Ральф Ви́нтон Ла́йон Ха́ртли: Жизнь и вклад в электронику

Введение

Американский исследователь электроники Ральф Винтон Лион Хартли (30 ноября 1888 – 1 мая 1970) был американским исследователем в области электроники. Он изобрел генератор Хартли и преобразование Хартли, а также внес вклад в основы теории информации. В его честь названа единица информации – хартли, равная одной десятичной цифре.

Биография

Хартли родился в Спрусемонте, штат Невада, и учился в Университете Юты, получив степень бакалавра в 1909 году. В 1910 году он стал стипендиатом Родоса в колледже Сент-Джонс Оксфордского университета, где получил степень бакалавра в 1912 году и степень бакалавра наук в 1913 году. 21 марта 1916 года он женился на Флоренс Вейл из Бруклина. У Хартли не было детей. Он вернулся в Соединенные Штаты и был принят на работу в Исследовательскую лабораторию компании Western Electric. В 1915 году он руководил разработкой радиоприемника для трансатлантических радиотелефонных испытаний Bell System. Для этого он разработал генератор Хартли, а также нейтрализующую схему для устранения самовозбуждения триода, вызванного внутренней обратной связью. Патент на генератор был подан 1 июня 1915 года и выдан 26 октября 1920 года. Во время Первой мировой войны Хартли разработал принципы, которые привели к созданию пеленгаторов направленного действия, работающих по звуковому принципу. После войны он вернулся в Western Electric, а затем работал в Bell Laboratories. Он проводил исследования в области ретрансляторов, передачи голоса и несущих частот, и сформулировал закон, согласно которому "общий объем передаваемой информации пропорционален полосе пропускания частот и времени передачи". Его статья 1928 года считается "важнейшей предпосылкой" для теории информации Шеннона. После десяти лет болезни он вернулся в Bell Labs в 1939 году в качестве консультанта. Несмотря на болезнь в течение большей части 1930-х годов, Хартли создал теоретическую и экспериментальную исследовательскую группу в Bell Laboratories, начиная с 1929 года, для изучения нелинейных колебаний и того, что впоследствии стало известно как параметрические усилители. Эти исследования проходили параллельно с работами, проводимыми в то же время в Советской России Леонидом Мандельштамом и в Европе Балтасаром ван дер Полом. В 1960 году Мамфорд опубликовал краткий обзор и обширную библиографию. Работы в Bell Laboratories под руководством Хартли в 1930-х и 1940-х годах продолжали Джон Бертон и Юджин Петерсон (которые сами начали исследования нелинейных схем еще в 1917 году, когда обнаружили необычные характеристики при работе с магнитными модуляторами Э. Ф. В. Александерсона – ранней формой магнитного усилителя). Питерсон позже привлек Джона Мэнли и Харрисона Роу к этой линии исследований в 1940-х годах, что привело к созданию известных соотношений Мэнли-Роу и ряду статей этих двух авторов по теме параметрических схем в середине 1950-х годов. Во время Второй мировой войны он особенно занимался проблемами сервомеханизмов. Он вышел на пенсию из Bell Labs в 1950 году и умер 1 мая 1970 года.

Hartley was born in Sprucemont, Nevada, and attended the University of Utah, receiving an A. B. degree in 1909. He became a Rhodes Scholar at St Johns, Oxford University, in 1910 and received a B. A. degree in 1912 and a B. Sc. degree in 1913. He married Florence Vail of Brooklyn on March 21, 1916. The Hartleys had no children. He returned to the United States and was employed at the Research Laboratory of the Western Electric Company. In 1915 he was in charge of radio receiver development for the Bell System transatlantic radiotelephone tests. For this he developed the Hartley oscillator and also a neutralizing circuit to eliminate triode singing resulting from internal coupling. A patent for the oscillator was filed on June 1, 1915 and awarded on October 26, 1920. During World War I Hartley established the principles that led to sound type directional finders. Following the war he returned to Western Electric. He later worked at Bell Laboratories. He performed research on repeaters and voice and carrier transmission and formulated the law "that the total amount of information that can be transmitted is proportional to frequency range transmitted and the time of the transmission." His 1928 paper is considered as "the single most important prerequisite" for Shannon's theory of information. After about 10 years of illness he returned to Bell Labs in 1939 as a consultant. In spite of his illness during most of the 1930s, Hartley had formed a theoretical and experimental research group at Bell Laboratories starting in 1929 to investigate nonlinear oscillations and what later became known as parametric amplifiers. This research was mostly parallel to the work being done at the same time in Soviet Russia by Leonid Mandelstam and in Europe by Balthasar van der Pol. A short review and extensive bibliography was published by Mumford in 1960. The Bell Laboratories work was carried on under Hartley's guidance during the 1930s and 1940s by John Burton and Eugene Peterson (who themselves had begun investigations of nonlinear circuits as far back as 1917 when they had observed unusual characteristics while working with E. F. W. Alexanderson's magnetic modulators, an early form of magnetic amplifier). Peterson later got John Manley and Harrison Rowe involved in this line of research during the 1940s which culminated in the now famous Manley–Rowe relations and several papers by the latter two authors on the topic of parametric circuits in the mid 1950s. During World War II he was particularly involved with servomechanism problems. He retired from Bell Labs in 1950 and died on May 1, 1970.

Публикации

Вероятно, неполный. Хартли, Р. В. Л., "Функция фазовой разницы в бинауральном распознавании чистых тонов", Physical Review, том 13, выпуск 6, стр. 373–385, (июнь 1919). Хартли, Р. В. Л., Фрай Т. С., "Бинауральное распознавание чистых тонов", Physical Review, том 18, выпуск 6, стр. 431–442, (декабрь 1921). Хартли, Р. В. Л., "Отношения между несущей и боковыми полосами в радиопередаче", Proceedings of the IRE, том 11, выпуск 1, стр. 34–56, (февраль 1923). Хартли, Р. В. Л., "Передача информации", Bell System Technical Journal, том 7, номер 3, стр. 535–563, (июль 1928). Хартли, Р. В. Л., "Волновой механизм квантовых явлений", Physical Review, том 33, выпуск 2, стр. 289, (1929) (только реферат). Хартли, Р. В. Л., "Осцилляции в системах с нелинейной реактанцией", The Bell System Technical Journal, том 15, номер 3, стр. 424–440, (июль 1936). Хартли, Р. В. Л., "Возбуждение спектров Рамана с помощью оптических катализаторов", Nature, том 139, стр. 329, (20 февраля 1937). Хартли, Р. В. Л., "Задержка в установившемся состоянии применительно к апериодическим сигналам", Bell System Technical Journal, том 20, номер 2, стр. 222–234, (апрель 1941). Хартли, Р. В. Л., "Более симметричный анализ Фурье, применяемый к задачам передачи", Proceedings of the IRE, том 30, номер 2, стр. 144–150, (март 1942). Хартли, Р. В. Л., "Замечание о применении векторного анализа к волновому уравнению", Journal of the Acoustical Society of America, том 22, выпуск 4, стр. 511, (1950). Хартли, Р. В. Л., "Значение неклассической статистики", Science, том 111, номер 2891, стр. 574–576, (26 мая 1950). Хартли, Р. В. Л., "Материя как форма движения", Bell System Technical Journal, том 29, номер 3, стр. 350–368, (июль 1950). Хартли, Р. В. Л., "Отражение расходящихся волн гиростатической средой", Bell System Technical Journal, том 29, номер 3, стр. 369–389, (июль 1950). Хартли, Р. В. Л., "Новая система логарифмических единиц", Proceedings of the IRE, том 43, номер 1, стр. 97, (январь 1955). Хартли, Р. В. Л., "Новая система логарифмических единиц", Journal of the Acoustical Society of America, том 27, выпуск 1, стр. 174–176, (1955). Хартли, Р. В. Л., "Теория информации, анализ Фурье и волновая механика", 10 августа 1955, информация о публикации неизвестна. Хартли, Р. В. Л., "Масса волновой частицы", 30 июля 1955, неопубликованная рукопись, копии доступны в Библиотеке и архивах Нильса Бора, Американского института физики, Колледж-Парк, Мэриленд. Хартли, Р. В. Л., "Механизм гравитации", 11 января 1956, неопубликованная рукопись; копии доступны в Библиотеке и архивах Нильса Бора, Американского института физики, Колледж-Парк, Мэриленд. Хартли, Р. В. Л., "Механизм электричества и магнетизма", 14 июня 1956, неопубликованная рукопись, копии доступны в Библиотеке Нильса Бора и архивах, Американского института физики, Колледж-Парк, Мэриленд. Хартли, Р. В. Л., "Ротационные волны в турбулентной жидкости", Journal of the Acoustical Society of America, том 29, выпуск 2, стр. 195–196, (1957). Хартли, Р. В. Л., "Механистическая теория внеатомной физики", Philosophy of Science, том 26, номер 4, стр. 295–309, (октябрь 1959).

Probably incomplete. Hartley, R. V. L., "The Function of Phase Difference in the Binaural Location of Pure Tones," Physical Review, Volume 13, Issue 6, pp 373–385, (June 1919). Hartley, R. V. L., Fry T. C.,"The Binaural Location of Pure Tones", Physical Review, Volume 18, Issue 6, pp 431 – 442, (December 1921). Hartley, R. V. L., "Relations of Carrier and Side Bands in Radio Transmission", Proceedings of the IRE, Volume 11, Issue 1, pp 34 – 56, (February 1923). Hartley, R. V. L., "Transmission of Information", Bell System Technical Journal, Volume 7, Number 3, pp. 535–563, (July 1928). Hartley, R. V. L., "A Wave Mechanism of Quantum Phenomena", Physical Review, Volume 33, Issue 2, Page 289, (1929) (abstract only)
Hartley, R. V. L., "Oscillations in Systems with Non Linear Reactance", The Bell System Technical Journal, Volume 15, Number 3, pp 424 – 440, (July 1936). Hartley, R. V. L., "Excitation of Raman Spectra with the Aid of Optical Catalysers", Nature, Volume 139, pg 329 329, (20 February 1937)
Hartley, R. V. L., "Steady State Delay as Related to Aperiodic Signals", Bell System Technical Journal, Volume 20, Number 2, pp 222 – 234, (April 1941). Hartley, R. V. L., "A More Symmetrical Fourier Analysis Applied to Transmission Problems," Proceedings of the IRE, Volume 30, Number 2, pp. 144–150 (March 1942). Hartley, R. V. L., "Note on the Application of Vector Analysis to the Wave Equation", Journal of the Acoustical Society of America, Volume 22, Issue 4, pg 511, (1950). Hartley, R. V. L., "The Significance of Nonclassical Statistics", Science, Volume 111, Number 2891, pp 574 – 576, (May 26, 1950)
Hartley, R. V. L., "Matter, a Mode of Motion", Bell System Technical Journal, Volume 29, Number 3, pg 350 368, (July 1950). Hartley, R. V. L., "The Reflection of Diverging Waves by a Gyrostatic Medium", Bell System Technical Journal, Volume 29, Number 3, pp 369 – 389, (July 1950),
Hartley, R. V. L., "A New System of Logarithmic Units", Proceedings of the IRE, Volume. 43, Number 1, pg 97, (January 1955). Hartley, R. V. L., "New System of Logarithmic Units", Journal of the Acoustical Society of America, Volume 27, Issue 1, pp 174 – 176, (1955)
Hartley, R. V. L., "Information Theory of The Fourier Analysis and Wave Mechanics", August 10, 1955, publication information unknown. Hartley, R. V. L., "The Mass of a Wave Particle", July 30, 1955, unpublished manuscript, copies available from the Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park MD
Hartley, R. V. L., "The Mechanism of Gravitation", January 11, 1956, unpublished manuscript; copies available from the Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park MD
Hartley, R. V. L., "The Mechanism of Electricity and Magnetism", June 14, 1956, unpublished manuscript, copies available from the Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park MD
Hartley, R. V. L., "Rotational Waves in a Turbulent Liquid", Journal of the Acoustical Society of America, Volume 29, Issue 2, pp 195 – 196, (1957)
Hartley, R. V. L., "A Mechanistic Theory of Extra Atomic Physics", Philosophy of Science, Volume 26, Number 4, pp 295 – 309, (October 1959)

Архивные коллекции

Ральф В. Л. Хартли, документы, 1920-1970, Библиотека и архив Нильса Бора.