Введение
Американский физик XX века (1915–2015)
Али Джаван
Эльза М. Гармайр
Джеймс П. Гордон
Роберт В. Бойд
ForMemRS (1976) Таунс работал над теорией и применением мазера, для которого он получил фундаментальный патент, а также занимался другими исследованиями в области квантовой электроники, связанными как с мазерами, так и с лазерами. В 1964 году он разделил Нобелевскую премию по физике с Николаем Басовым и Александром Прохоровым. Таунс был советником правительства США и встречался со всеми президентами США, начиная с Гарри С. Трумэна (1945) и заканчивая Биллом Клинтоном (1999). Он возглавлял Научно-консультативный комитет при правительстве США в рамках программы пилотируемых полётов на Луну "Аполлон". После того, как в 1967 году он стал профессором Калифорнийского университета в Беркли, он начал астрофизическую программу, которая привела к ряду важных открытий, например, к обнаружению чёрной дыры в центре галактики Млечный Путь. Таунс был религиозным человеком и верил, что наука и религия сходятся, чтобы дать более глубокое понимание природы и предназначения Вселенной.
Elsa M. Garmire
James P. Gordon
Robert W. Boyd
ForMemRS (1976) Townes worked on the theory and application of the maser, for which he obtained the fundamental patent, and other work in quantum electronics associated with both maser and laser devices. He shared the 1964 Nobel Prize in Physics with Nikolay Basov and Alexander Prokhorov. Townes was an adviser to the United States Government, meeting every US president from Harry S. Truman (1945) to Bill Clinton (1999). He directed the US government's Science and Technology Advisory Committee for the Apollo lunar landing program. After becoming a professor of the University of California, Berkeley in 1967, he began an astrophysical program that produced several important discoveries, for example, the black hole at the center of the Milky Way galaxy. Townes was religious and believed that science and religion are converging to provide a greater understanding of the nature and purpose of the universe.
Ранние годы и образование
Таунз имел немецкое, шотландское, английское, валлийское, французское (гугенотское) и шотландско-ирландское происхождение. Он родился в Гринвилле, штат Южная Каролина, в семье Генри Кита Таунза (1876–1958), адвоката, и Эллен Самтер Таунз (1881–1980). Его брат, Генри Кит Таунс-младший (20 января 1913 – 2 мая 1990), был известным энтомологом, всемирным авторитетом в области наездников-икнеумонов. Чарльз получил степень бакалавра физики и степень бакалавра современных языков в Университете Фурмана, который окончил в 1935 году, а затем поступил в аспирантуру Калифорнийского технологического института, где в 1939 году получил степень доктора философии. Во время Второй мировой войны он работал над радиолокационными системами наведения бомб в Bell Labs. В 1953 году Таунс, Джеймс П. Гордон и Герберт Дж. Зейгер создали первый аммиачный мазер в Колумбийском университете. В 2002–2003 годах Таунс был лектором имени Карла Шварцшильда в Германии, а также лектором Бирлы и Шрёдингера в Индии.
Галактический центр
Галактический центр Млечного Пути долгое время ставил в тупик астрономов, а плотная пыль скрывает его от наблюдения в видимом свете. В середине и конце 1970-х годов Таунс совместно с Эриком Уоллманом, Джоном Лейси, Томасом Гебалем и Фредом Баасом изучал Стрелец А, область H II в Галактическом центре, в инфракрасном диапазоне длин волн. Они наблюдали вращение ионизированного неона вокруг центра с такой скоростью, что масса в самом центре должна составлять приблизительно 3 миллиона масс Солнца. Такая большая масса, сосредоточенная в столь малом объеме, указывала на то, что центральный объект (радиоисточник Стрелец А*) содержит сверхмассивную черную дыру. Стрелец А* был одним из первых обнаруженных объектов, представляющих собой черную дыру; впоследствии его масса была определена с большей точностью и составила 4,3 миллиона солнечных масс.
Формы и размеры звезд
Последним крупным технологическим изобретением Таунса стал инфракрасный пространственный интерферометр, разработанный совместно с Уолтом Фитэлсоном, Эдом Вишноу и другими. В рамках проекта были объединены три мобильных инфракрасных детектора, выровненные лазерами для изучения одной и той же звезды. Если расстояние между каждым телескопом составляет 10 метров, это эквивалентно 30-метровой линзе. Наблюдения за Бетельгейзой, красным гигантом в созвездии Ориона, показали, что её размер увеличивается и уменьшается со скоростью 1% в год, что составляет 15% за 15 лет. ISI обеспечивает исключительно высокое угловое и пространственное разрешение. Эта технология также играет важную роль в поиске внеземной жизни в сотрудничестве с Дэном Вертимером из Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI).
Личная жизнь и наследие
В 1941 году Таунс женился на Фрэнсис Х. Браун, активистке, работавшей с бездомными. Они жили в Беркли, Калифорния, и у них было четыре дочери: Линда Розенвейн, Эллен Андерсон, Карла Кесслер и Холли Таунс. В заявлении, сделанном после получения премии Темплтона в 2005 году, он написал: "Наука стремится понять, какова наша Вселенная и как она устроена, включая нас, людей. Религия же направлена на постижение цели и смысла Вселенной, включая смысл нашей собственной жизни. Если у Вселенной есть цель или смысл, то это должно находить отражение в её структуре и функционировании, а следовательно, и в науке".
Наука и религия
Мнения Таунса относительно науки и религии были изложены в его эссе «Сближение науки и религии», «Логика и неопределенности в науке и религии» и в его книге «Создание волн». Таунс считал, что красота природы «очевидно сотворена Богом» и что Бог создал вселенную для того, чтобы человечество появилось и процветало. Он молился каждый день и в конечном итоге пришел к выводу, что религия важнее науки, поскольку она отвечает на самый важный вопрос, определяющий нашу жизнь: в чем ее смысл и цель. Вера Таунса в сближение науки и религии основана на предполагаемых сходствах:
Faith. Townes argued that the scientist has faith much like a religious person does, allowing him/her to work for years for an uncertain result. Revelation. Townes claimed that many important scientific discoveries, like his invention of the maser/laser, occurred as a "flash" much more akin to religious revelation than interpreting data. Proof. During this century the mathematician Godel discovered there can be no absolute proof in a scientific sense. Every proof requires a set of assumptions, and there is no way to check if those assumptions are self consistent because other assumptions would be required. Uncertainty. Townes believed that we should be open minded to a better understanding of science and religion in the future. This will require us to modify our theories, but not abandon them. For example, at the start of the 20th century physics was largely deterministic. But when scientists began studying the quantum mechanics they realized that indeterminism and chance play a role in our universe. Both classical physics and quantum mechanics are correct and work well within their own bailiwick, and continue to be taught to students. Similarly, Townes believes growth of religious understanding will modify, but not make us abandon, our classic religious beliefs.
Вера. Таунс утверждал, что ученый обладает верой, подобной религиозной, позволяющей ему/ей годами работать ради неопределенного результата. Откровение. Таунс утверждал, что многие важные научные открытия, такие как его изобретение мазера/лазера, происходили как «озарение», больше напоминающее религиозное откровение, чем интерпретацию данных. Доказательство. В этом столетии математик Гёдель обнаружил, что абсолютного доказательства в научном смысле не существует. Любое доказательство требует набора предположений, и невозможно проверить их самосогласованность, поскольку для этого потребовались бы другие предположения. Неопределенность. Таунс считал, что мы должны быть открыты для более глубокого понимания науки и религии в будущем. Это потребует от нас модификации наших теорий, но не отказа от них. Например, в начале XX века физика была преимущественно детерминистической. Но когда ученые начали изучать квантовую механику, они осознали, что индетерминизм и случайность играют роль во Вселенной. И классическая физика, и квантовая механика верны и хорошо работают в своей области, и продолжают преподаваться студентам. Аналогично, Таунс полагал, что развитие религиозного понимания будет изменять, но не заставит нас отказаться от наших классических религиозных убеждений.
Faith. Townes argued that the scientist has faith much like a religious person does, allowing him/her to work for years for an uncertain result. Revelation. Townes claimed that many important scientific discoveries, like his invention of the maser/laser, occurred as a "flash" much more akin to religious revelation than interpreting data. Proof. During this century the mathematician Godel discovered there can be no absolute proof in a scientific sense. Every proof requires a set of assumptions, and there is no way to check if those assumptions are self consistent because other assumptions would be required. Uncertainty. Townes believed that we should be open minded to a better understanding of science and religion in the future. This will require us to modify our theories, but not abandon them. For example, at the start of the 20th century physics was largely deterministic. But when scientists began studying the quantum mechanics they realized that indeterminism and chance play a role in our universe. Both classical physics and quantum mechanics are correct and work well within their own bailiwick, and continue to be taught to students. Similarly, Townes believes growth of religious understanding will modify, but not make us abandon, our classic religious beliefs.