 것"이며 하나님이 인간이 출현하고 번영하기 위해 우주를 창조했다고 느꼈습니다.
그는 매일 기도했으며 궁극적으로 종교가 과학보다 더 중요하다고 느꼈습니다. 왜냐하면 종교는 우리 삶의 의미와 목적이라는 가장 중요한 장기적 질문을 다루기 때문입니다. Townes의 과학과 종교의 수렴에 대한 믿음은 주장된 유사성을 기반으로 합니다:
- 신앙. Townes는 과학자가 종교인과 마찬가지로 신앙을 가지고 있으며, 이를 통해 불확실한 결과를 위해 수년간 작업할 수 있다고 주장했습니다.
- 계시. Townes는 메이저/레이저 발명을 포함한 많은 중요한 과학적 발견이 데이터 해석보다는 종교적 계시와 훨씬 더 유사한 "순간"으로 발생했다고 주장했습니다.
- 증명. 이번 세기 동안 수학자 Godel은 과학적 의미에서 절대적인 증명이 있을 수 없다는 것을 발견했습니다. 모든 증명은 가정의 집합이 필요하며, 다른 가정이 필요하기 때문에 그 가정이 자기 일관성인지 확인할 방법이 없습니다.
- 불확실성. Townes는 미래에 과학과 종교에 대한 더 나은 이해에 마음을 열어야 한다고 믿었습니다. 이를 위해서는 우리의 이론을 수정해야 하지만 포기하지는 않아야 합니다. 예를 들어, 20세기 초에 물리학은 대부분 결정론적이었습니다. 그러나 과학자들이 양자역학을 연구하기 시작했을 때 그들은 비결정론과 우연이 우리 우주에서 역할을 한다는 것을 깨달았습니다. 고전 물리학과 양자역학 모두 올바르고 각자의 영역 내에서 잘 작동하며, 계속해서 학생들에게 가르쳐집니다. 마찬가지로 Townes는 종교적 이해의 성장이 우리의 고전적인 종교적 신념을 수정하지만 포기하도록 하지 않을 것이라고 믿습니다.
사망
Townes는 99세 생일을 넘어 불과 몇 개월 전까지 UCB 캠퍼스에서 꾸준히 활동했으며, 물리학과 또는 우주 과학 실험실에서 정기적으로 방문하고 작업했습니다. Townes의 건강이 악화되기 시작했으며, 그는 2015년 1월 27일 캘리포니아주 Oakland에서 병원 가는 길에 99세의 나이에 사망했습니다. "그는 지난 세기의 가장 중요한 실험 물리학자 중 한 명이었습니다"라고 Berkeley의 물리학 교수인 Reinhard Genzel이 Townes에 대해 말했습니다. "그의 장점은 그의 호기심과 그의 깊은 그리스도교 영성에 기반한 흔들리지 않는 낙관주의였습니다."
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