查尔斯·汤姆森·里斯·威尔逊
查尔斯·汤姆森·里斯·威尔逊(Charles Thomson Rees Wilson,1869年2月14日-1959年11月15日)是一位英国气象学家和物理学家,他因发明云室而与阿瑟·康普顿(Arthur Compton)共同分享了1927年诺贝尔物理学奖。
早年生活与教育
查尔斯·汤姆森·里斯·威尔逊于1869年2月14日出生在苏格兰格伦科斯(Glencorse),其父亲是养羊农场主约翰·威尔逊(John Wilson),母亲是安妮·克拉克·哈珀(Annie Clark Harper)。1873年父亲去世后,威尔逊随家人移居英国曼彻斯特。
在继兄的资助下,威尔逊在欧文斯学院(Owens College,现曼彻斯特大学)学习生物学,打算成为一名医生。他于1887年获得理学学士学位。次年,他获得奖学金进入剑桥大学悉尼·萨塞克斯学院(Sidney Sussex College, Cambridge),并在那里对物理学和化学产生了兴趣。1892年,他在自然科学荣誉学位考试(Natural Sciences Tripos)的两部分中均获得一等荣誉。
职业生涯与研究
威尔逊对气象学产生了浓厚兴趣,并于1893年开始研究云及其特性。从1894年开始,他在本尼维斯山(Ben Nevis)的天文台工作了一段时间,观察云的形成。他尤其被宝光(glories)的出现所吸引。随后,他尝试在剑桥卡文迪什实验室(Cavendish Laboratory)通过在密封容器内膨胀湿空气,在小规模上重现这一效应。
1895年,威尔逊发现,当膨胀比足够大时,即使在去除了灰尘(他通过之前的冷凝过程去除灰尘)的情况下,过饱和水蒸气也会冷凝,这与约翰·艾特肯(John Aitken)之前的研究相反。在J·J·汤姆森(J. J. Thomson)的指导下,他在1896年发现X射线可以像灰尘一样刺激冷凝。
1900年,威尔逊成为剑桥悉尼·萨塞克斯学院的研究员,并被任命为大学讲师和实验员。由于严重的口吃,一些人认为他是一名糟糕的讲师。他曾作为客座讲师在伦敦帝国理工学院教授大气电学课程。1918年,他被任命为电气气象学副教授,并于1925年成为自然哲学杰克逊教授(Jacksonian Professor of Natural Philosophy)。
1906年,威尔逊提出假设,认为宇宙辐射产生了导致冷凝的离子,且无需明显原因。
威尔逊发表了大量关于气象学和物理学的论文,主题包括X射线、电离、雷雨云的形成及其他气象事件。威尔逊可能还在1924年观察到了高空闪光(sprite),比其正式发现早了65年。天气是他整个职业生涯的工作重点,从早年在本尼维斯山的观察一直到他最后一篇关于雷雨云的论文。
云室
云室的发明是威尔逊迄今为止的标志性成就,使他获得了1927年诺贝尔物理学奖。卡文迪什实验室称赞他创造了“一种研究电离气体特性的新颖且引人注目的方法”。云室在亚原子粒子研究和整个粒子物理学领域实现了巨大的实验飞跃。有些人认为威尔逊使得粒子研究成为可能。
威尔逊后来在云室中通过放射性产生的离子冷凝来实验制造云迹。他制造的几台云室至今保存完好。
回顾过去,威尔逊的实验方法引起了学者们的一些关注。
在科学探究时期,科学家们分为“分析派”和“形态派”,而威尔逊的探究方法代表了一种混合。当一些科学家认为现象应该在纯自然状态下观察时,另一些人则提议将实验室控制的实验作为主要的探究方法。威尔逊在他的实验和调查中结合了多种方法。威尔逊的工作“使那些以前只能间接推断其特性的事物变得可见”。
威尔逊被称为“物理学界最后一位伟大的个人实验者之一”。他以多种方式使用他的云室来展示亚原子粒子和X射线等事物的操作原理。但他主要的兴趣,以及他大部分论文的主题,是气象学。
个人生活与逝世
1908年,威尔逊娶了格拉斯哥一位牧师的女儿杰西·弗雷泽(Jessie Fraser)。他们育有四个孩子。他的家人认为他耐心而好奇,喜欢在他家附近的丘陵散步。
威尔逊于1959年11月15日在卡洛普斯(Carlops)的家中去世,享年90岁,家人陪伴在侧。
认可
### 会员资格
### 奖项
### 荣誉
纪念
月球上的威尔逊环形山(Wilson crater)以他、亚历山大·威尔逊(Alexander Wilson)和拉尔夫·埃尔默·威尔逊(Ralph Elmer Wilson)的名字命名。大爆炸(如核爆炸)后形成的威尔逊冷凝云(Wilson Condensation Cloud)以他的名字命名。剑桥悉尼·萨塞克斯学院的科学协会——威尔逊协会(The Wilson Society)以他的名字命名,皇家气象学会的大气电学特别兴趣小组——C.T.R.威尔逊大气电学研究所(CTR Wilson Institute for Atmospheric Electricity)也以他的名字命名。
C.T.R.威尔逊的档案由格拉斯哥大学档案馆(Archives of the University of Glasgow)保存。
1996年,为了纪念威尔逊,一块蓝色牌匾被安装在靠近他出生地克罗斯豪斯农场(Crosshouse Farm)的弗洛特斯通(Flotterstone)的一座特制石冢中。
2012年,爱丁堡皇家学会(Royal Society of Edinburgh)举行会议纪念威尔逊,称其为“伟大的苏格兰物理学家”。



