Патрик Блэкет: Британ физигі, Нобель жүлдесінің лауреаты

Кіріспе

Британдық физик (1897–1974)

Патрик Мейнард Стюарт Блэкетт, Барон Блэкетт (18 қараша 1897 – 13 шілде 1974), – бұлт камералары, ғарыштық сәулелер және палеомагнетизм саласындағы жұмыстарымен танымал британдық тәжірибелік физик. 1948 жылы физика бойынша Нобель сыйлығына ие болды. 1925 жылы ол радиоактивтіліктің бір химиялық элементтің ядролық түрленуіне себеп болатынын алғаш рет дәлелдеді. Сонымен қатар, ол Екінші дүниежүзілік соғыста әскери стратегия бойынша кеңес беруге және операциялық зерттеулерді дамытуға маңызды үлес қосты. Оның көзқарастары үшінші әлем елдерінің дамуында және 1960 жылдардағы Лейбористік үкіметтің саясатына ықпал етуде көрінді.

Ерте өмір және білім

Блэкетт Лондонның Кенсингтон қаласында, қор брокері Артур Стюарт Блэкетт пен оның әйелі Кэролайн Мейнардтың ұлы болып дүниеге келді. Оның кіші қарындасы – психоаналитик Марион Милнер. Оның әкесінің әкесі, пастор Генри Блэкетт, австралиялық сәулетші Эдмунд Блэкеттің інісі, көп жыл бойы Кройдон шіркеуінің викариы болды. Анасының әкесі Чарльз Мейнард Үндістан бүлігі кезінде Корольдік артиллерия офицері болған. Блэкетттер отбасы Кенсингтон, Кенли, Уокинг және Суррейдегі Гильдфорд қалаларында тіршілік етті, онда Блэкетт дайындық мектебіне барып оқыды. Оның басты хоббилері – модельді ұшақтар мен кристалл радио. Ол Уайт аралындағы Осборн қаласындағы Корольдік теңіз колледжіне емтихан беруге барғанда, Чарльз Роллс өткен күні Ла-Манш арнасын ұшып өтіпті. Блэкетт кристалл радиосы арқылы осы ұшуды қадағалап, осы тақырыпта толыққанды әңгімелеуге мүмкіндік алды. Ол қабылданды және екі жыл оқыған соң Дартмутқа ауысты, онда ол "көбінесе сыныбының үздігі" болды. 1914 жылдың тамызында Бірінші дүниежүзілік соғыс басталғанда Блэкетт әскери қызметке міндетті офицер ретінде тағайындалды. Ол HMS Carnarvon кемесімен Кабо-Верде аралдарына жіберілді және Фолкленд аралдары шайқасына қатысты. Содан кейін HMS Barham кемесіне ауыстырылып, Ютландия шайқасында көптеген шайқастарға қатысты. HMS Barham кемесінде болғанда Блэкетт Адмиралтейство патент алған артиллериялық құрылғыны бірлесіп ойлап тапты. 1916 жылы ол RNAS қатарына қосылуға өтініш берді, бірақ өтініші қабылданбады. Сол жылдың қазан айында ол HMS P17 кемесінде Довер патрулінде подпоручик болды, ал 1917 жылдың шілдесінде адмирал Тирвитт басқаратын Харвич күштеріндегі HMS Sturgeon кемесіне жіберілді. Блэкетт күштің артиллериясының сапасының жаудың және өзінің бұрынғы тәжірибесімен салыстырғанда нашарлығына қатты алаңдады және ғылым оқулықтарын оқып бастады. 1918 жылдың мамырында лейтенант болып тағайындалды, бірақ теңіз күштерінен кетуге шешім қабылдады. 1919 жылдың қаңтарында Адмиралтейство соғыс кезінде оқулары үзілген офицерлерді Кембридж университетіне жалпы міндеттер курсына жіберді. Кейін ол теңізшілік оқуында мұндай зиялы әңгімелерді естімегенін еске алды. Блэкетт беделді Кавендиш зертханасына әсерленді және математика мен физиканы оқу үшін теңіз күштерінен кетіп Кембриджге оқуға түсті.

Blackett was born in Kensington, London, the son of Arthur Stuart Blackett, a stockbroker, and his wife Caroline Maynard. His younger sister was the psychoanalyst Marion Milner. His paternal grandfather Rev. Henry Blackett, brother of Edmund Blacket the Australian architect, was for many years vicar of Croydon. His maternal grandfather Charles Maynard was an officer in the Royal Artillery at the time of the Indian Mutiny. The Blackett family lived successively at Kensington, Kenley, Woking and Guildford, Surrey, where Blackett went to preparatory school. His main hobbies were model aeroplanes and crystal radio. When he went for interview for entrance to the Royal Naval College, Osborne, Isle of Wight, Charles Rolls had completed his cross channel flight the previous day and Blackett who had tracked the flight on his crystal set was able to expound lengthily on the subject. He was accepted and spent two years there before moving on to Dartmouth where he was "usually head of his class". In August 1914 on the outbreak of World War I Blackett was assigned to active service as a midshipman. He was transferred to the Cape Verde Islands on HMS Carnarvon and was present at the Battle of the Falkland Islands. He was then transferred to HMS Barham and saw much action at the Battle of Jutland. While in HMS Barham, Blackett was co inventor of a gunnery device on which the Admiralty took out a patent. In 1916 he applied to join the RNAS but his application was refused. In October that year he became a sub lieutenant on HMS P17 on Dover patrol, and in July 1917 he was posted to HMS Sturgeon in the Harwich Force under Admiral Tyrwhitt. Blackett was particularly concerned by the poor quality of gunnery in the force compared with that of the enemy and of his own previous experience, and started to read science textbooks. He was promoted to lieutenant in May 1918, but had decided to leave the Navy. Then, in January 1919, the Admiralty sent the officers whose training had been interrupted by the war to the University of Cambridge for a course of general duties. On his first night at Magdalene College, Cambridge, he met Kingsley Martin and Geoffrey Webb, later recalling that he had never before, in his naval training, heard intellectual conversation. Blackett was impressed by the prestigious Cavendish Laboratory, and left the Navy to study mathematics and physics at Cambridge.

Мансап және зерттеу

1921 жылы Магдалина колледжін бітіргеннен кейін Блэкетт он жыл бойы Кавендиш зертханасында Эрнест Резерфордпен тәжірибелік физик ретінде жұмыс істеді. 1923 жылы ол Кембридждегі Король колледжінің мүшесі болды, ол 1933 жылға дейін осы лауазымда болды. Резерфорд азот атомның ядросы азотқа жылдам альфа бөлшектерін ату арқылы ыдырайтынын анықтаған. Ол Блэкеттен бұлтты камераны пайдаланып, осы ыдыраудың көрінетін іздерін табуды сұрады, ал 1925 жылға қарай ол иондалған бөлшектердің 415 000 ізін көрсететін 23 000 сурет түсірді. Олардың сегізін екіге бөліп көрсетті, бұл азот атомының альфа бөлшегі комбинациясы фтор атомын құрды, ол кейін оттегі 17 изотопы мен протонға ыдырады. Блэкетт өз тәжірибелерінің нәтижелерін 1925 жылы жариялады. Осылайша ол бір элементті басқа элементке әдейі түрлендірген алғашқы адам болды. Кембриджте болған кезінде ол жас американдық түлек Дж. Роберт Оппенгеймердің жетекшісі болды. Оппенгеймердің зертханалық жұмыстарға емес, теориялық физиканы зерттеуге деген ықыласы оны Блэкеттпен қақтығысқа әкелді. Опенгеймер талапшыл Блэкеттің психикалық күйзелісіне байланысты көмек іздеп жүргенде, ұстазын уландыратын уландыратын алмамен уландыруға тырысқанын мойындады. Блэкетт алманы жемеді және улану әрекеті бойынша ешқандай шара қабылданбады. Блэкетт 1924-1925 жылдары Германияның Геттинген қаласында Джеймс Франкпен атомдық спектрлер бойынша жұмыс істеді. 1932 жылы Джузеппе Окиалинимен бірге камерадан ғарыш сәулесі бөлшегі өткенде ғана суретке түсіретін Гейгерлік санағышты ойлап тапты. Олар 700 автоматты экспозициядан 500 жоғары энергиялы ғарыштық сәулелер бөлшектерін тапты. 1933 жылы Блэкетт позитронның бар екендігін растайтын он төрт ізді тауып, позитрон/электрон жұптарын өндірудің қазір бірден танылатын қарсы спиральді іздерін көрсетті. Бұл және анигиляциялық сәулелену туралы еңбектер оны антиматерияның алғашқы және жетекші сарапшыларының біріне айналдырды. Сол жылы ол Лондон университеті Бёркбек қаласына физика профессоры болып төрт жыл қызмет атқарды. 1937 жылы Манчестердегі Виктория университетіне барып, Лэнгворти профессоры болып сайланды және ірі халықаралық ғылыми-зерттеу зертханасын құрды. Манчестер университетіндегі Блэкетт мемориалдық залы мен Блэкетт лекциялық театрына оның есімі берілді. 1947 жылы Блэкетт Жердің магнит өрісін айналу функциясы ретінде есептеу теориясын ұсынды, бұл электромагниттік күш пен ауырлық күшін біріктіруді мақсат етті. Ол өзінің теориясын тексеру үшін бірнеше жыл бойы жоғары сапалы магнитометрлерді жасап шықты, бірақ ақырында оның ешқандай нәтижесі болмағанын анықтады. Алайда, бұл тақырыптағы жұмысы оны геофизика саласына алып келді, ол ақыр соңында палеомагнетизмге қатысты деректерді өңдеуге көмектесті және континенттік дрейфке берік дәлел келтіруге көмектесті. 1948 жылы ол физика бойынша Нобель сыйлығын алды, бұлтты камераны пайдаланып ғаламдық сәулелерді зерттегені үшін. 1953 жылы Лондон Император колледжінің физика кафедрасының меңгерушісі болып тағайындалып, 1963 жылы шілдеде зейнеткерлікке шықты. Император колледжінің физика бөлімі ғимараты, Блэкетт зертханасы, оның құрметіне аталған. 1957 жылы Блэкетт Дублинде өткен Британдық қауымдастықтың кездесуінде президенттік сөз сөйледі ("Технология және әлемдік ілгерілеу"). 1965 жылы ол Шотландиядағы Инженерлер және кеме жасаушылар институтына Макмилланның мемориалдық дәрісін беруге шақырылды. Ол "Континенттік дрейф" тақырыбын таңдады.

After graduating from Magdalene College in 1921, Blackett spent ten years working at the Cavendish Laboratory as an experimental physicist with Ernest Rutherford and in 1923 became a fellow of King's College, Cambridge, a position he held until 1933. Rutherford had found out that the nucleus of the nitrogen atom could be disintegrated by firing fast alpha particles into nitrogen. He asked Blackett to use a cloud chamber to find visible tracks of this disintegration, and by 1925, he had taken 23,000 photographs showing 415,000 tracks of ionized particles. Eight of these were forked, and this showed that the nitrogen atom alpha particle combination had formed an atom of fluorine, which then disintegrated into an isotope of oxygen 17 and a proton. Blackett published the results of his experiments in 1925. He thus became the first person to deliberately transmute one element into another. During his time at Cambridge, he became the supervisor of the young American graduate J. Robert Oppenheimer. Oppenheimer's desire to study theoretical physics rather than focus on lab work brought him into conflict with Blackett. While seeking help for a psychiatric breakdown induced by the demanding Blackett, Oppenheimer admitted to trying to poison his tutor with an apple laced with toxins. Blackett did not eat the apple and no action was taken over the attempted poisoning. Blackett spent some time in 1924–1925 at Göttingen, Germany, working with James Franck on atomic spectra. In 1932, working with Giuseppe Occhialini, he devised a system of Geiger counters which took photographs only when a cosmic ray particle traversed the chamber. They found 500 tracks of high energy cosmic ray particles in 700 automatic exposures. In 1933, Blackett discovered fourteen tracks which confirmed the existence of the positron and revealed the now instantly recognisable opposing spiral traces of positron/electron pair production. This work and that on annihilation radiation made him one of the first and leading experts on antimatter. That year he moved to Birkbeck, University of London, as professor of Physics for four years. Then in 1937 he went to the Victoria University of Manchester where he was elected to the Langworthy Professorship and created a major international research laboratory. The Blackett Memorial Hall and Blackett lecture theatre at the University of Manchester were named after him. In 1947, Blackett introduced a theory to account for the Earth's magnetic field as a function of its rotation, with the hope that it would unify both the electromagnetic force and the force of gravity. He spent a number of years developing high quality magnetometers to test his theory, and eventually found it to be without merit. His work on the subject, however, led him into the field of geophysics, where he eventually helped process data relating to paleomagnetism and helped to provide strong evidence for continental drift. In 1948 he was awarded the Nobel Prize in Physics, for his investigation of cosmic rays using his invention of the counter controlled cloud chamber. Blackett was appointed head of the Physics Department of Imperial College London in 1953 and retired in July 1963. The Physics department building of Imperial College, the Blackett Laboratory, is named in his honour. In 1957 Blackett gave the presidential address ("Technology and World Advancement") to the British Association meeting in Dublin. In 1965 he was invited to deliver the MacMillan Memorial Lecture to the Institution of Engineers and Shipbuilders in Scotland. He chose the subject "Continental Drift".

Екінші дүниежүзілік соғыс және операциялық зерттеулер

1935 жылы Блэкетт сэр Генри Тизард төрағалық ететін Аэронавтикалық зерттеулер комитетіне шақырылды. Комитет әуе шабуылынан қорғану үшін радарды ертерек орнатуға белсенді түрде ықпал етті. Екінші дүниежүзілік соғыстың басында Блэкетт түрлі комитеттерде жұмыс істеді және Фарнбородағы Корольдік әуе кемесі институтында (RAE) уақыт өткізді, онда ол Марк XIV бомба нысанасының дизайнына маңызды үлес қосты, бұл бомбаларды алдын ала тегіс ұшусыз түсіруге мүмкіндік берді. 1940–1941 жылдары Блэкетт МАУД комитетінде қызмет етті, ол атом бомбасын жасау мүмкін деген қорытындыға келді. Ол комитеттің 1943 жылға дейін Ұлыбритания атом бомбасын жасай алады деген тұжырымымен келіспеді және бұл жобаны американдықтармен талқылауды ұсынды. 1933 жылы ол Корольдік қоғамның мүшесі болып сайланды. Ол бұл пікірімен қазіргі әскери билікке наразылық білдірді және көптеген байланыс аясынан шеттетілді. Бірақ соғыс аяқталғаннан кейін, одақтастардың стратегиялық бомбалау туралы сараптамасы Блэкетттің дұрыс екенін көрсетті.

Саясат

Блэкетт студенттік кезінде кейіннен «New Statesman» басылымының редакторы болған Кингсли Мартинмен дос болып, солшыл көзқарастас болды. Саяси тұрғыдан ол өзін социалист деп есептеді және көбінесе Лейбористік партиядан науқан жүргізді. 1940 жылдардың соңында Блэкетт радикалдық саяси пікірлерімен белгілі болды, оның ішінде Ұлыбритания атомдық қару жасаудан бас тартуы керек деген сенімі де бар еді. 1945–1951 жылдардағы Лейбористік үкімет оны тым солшыл деп санады және ол академиялық қызметке қайта оралды. Оның халықаралық көзқарастары Үндістанға деген күшті қолдауында көрінді. 1947 жылы ол Джавахарлал Нерумен кездесті, ол одан Үндістан қарулы күштерінің ғылыми-зерттеу және даму қажеттіліктері жөнінде кеңес сұрады, ал келесі 20 жыл бойы ол әскери және азаматтық ғылым саласында жиі келіп, кеңесші болып жұмыс істеді. Бұл сапарлар оның мұқтаж және кедей адамдарға деген алалақанын күшейтті. Ол олардың проблемаларын ғылым мен технологияны қолдану арқылы шешуге болатынына сенді және ғалымдарды өз білімі мен дағдыларын барлық адамзатқа лайықты өмірді қамтамасыз ету үшін пайдалануға көндіруге тырысты. Артта қалғандық мәселесі кең таралғанға дейін ол Британдық қауымдастығының басқосуында Ұлыбритания ұлттық табысының 1 пайызын үшінші әлем елдерінің экономикасын жақсартуға жұмсау керектігін ұсынды және кейіннен Оверсиз даму институтын құрудың бастамашыларының бірі болды. Лейбористік партия биліктен тыс қалған 13 жыл бойы ол ғылыми және технологиялық саясатты талқылайтын ғалымдар тобының ең тәжірибелі мүшесі болды, ал бұл топ Гарольд Уилсон партия басшысы болғанда ықпалды болды. Блэкетттің идеялары Вильсон үкіметі құрылғаннан кейін Технология министрлігінің құрылуына тікелей себеп болды, ол компьютер өнеркәсібін қайта жаңғыртуды бірінші кезектегі міндет деп талап етті. Ол ашық саясатқа қатыспады, бірақ бір жыл мемлекеттік қызметкер болып жұмыс істеді. Ол үкіметтің барлық кезеңінде Министрдің кеңесшілер кеңесі төрағасының орынбасары болды, сондай-ақ Министрдің жеке ғылыми кеңесшісі де болды.

Blackett became friends with Kingsley Martin, later editor of the New Statesman, while an undergraduate and became committed to the left. Politically he identified himself as a socialist, and often campaigned on behalf of the Labour Party. In the late 1940s, Blackett became known for his radical political opinions, which included his belief that Britain ought not to develop atomic weapons. He was considered too far to the left for the Labour Government 1945–1951 to employ, and he returned to academic life. His internationalism found expression in his strong support for India. There in 1947 he met Jawaharlal Nehru, who sought his advice on the research and development needs of the Indian armed forces and for the next 20 years he was a frequent visitor and advisor on military and civil science. These visits deepened his concern for the underprivileged and the poor. He was convinced that their problems could be overcome by applying science and technology and he used his scientific prestige to try to persuade scientists that one of their first duties was to use their skill to ensure a decent life for all mankind. Before underdevelopment became a popular issue he proposed in a presidential address to the British Association that Britain should devote 1% of its national income to the economic improvement of the third world and he was later one of the prime movers in the foundation of the Overseas Development Institute. He was the senior member of a group of scientists which met regularly to discuss scientific and technological policy during the 13 years when the Labour Party was out of office, and this group became influential when Harold Wilson became leader of the Party. Blackett's ideas led directly to the creation of the Ministry of Technology as soon as the Wilson government was formed and he insisted that the first priority was revival of the computer industry. He did not enter open politics, but worked for a year as a civil servant. He remained deputy chairman of the Minister's Advisory Council throughout the administration's life, and was also personal scientific adviser to the Minister.

Көркем әдебиетке әсері

Блэкеттің планеталық магнетизм және гравитация туралы теорияларын ғылыми фантастика авторы Джеймс Блиш қолданып, Блэкет әсерін өзінің "спиндизиз" антигравитациялық жетегінің теориялық "негізі" ретінде сілтеме жасайды. Оның жақын досы К. П. Сноудың "Шет елдіктер мен туыстар" (1940–1974) романдар тізбегінде Блэкеттің мінезінің кейбір ерекшеліктері солшыл физик Фрэнсис Гетлифф бейнесін жасау үшін пайдаланылған. Блэкетт және оның "Эмоциялардың күйреуімен соғыс жүргізе алмайсыз" деген қағидасы "Гравитациялық радуга" атты Екінші дүниежүзілік соғыс тақырыбындағы "балама" романда кездеседі.

Жеке өмір

Блэкет агностик немесе атеист болды. Ол жиырмасыншы жылдардың радикалдары сияқты көптеген құрметтерден бас тартты, бірақ 1965 жылы туған күніне орай Ұлыбританияның құрметті серіктестер орденінің мүшесі болып тағайындалды және 1967 жылы Ұлыбританияның Еңбегі үшін орденімен марапатталды. 1969 жылғы 27 қаңтарда Ұлы Лондонның Челси қаласының Бароны Блэкетт ретінде өмірлік теңестірілді. 1965 жылы Корольдік қоғамның президенті болды. Ай бетіндегі Блэкетт кратері оның құрметіне аталған. Блэкет 1924 жылы Констанза Байонға (1899–1986) үйленді. Олардың бір ұлы мен бір қызы болды. Блэкетт зертханасы Императорлық колледждің Табиғат ғылымдары факультетінің бөлігі болып табылады және 1961 жылы құрылысы аяқталғаннан бері Физика кафедрасына орналасқан. Блэкет 1974 жылғы 13 шілдеде 76 жасында қайтыс болды. Оның күл-талқаны Лондонның Кенсал Грин зиратында жерленген. Бернард Ловелл Блэкетт туралы былай деп жазды: «Блэкеттпен зертханада жұмыс істегендер оның зор күшіне тәнті болды, ал оны басқа жерде білгендер оның сыртқы бейнесі сезімтал және адал жанды жасырғанын тез байқады». 2016 жылы Блэкеттің 1953 жылдан 1969 жылға дейін тұрған үйіне (Лондонның Челси қаласындағы 48 Паултонс сквері) Англия мұрасының көк тақтасы орнатылды. 2022 жылдың шілдесінде Корольдік теңіз күштері Блэкеттің құрметіне, теңіз күштері мен елге қызметі үшін эксперименттік кемеге оның есімін берді; XV Patrick Blackett (X01) Корольдік теңіз күштері автономды технологиялармен тәжірибе жасау үшін пайдаланылады.

Танымал мәдениетте

Блэкеттің рөлін Джеймс Д’Арси 2023 жылғы «Оппенхаймер» фильмінде сомдады.