Физик Артур Холли Комптон (1892 – 1962)
Я верю в Бога, как верю в солнце – не потому что я Его
вижу, а потому что в Его свете я вижу все остальное.
Клайв С. Льюис
«Физика – это наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания» – сообщает Википедия.
Под природой здесь имеется в виду и космос и вообще вся материальная Вселенная, включая микро- и макромир. Начиная с древних времен и по сей день человек пытается объяснить явления природы. Задачей физики, как известно, является открытие различных закономерностей, которые позволяют объединить и познать разные физические явления.
Законы, по которым развивается природа, можно по аналогии сравнить с математической программой управления станком-автоматом. Не программа сама себя задала, и детали станка не сами по себе пришли в движение. Видя работающий без участия человека автомат, никто не думает, что этот сложнейший механизм появился без участия высокообразованных специалистов.
Изучая определенное явление и даже совершая открытие, человек сталкивается с тем, что чем скрупулезнее и глубже он изучает предмет, тем больше понимает, что происходящее невозможно объяснить самопроизвольными причинами. Ум ученого, навыкший в анализе и структурировании знаний, все больше и больше открывает для себя Того, Кто создал и привел в действие этот мир.
В 1927 году Нобелевскую премию в области физики получил американский ученый Артур Холли Комптон. Он обнаружил и дал теоретическое обоснование эффекту изменения длины волны рентгеновского излучения вследствие рассеяния его электронами вещества, чем доказал существование фотона. Этот эффект был назван в его честь.
Однажды Комптон сказал:
«Чтобы наука признала религию, необходимо рассмотреть гипотезу, согласно которой в природе действует разумное начало. Обсуждение доводов в пользу существования Божественного разума ведется с того момента, как появилась философия. Аргумент, основанный на идее разумного замысла, постоянно подвергается критике, однако так и не получил адекватного опровержения. Напротив, чем больше узнаем мы о нашем мире, тем меньше представляется вероятность того, что он возник случайным образом. Поэтому сегодня мало кто из ученых станет защищать атеизм».
Будущий ученый родился в городе Вустер штата Огайо США, 10 сентября 1852 года в семье Элиаса Комптона, пресвитерианского священника, профессора философии и декана Вустерского колледжа, и Отелии Кэтрин Комптон, в девичестве Аугшпургер. У Артура было двое старших братьев: Карл Тэйлор и Уилсон Мартиндейл , а также сестра, Мэри.
В детстве и юности мальчик увлекался и энтомолоией, и астрономией, и палеонтологией. Но с самого раннего детства он прежде всего был верующим человеком. В дальнейшем, в статье «Наука и сверхъестественное» ("Science and the Supernatural", 1946) Комптон напишет: «С раннего детства я научился видеть в Иисусе величайший пример любви к ближнему, выражающейся в реальных делах; пример того, кто знает, что найти душу свою можно, лишь утратив ее ради высшей ценности; того, кто скорее умрет, чем поступится истиной ради расхожего мнения, пусть даже его придерживаются самые уважаемые современники. Этот дух Иисуса и сегодня настолько явственно проявляется в людях, что во мне живет надежда: следуя Ему, насколько это в моих силах, я тоже, быть может, смогу жить вечно». (Цит. по: Johnston 1967, 372).
Окончив колледж, где работал отец и получив там степень бакалавра, Комптон отправился в Принстон. В 1914 году Комптон защищает магистерскую диссертацию, а в 1916 году – докторскую диссертацию на тему «Интенсивность отражения рентгеновских лучей и распределение электронов в атомах». Тема взаимодействия высокоэнергетического излучения с веществом стала главной темой жизни Артура Холли Комптона. После защиты диссертации Артур женился на Бетти Чарити Мак-Клозки. Впоследствии у них родились два сына, Артур Алан и Джон Джозеф.
В 1914 году Комптон защищает магистерскую диссертацию, а в 1916 году – докторскую диссертацию на тему «Интенсивность отражения рентгеновских лучей и распределение электронов в атомах». Тема взаимодействия высокоэнергетического излучения с веществом стала главной темой жизни Артура Холли Комптона.
Сначала будущий Нобелевский лауреат в течении двух лет читал лекции в Миннесоте, а затем занимался инновационной физикой в коммерческой компании «Вестингауз лэмп компани», где разрабатывал средства связи для армии, а затем работал с натриевыми лампами, что не мешало ему продолжать исследования взаимодействия высокоэнергетического излучения с веществом.
В 1919 году Комптон получил стипендию от Национального исследовательского совета и уехал на год в Кавендишскую лабораторию, в Кембридж. В этот период Резерфорд уже проводил в лаборатории эксперименты по расщеплению атома и, по словам Комптона, эти эксперименты стали решающими в его жизни.
Во время опытов ученые обнаружили, что рассеянное гамма-излучение поглощалось веществом легче, чем прямое. С точки зрения классической физики это было тогда необъяснимо. В 1923 году он открыл эффект увеличения длины волны при рассеянии на слабосвязанных электронах и дал объяснение эффекта, основываясь на представлении об электромагнитном излучении как потоке фотонов (эффект Комптона).
В 1923 году он открыл эффект увеличения длины волны при рассеянии на слабосвязанных электронах и дал объяснение эффекта, основываясь на представлении об электромагнитном излучении как потоке фотонов (эффект Комптона).
Вернувшись из Кембриджа и продолжая изучать рассеяние гамма- и рентгеновских лучей на веществе, он применил рентгеновский спектрометр Уильяма Брэгга, и во время опытов обнаружил что рассеянное излучение было двух видов. В одном случае длина волны рассеянного излучения совпадала с исходным, в другом – была больше. Увеличение длины волны было пропорционально углу рассеяния.
Комптон предположил, что, несмотря на то, что тогда большая часть физиков считала, что рентгеновские лучи представляли собой исключительно электромагнитные волны, в данном случае они выступали как частицы.
Действительно, если частица Х-лучей сталкивается с электроном, то она должна передать ему часть своей энергии, соответственно, ее энергия уменьшается, соответственно – увеличивается длина волны.
С 1920 Комптон – профессор физики университета Джорджа Вашингтона в Сент-Луисе, в 1923–1945 – Чикагского университета. В 1945–1953 – ректор университета Джорджа Вашингтона. Во время Второй мировой войны Комптон руководил металлургической лабораторией при Чикагском университете, участвовавшей в работе по созданию «уранового котла».
С 1946 по 1948 Комптон состоял членом Комиссии по высшему образованию при президенте США. Среди многочисленных его наград – медали Б.Румфорда (1927), Д.Юза (1940), Б.Франклина (1940). Основные труды – Рентгеновские лучи и электроны (X-rays and Electrons, 1926); Рентгеновские лучи: теория и эксперимент (X-rays in Theory and Experiment, 1935, в соавторстве с С.Аллисоном), а так же множество различных статей и публикаций.
Эффект, открытый Комптоном, находит применение в астрофизике: гамма-лучи от космических объектов подвергаются многократному рассеянию, пока их энергия не падает до длин волн рентгеновской части спектра, после чего их можно анализировать на стандартных рентгенографических установках. Подобный детектор был в 1991 году выведен НАСА на орбиту в составе Гамма-лучевой обсерватории имени Комптона.
На протяжении всей своей жизни этот неординарный человек, великий ученый, изменивший понятия классической физики, пронес глубокую веру в Бога, о чем неоднократно открыто говорил в своих трудах и выступлениях. В статье опубликованной в газете «Чикаго дейли ньюс» от 12 апреля 1936 г. , комментируя первый стих Библии, Комптон написал:
« Для меня Вера начинается со знанием того, что Высший Разум создал Вселенную и человека. Мне нетрудно верить в это, потому что факт наличия плана и, следовательно, Разума — неопровержим. Порядок во Вселенной, который разворачивается перед нашим взором, сам свидетельствует об истинности самого великого и возвышенного утверждения: “В начале — Бог”»
Будучи ученым, изучающим законы природы, он ни в чем не видел противоречия между наукой и религией. Он говорил: «Религия и наука по сути своей не могут противоречить друг другу. Наука — это надежный метод познания истины. Религия — поиск прочного основания жизни». (Johnston 1967, 374), и «Какая цель может быть благороднее сотрудничества с Творцом ради улучшения мира, в котором мы живем? Изучая поступки человека в свете науки, мы обретаем новую надежду. Создатель дал нам возможность и обязанность изменять к лучшему себя и мир. Верность Ему побуждает нас всем сердцем и всей душой стремиться к этой высокой цели». (Compton 1935, 119).
Будучи ученым, изучающим законы природы, он ни в чем не видел противоречия между наукой и религией.
Искорка веры, зажегшаяся в детском сердце, горела всю жизнь, питая душу ученого:
«Христианский Бог — это Бог любви. Бог есть любовь, и пребывающий в любви пребывает в Боге, и Бог в нем. Пожалуй, стоит также уточнить, что христианская любовь — не плотская страсть и не восторженное благоговение, а дружба, проявляющаяся в добрых делах ради ближнего. Молитва Богу любви означает серьезное размышление о том, как делать это добро. И действие, проистекающее из такой молитвы, — высочайший акт поклонения Богу любви».
И продолжает:
«Многие по собственному опыту знают, что молитва, обращенная к нашему Небесному Отцу, дает дерзновение и силы творить добро для Его детей». (Цит. по: Johnston 1967).
Артур Комптон скончался в Беркли штата Калифорния 15 марта 1962 в не дожив полгода до своего семидесятилетия.
