История науки учит только слишком ясно уроку, что ни один метод абсолютно надёжен, что источники ошибок скрываются там, где их меньше всего ожидают, и что они могут ускользнуть от внимания самого опытного и добросовестного исследователя.
John William Strutt, 3-й барон Rayleigh, был британским учёным, внёсшим обширный вклад в теоретическую и экспериментальную физику. Всю свою академическую карьеру он провёл в Кембриджском университете. Среди множества почестей он получил Нобелевскую премию по физике в 1904 году «за исследования плотностей наиболее важных газов и за открытие аргона в связи с этими исследованиями». Он служил президентом Королевского общества с 1905 по 1908 год и канцлером Кембриджского университета с 1908 по 1919 год.
Rayleigh дал первое теоретическое описание упругого рассеяния света частицами, намного меньшими длины волны света, явления, которое теперь известно как «рассеяние Рэлея», и которое объясняет, почему небо голубое. Он изучал и описал поперечные поверхностные волны в твёрдых телах, ныне известные как «волны Рэлея». Он внёс существенный вклад в гидродинамику такими понятиями, как число Рэлея — безразмерное число, связанное с естественной конвекцией, течение Рэлея, неустойчивость Рэлея–Тейлора и критерий Рэлея для устойчивости течения Тейлора–Куэтта. Он также сформулировал циркуляционную теорию аэродинамической подъёмной силы. В оптике Rayleigh предложил хорошо известный критерий углового разрешения. Его выведение закона Рэлея–Джинса для классического чёрного излучения позже сыграло важную роль в рождении квантовой механики см. Ультрафиолетовую катастрофу. Учебник Rayleigh «Теория звука» 1877 года до сих пор используется акустиками и инженерами.
Биография
Strutt родился 12 ноября 1842 года в Langford Grove в Maldon, Essex. В ранние годы он страдал от слабости и плохого здоровья. Он посещал Eton College и Harrow School каждое всего на короткий период, а затем поступил в Кембриджский университет в 1861 году, где изучал математику в Trinity College, Cambridge. Он получил степень бакалавра искусств Senior Wrangler и 1-ю премию Смита в 1865 году, а также степень магистра искусств в 1868 году. Впоследствии он был избран Fellow of Trinity. Он занимал эту должность до своего брака с Evelyn Balfour, дочерью James Maitland Balfour, в 1871 году. У него было три сына с ней. В 1873 году, после смерти его отца, John Strutt, 2-го барона Rayleigh, он унаследовал баронство Rayleigh.
Он был вторым профессором Кавендиша по физике в Кембриджском университете, следуя за James Clerk Maxwell, с 1879 по 1884 год. Он впервые описал динамический парящий полёт морских птиц в 1883 году в британском журнале Nature. С 1887 по 1905 год он был профессором естественной философии в Royal Institution.
Около 1900 года Rayleigh разработал двойную комбинацию двух теорий локализации звука человеком с использованием двух бинауральных сигналов, межушной разницы фаз IPD и межушной разницы уровня ILD на основе анализа сферической головы без внешних раковин. Теория предполагает, что мы используем два основных сигнала для латерализации звука, используя разницу в фазах синусоидальных компонентов звука и разницу в амплитудном уровне между двумя ушами.
В 1904 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике «за исследования плотностей наиболее важных газов и за открытие Argon в связи с этими исследованиями».
Во время Первой мировой войны он был президентом правительственного «Консультативного комитета по аэронавтике», который располагался в Национальной физической лаборатории и возглавлялся Richard Glazebrook.
В 1919 году Rayleigh служил президентом Общества психических исследований. Как сторонник того, чтобы простота и теория были частью научного метода, Rayleigh отстаивал принцип подобия.
Rayleigh был избран Fellow Королевского общества 12 июня 1873 года и служил президентом Королевского общества с 1905 по 1908 год. Время от времени Rayleigh участвовал в Палате лордов; однако он высказывался только если политика пыталась вмешаться в науку.
Он умер 30 июня 1919 года в своём доме в Witham, Essex. Его наследником в качестве 4-го лорда Rayleigh стал его сын Robert John Strutt, другой известный физик. Лорд Rayleigh был похоронен на кладбище церкви All Saints' в Terling в Essex.
В его честь есть памятник работы Derwent Wood в часовне St Andrew's Chapel в Westminster Abbey.
Религиозные взгляды
Rayleigh был англиканцем. Хотя он не писал об отношении между наукой и религией, он сохранял личный интерес к духовным вопросам. Когда его научные работы должны были быть опубликованы в сборнике Cambridge University Press, Strutt хотел включить религиозную цитату из Библии, но ему это было не рекомендовано, как он позже сообщил:
Когда я готовил мои научные работы к печати, я предложил девиз из Псалмов: «Велики дела Господни, изучаемы всеми, кто находит в них удовольствие». Секретарь Издательства предложил, с множеством извинений, что читатель может предположить, что я — это Господь.
Тем не менее, он добился своего, и цитата была напечатана в пятитомном сборнике научных работ. В письме члену семьи он писал о своём отказе от материализма и говорил об Иисусе Христе как о нравственном учителе:
Я никогда не считал материалистический взгляд возможным, и я смотрю на силу, выходящую за рамки того, что мы видим, и на жизнь, в которой мы можем по крайней мере надеяться участвовать. Более того, я думаю, что Христос и действительно другие духовно одарённые люди видят дальше и правильнее, чем я, и я хочу следовать им, насколько это возможно.
Он интересовался парапсихологией и был ранним членом Общества психических исследований SPR. Он не был убеждён в спиритизме, но остался открыт для возможности сверхъестественных явлений. Rayleigh был президентом SPR в 1919 году. Он дал президентский адрес в год своей смерти, но не пришёл к каким-либо определённым выводам.
Почёты и награды
Лунный кратер Rayleigh, а также марсианский кратер Rayleigh были названы в его честь. Астероид 22740 Rayleigh был назван в его честь 1 июня 2007 года. Тип поверхностных волн известен как волны Рэлея. Рэйл, единица удельного акустического сопротивления, также названа в его честь. Rayleigh также был награждён в хронологическом порядке:
- Премия Смита 1864
- Королевская медаль 1882
- Медаль Маттеуччи 1894
- Член Королевской шведской академии наук 1897
- Медаль Копли 1899
- Нобелевская премия по физике 1904
- Медаль Эллиота Крессона 1913
- Медаль Рамфорда 1914
Лорд Rayleigh был среди первоначальных получателей ордена Заслуги OM в списке Coronation Honours 1902 года, опубликованном 26 июня 1902 года, и получил орден от короля Edward VII в Buckingham Palace 8 августа 1902 года.
Он получил степень доктора mathematicae honoris causa от Королевского университета Frederick на 6 сентября 1902 года, когда они отмечали столетие рождения математика Niels Henrik Abel.
Sir William Ramsay, его коллега в исследовании открытия Argon, описал Rayleigh как «величайшего живого человека» в разговоре с Lady Ramsay во время его последней болезни.
H. M. Hyndman сказал о Rayleigh, что «ни один человек никогда не проявлял меньше осознания великого гения».
Библиография
- The Theory of Sound vol. I London : Macmillan, 1877, 1894 alternative link: Bibliothèque Nationale de France OR Cambridge: University Press, reissued 2011, ISBN 978-1-108-03220-9
- The Theory of Sound vol.II London : Macmillan, 1878, 1896 alternative link: Bibliothèque Nationale de France OR Cambridge: University Press, reissued 2011, ISBN 978-1-108-03221-6
- Scientific papers Vol. 1: 1869–1881 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70396-6
- Scientific papers Vol. 2: 1881–1887 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70397-3
- Scientific papers Vol. 3: 1887–1892 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70398-0
- Scientific papers Vol. 4: 1892–1901 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70399-7
- Scientific papers Vol. 5: 1902–1910 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70400-0
- Scientific papers Vol. 6: 1911–1919 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70401-7
