Настоящая лаборатория — это ум, где за иллюзиями мы раскрываем законы истины.
Сэр Jagadish Chandra Bose был биологом, физиком, ботаником и одним из первых писателей научной фантастики. Он пионерствовал в исследовании радио и микроволновой оптики, внес значительный вклад в науку о растениях и заложил основы экспериментальной науки на Индийском субконтиненте. IEEE назвал его одним из отцов радионауки. Bose считается отцом бенгальской научной фантастики и также изобрел крещограф, прибор для измерения роста растений. Кратер на Луне назван в его честь. Он основал Bose Institute, ведущий научно-исследовательский институт Индии и один из самых старых. Основанный в 1917 году, Институт был первым междисциплинарным исследовательским центром в Азии. Он служил директором Bose Institute с момента его основания до своей смерти.
Родился в Munshiganj, Bengal Presidency, во времена британского управления Индией, теперь в Bangladesh, Bose окончил St. Xavier's College, Calcutta, ныне Kolkata, West Bengal, Индия. Он поступил в University of London, England, чтобы изучать медицину, но не мог продолжить обучение медицине из-за проблем со здоровьем. Вместо этого он проводил свои исследования с лауреатом Нобелевской премии Lord Rayleigh в Cambridge и вернулся в Индию. Он присоединился к Presidency College of the University of Calcutta в качестве профессора физики. Там, несмотря на расовую дискриминацию и нехватку финансирования и оборудования, Bose продолжал свои научные исследования. Он добился замечательного прогресса в исследовании дистанционной беспроводной сигнализации и был первым, кто использовал переходы полупроводников для обнаружения радиосигналов. Однако, вместо того чтобы пытаться получить коммерческую выгоду от этого изобретения, Bose сделал свои изобретения общественным достоянием, чтобы позволить другим развивать его исследования.
Впоследствии Bose сделал ряд пионерских открытий в физиологии растений. Он использовал свое собственное изобретение, Crescograph, для измерения реакции растений на различные раздражители и тем самым научно доказал параллелизм между тканями животных и растений. Хотя Bose подал заявку на патент для одного из своих изобретений под давлением коллег, его возражение против любой формы патентования было хорошо известно. Для облегчения своих исследований он построил автоматические регистраторы, способные регистрировать чрезвычайно слабые движения; эти приборы дали некоторые поразительные результаты, такие как дрожание поврежденных растений, что Bose интерпретировал как способность чувствовать у растений. Его книги включают Response in the Living and Non-Living 1902 и The Nervous Mechanism of Plants 1926. В опросе BBC 2004 года Bose был признан седьмым величайшим бенгальцем всех времен.
Ранняя жизнь и образование
Jagadish Chandra Bose родился в семье бенгальских Kayastha в Munsiganj Bikrampur, Bengal Presidency, современный Bangladesh, 30 ноября 1858 года, в семье Bama Sundari Bose и Bhagawan Chandra Bose. Его отец был видным членом Brahmo Samaj и работал заместителем магистрата и помощником комиссара в Faridpur, Bardhaman и других местах.
Образование Bose началось в школе на национальном языке, потому что его отец верил, что нужно знать свой родной язык перед началом изучения английского, и что нужно также знать своих людей. Выступая на Bikrampur Conference в 1915 году, Bose сказал:
В то время отправка детей в английские школы была символом аристократического статуса. В школе на национальном языке, в которую меня отправили, сын мусульманского помощника моего отца сидел по моей правую сторону, а сын рыбака сидел слева. Они были моими товарищами по играм. Я слушал, затаив дыхание, их истории о птицах, животных и водных существах. Возможно, эти истории пробудили во мне живой интерес к изучению законов природы. Когда я возвращался домой из школы со своими школьными товарищами, моя мать приветствовала и угощала всех нас без дискриминации. Хотя она была ортодоксальной, старомодной дамой. Это было благодаря моей детской дружбе с ними. Я никогда не осознавал, что существует «проблема», общая для двух общин, индусов и мусульман.
Bose присоединился к Hare School в 1869 году, а затем к St. Xavier's School в Kolkata. В 1875 году он сдал вступительный экзамен, эквивалентный выпуску из школы University of Calcutta, и был принят в St. Xavier's College, Calcutta. В St. Xavier's Bose вступил в контакт с Jesuit Father Eugene Lafont, который сыграл значительную роль в развитии его интереса к естественным наукам. Он получил BA от University of Calcutta в 1879 году.
Bose хотел поехать в England, чтобы конкурировать на должность в Indian Civil Service. Однако его отец, сам государственный служащий, отменил этот план. Он хотел, чтобы его сын был ученым, который бы «не правил никем, кроме себя». Bose поехал в England, чтобы изучать медицину в University of London. Однако ему пришлось отказаться из-за плохого здоровья. Запах в анатомических залах также, как говорят, усугубил его болезнь.
По рекомендации Anandamohan Bose, его шурина (мужа сестры) и первого индийского Wrangler, он получил место в Christ's College, Cambridge для изучения естественных наук. Он получил BA Natural Sciences Tripos от University of Cambridge и BSc от University College London, аффилированного с University of London в 1884 году, и DSc от University College London, University of London в 1896 году. Среди учителей Bose в Cambridge были Lord Rayleigh, Michael Foster, James Dewar, Francis Darwin, Francis Balfour и Sidney Vines. Когда Bose учился в Cambridge, Prafulla Chandra Roy был студентом в Edinburgh. Они встретились в London и стали близкими друзьями. Позднее он женился на Abala Bose, известной феминистке и общественном деятеле.
Одним из важных влияний на Bose была Sister Nivedita, которая поддерживала его организацией финансовой помощи и редактированием его рукописей; она следила за тем, чтобы Bose мог продолжать и делиться своей работой.
Исследования радио
Шотландский теоретический физик James Clerk Maxwell математически предсказал существование электромагнитного излучения различных длин волн, но он умер в 1879 году до того, как его предсказание было экспериментально проверено. Между 1886 и 1888 годами немецкий физик Heinrich Hertz опубликовал результаты своих экспериментов по электромагнетизму, которые показали существование электромагнитных волн в свободном пространстве. Впоследствии британский физик Oliver Lodge, который также занимался исследованием электромагнетизма, провел памятную лекцию в августе 1894 года после смерти Hertz о квазиоптической природе «герцевых волн» радиоволн и продемонстрировал их сходство со светом и зрением, включая отражение и передачу на расстояния до 50 метров (55 ярдов). Работа Lodge была опубликована в виде книги и привлекла внимание ученых в разных странах, включая Bose в Индии.
Первый замечательный аспект последующих микроволновых исследований Bose заключался в том, что он сократил волны до миллиметрового уровня, примерно 5 мм длины волны. Он осознал недостатки длинных волн для изучения их светоподобных свойств.
Во время публичной демонстрации в ноябре 1894 или 1895 году в Town Hall в Kolkata Bose воспламенил порох и позвонил в колокол на расстоянии, используя микроволны миллиметрового диапазона. Lieutenant Governor Sir William Mackenzie присутствовал на демонстрации Bose в Kolkata Town Hall. Bose написал в бенгальском очерке, Adrisya Alok (Невидимый свет), «Невидимый свет может легко пройти через кирпичные стены, здания и т.д. Поэтому сообщения могут быть передана с его помощью без посредничества проводов».
Первая научная работа Bose, «On polarisation of electric rays by double-refracting crystals» была представлена в Asiatic Society of Bengal в мае 1895 года, в течение года после работы Lodge. Его вторая работа была представлена в Royal Society of London Lord Rayleigh в октябре 1895 года. В декабре 1895 года лондонский журнал Electrician Vol. 36 опубликовал статью Bose, «On a new electro-polariscope». В то время слово когерер, придуманное Lodge, использовалось в англоговорящем мире для обозначения приемников или детекторов герцевых волн. Electrician охотно прокомментировал когерер Bose. Декабрь 1895 года. The Englishman 18 января 1896 года цитировал Electrician и комментировал следующим образом:
Если профессор Bose сможет усовершенствовать и запатентовать свой «Coherer», мы можем со временем увидеть, как вся система освещения побережья по всему мореходному миру будет революционизирована бенгальским ученым, работающим в одиночку в нашей лаборатории Presidency College.
Bose планировал «усовершенствовать свой когерер», но никогда не думал о его патентовании.
Bose отправился в London в лекционный тур в 1896 году и встретил итальянского изобретателя Guglielmo Marconi, который разрабатывал систему беспроводной телеграфии радиоволн более года и пытался продать ее британской почтовой службе. В интервью Bose выразил свое отсутствие интереса к коммерческой телеграфии и предложил другим использовать его исследования. В 1899 году Bose объявил о разработке «железо-ртутно-железного когерера с телефонным детектором» в работе, представленной в Royal Society, London.
Место в развитии радио
Работа Bose в радиомикроволновой оптике была специально направлена на изучение природы явления и не была попыткой развить радио в средство коммуникации. Его эксперименты проводились в этот же период с конца 1894 года, когда Guglielmo Marconi делал прорывы в системе радио, специально разработанной для беспроводной телеграфии, а другие находили практические применения для радиоволн, такие как детектор молний на основе радиоволн русского физика Alexander Stepanovich Popov, также вдохновленный экспериментом Lodge. Хотя работа Bose не была связана с коммуникацией, он, как Lodge и другие лабораторные экспериментаторы, вероятно, имел влияние на других изобретателей, пытавшихся развить радио как средство коммуникации. Bose не интересовался патентованием своей работы и открыто раскрывал принцип работы своего детектора из галены в своих лекциях. Друг в США убедил его получить патент США на его детектор, но он не активно его преследовал и позволил ему истечь».
Bose был первым, кто использовал переход полупроводника для обнаружения радиоволн, и он изобрел различные теперь общепринятые микроволновые компоненты. В 1954 году Pearson и Brattain отдали приоритет Bose за использование полупроводниковой кристалла как детектора радиоволн. На самом деле, дальнейшая работа на миллиметровых длинах волн была почти несуществующей в течение следующих 50 лет. В 1897 году Bose описал Royal Institution в London его исследования, проведенные в Kolkata на миллиметровых длинах волн. Он использовал волноводы, рожковые антенны, диэлектрические линзы, различные поляризаторы и даже полупроводники на частотах до 60 ГГц. Большая часть его оригинального оборудования все еще существует, особенно в Bose Institute в Kolkata. Многолучевой приемник 1,3 мм, используемый в настоящее время на NRAO 12 метровом телескопе, Arizona, США, включает концепции из его оригинальных работ 1897 года.
Sir Nevill Mott, лауреат Нобелевской премии в 1977 году за собственный вклад в электронику твердого тела, заметил, что «J.C. Bose был по меньшей мере на 60 лет впереди своего времени. На самом деле, он предвидел существование полупроводников P-типа и N-типа».
Исследование растений
Bose проводил большинство своих исследований в области исследования растений на растениях Mimosa pudica и Desmodium gyrans. Его главный вклад в область биофизики был демонстрация электрической природы проведения различных раздражителей, например, ран, химических агентов у растений, которые ранее считались химическими по природе. Чтобы понять геотропные движения растений (движение растения в сторону источника света), Bose изобрел торсионный регистратор. Он обнаружил, что свет, приложенный к одной стороне подсолнуха, вызывал турбулентность на противоположной стороне. Эти утверждения позже были экспериментально доказаны. Он также был первым, кто изучал действие микроволн на ткани растений и соответствующие изменения потенциала клеточной мембраны. Он исследовал механизм сезонного воздействия на растения, влияние химических ингибиторов на раздражители растений и влияние температуры.
Изучение усталости металла и ответ клетки
Bose провел сравнительное исследование реакции усталости различных металлов и органической ткани в растениях. Он подвергал металлы комбинации механических, тепловых, химических и электрических раздражителей и отмечал сходство между металлами и клетками. Эксперименты Bose продемонстрировали циклический ответ усталости как в стимулируемых клетках, так и в металлах, а также отличительный циклический ответ усталости и восстановления во многих типах раздражителей как в живых клетках, так и в металлах.
Bose документировал характеристическую кривую электрического ответа клеток растений на электрический раздражитель, а также снижение и в конечном итоге отсутствие этого ответа у растений, обработанных анестетиками или ядами. Ответа также не было в цинке, обработанном щавелевой кислотой. Он отметил сходство в снижении упругости между охлажденными металлическими проводами и органическими клетками, а также
