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'''더글러스 하트리'''(Douglas Rayner Hartree FRS, 1897년 3월 27일&nbsp;– 1958년 2월 12일)는 [[수치해석학|수치해석]]의 발전과 [[원자물리학|원자 물리학]]의 [[하트리-폭 방법]]에 대한 적용으로 유명한 영국의 수학자이자 [[물리학자]]이다.<ref name="mathgene">{{수학계보|id=60187}}</ref><ref name="mactutor">{{MacTutor|id=Hartree}}</ref>

하트리는 영국 [[케임브리지]] 에서 태어났다. 그의 아버지 윌리엄 [[케임브리지 대학교|은 케임브리지 대학의]] 공학 강사였으며 그의 어머니 에바 레이너는 영국 여성 협의회 회장이자 최초의 여성 케임브리지 시장이었다. 그의 증조부 중 한 사람은 [[새뮤얼 스마일스]]였다.<ref name="frs">{{저널 인용|제목=Douglas Rayner Hartree 1897-1958|저널=[[Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society]]|성=Darwin|이름=C. G.|저자링크=Charles Galton Darwin|연도=1958|권=4|쪽=102–116|doi=10.1098/rsbm.1958.0010}}</ref> 또 다른 사람은 해양 엔지니어 윌리엄 하트리였다.<ref>Richard Hartree, John Penn and Sons of Greenwich</ref> 더글러스 하트리는 유아기에서 살아남은 세 아들 중 장남이었다. 형제 자매는 그가 아직 어렸을 때 사망했지만 그의 두 형제도 나중에 사망했다. 하트리의 7세 형 John Edwin은 하트리가 17세일 때 사망했고 하트리의 22세 형제 Colin William은 하트리가 23세였을 때 1920년 2월 뇌수막염으로 사망했다.<ref>{{서적 인용|제목=Douglas Rayner Hartree: His Life in Science and Computing|성=Froese Fischer|이름=Charlotte|저자링크=Charlotte Froese Fischer|연도=2003|출판사=World Scientific|위치=Singapore|쪽=14–15|isbn=9789812795014}}</ref>

하트리는 케임브리지의 St John's College 에 다녔지만 제 [[제1차 세계 대전|1차 세계 대전]]으로 학업이 중단되었다. 그(그리고 그의 아버지와 형제)는 [[아치볼드 비비언 힐|AV Hill]] 에서 대공 [[탄도학]]을 연구하는 그룹에 합류하여 실질적인 계산과 미분 방정식의 수치적 방법에 대한 지속적인 관심과 상당한 기술을 얻었으며 대부분의 작업을 연필과 종이로 수행했다. .<ref>Van der Kloot(2011). "Mirrors and smoke: A. V. Hill, his brigands, and the science of anti-aircraft gunnery in world war I. ." Notes Rec. R. Soc. Lond. '''65''': 393–410.</ref> Hill에 따르면 하트리의 사망 기사에 따르면 '어느 날 조용히 그는 전선, 기둥 및 강철 테이프를 사용하여 롱베이스 높이 측정기를 즉석에서 만들었다. 이것은 하트리 높이 측정기로 알려지게 되었고 더 나은 광학 높이 측정기가 도입될 때까지 영국 대공군에 의해 광범위하게 사용되었다. 그것의 장점은 관찰된 양으로부터 '단순한 산술을 사용하여 매우 빠르게' 높이를 계산할 수 있다는 것이다. 또한 제조 비용이 저렴하고 사용이 간편했다.

1921년 [[닐스 보어]]의 Cambridge 방문은 하트리가 자신의 수치 기술을 [[보어 모형|보어의 원자 이론]]에 적용하도록 영감을 주어 1926년에 박사 학위를 취득했다. 같은 해에 [[슈뢰딩거 방정식]] 이 발표되면서 하트리는 [[미분방정식]] 과 [[수치해석학|수치해석]]에 대한 자신의 지식을 새로운 [[양자역학 개론|양자 이론]]에 적용할 수 있었다. 그는 원자의 전자 분포에 대한 하트리 방정식 을 유도하고 솔루션에 대한 일관된 필드 방법을 제안했다. 이 이론의 파동함수는 Slater 가 결정함수가 필요하다는 [[파울리 배타 원리]]를 만족시키지 못했다. [[블라디미르 포크|포크]]는 현재 [[하트리-폭 방법]]으로 알려진 "교환 방정식"을 발표했다. 이는 하트리가 교환 기여 계산을 위해 제안한 효율적인 방법을 사용하더라도 계산적으로 훨씬 더 까다롭다. 오늘날 하트리-폭 방법은 [[계산화학]] 분야에서 매우 중요하며 분자 및 응축상 시스템의 전자 구조 계산에 사용되는 대부분의 [[밀도범함수 이론|밀도 함수 이론]] 프로그램 내에서 수치적으로 적용 및 해결된다.<ref>{{웹 인용|url=https://en.wikibooks.org/wiki/Density_functional_theory/Hartree%E2%80%93Fock_method|제목=Density functional theory/Hartree–Fock method|출판사=Wikibooks|확인날짜=April 22, 2020}}</ref><ref>{{웹 인용|url=http://vergil.chemistry.gatech.edu/courses/chem4681/background/node7.html|제목=Density Functional Theory|성=Sherill|이름=C. David|웹사이트=Notes on Quantum Chemistry|출판사=Georgia Institute of Technology|확인날짜=April 22, 2020}}</ref>

1929년 하트리는 맨체스터 대학의 응용 수학의 Beyer 의장 으로 임명되었다. 1933년 그는 [[매사추세츠 공과대학교|매사추세츠 공과 대학의]] [[버니바 부시]]를 방문하여 그의 차동 분석기 에 대해 직접 배웠다. [[맨체스터]]로 돌아온 직후 그는 메카노 에서 자신의 분석기를 만들기 시작했다. 기계를 사용하여 수치적 방법을 더 활용할 수 있는 가능성을 보고 그는 Robert McDougall 경을 설득하여 Metropolitan-Vickers 와 공동으로 제작한 보다 강력한 기계에 자금을 지원했다.

철도에 대한 하트리의 열정을 반영하는 기계의 첫 번째 적용은 런던, 미들랜드 및 스코틀랜드 철도 의 시간표를 계산하는 것이었다.<ref>{{저널 인용|제목=Note on the application of the differential analyser to the calculation of train running times|저널=[[Memoirs and Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society]]|성=Hartree|이름=D. R.|성2=Ingham J.|연도=1938–1939|권=83|쪽=1–15}}
</ref> 그는 나머지 10년을 유체 역학의 제어 이론 및 층류 경계층 이론을 포함하여 물리학에서 발생하는 미분 방정식의 해를 찾기 위해 미분 분석기를 적용하여 각 분야에 상당한 기여를 했다.


하트리의 제안에 따라 Bertha Swirles는 1935년 [[디랙 방정식|Dirac 방정식]] 을 사용하여 원자 교환 방정식을 유도했다. 하트리의 조언에 따라 RB Lindsay 의 학생인 AO Williams가 1940년에 (교환 없이) 최초의 상대론적 계산을 보고했다.

2차 세계 대전 동안 하트리는 두 개의 컴퓨팅 그룹을 감독했다. 공급부(Ministry of Supply)의 첫 번째 그룹은 Jack Howlett<ref>{{웹 인용|url=http://www.chilton-computing.org.uk/acl/literature/earlyhistory/p018.htm|제목=Excerpt from letter to Jim Hailstone from Jack Howlett, 11 November 1995|확인날짜=1 January 2010}}</ref>에 의해 미분 방정식의 솔루션을 위한 "잡샵"으로 설명되었다. 제2차 세계 대전이 발발했을 때 맨체스터 대학의 차동 분석기는 미국에서 유일한 풀 사이즈(8개 적분기) 차동 분석기였다. 국가적 전쟁 노력을 지원하기 위해 작업에 사용할 수 있는 기계를 마련했다. 시간이 지나면서 그룹은 4명의 멤버<ref>{{웹 인용|url=http://www.dci.clrc.ac.uk/Activity/JackHowlett;SECTION=2031;|제목=Jack Howlett|보존url=https://web.archive.org/web/20060924024850/http://www.dci.clrc.ac.uk/Activity/JackHowlett%3BSECTION%3D2031%3B|보존날짜=24 September 2006|url-status=dead|확인날짜=1 January 2010}}</ref> (Jack Howlett, Nicholas R. Eyres, JGL Michel, Douglas 하트리, Phyllis Lockett Nicolson)로 구성되었다. 문제는 소스에 대한 정보 없이 그룹에 제출되었지만 목표의 자동 추적, 전파 전파, 수중 폭발, 강철의 열 흐름 및 나중에 동위원소 분리를 위한 것으로 밝혀진 확산 방정식이 포함되었다. 두 번째 그룹은 Phyllis Lockett Nicolson, David Copely 및 Oscar Buneman 의 마그네트론 연구 그룹이었다. 이 작업은 레이더 개발을 지원하는 밸브 개발 조정 위원회를 위해 수행되었다. 더 많은 통합자를 사용할 수 있었다면 차동 분석기를 사용할 수 있었으므로 하트리는 기계식 탁상 계산기에서 병렬로 작업하기 위해 그의 그룹을 3개의 "CPU"로 설정했다. 해결 방법으로 그는 현재 고전적인 입자 시뮬레이션을 선택했다.<ref>{{서적 인용|제목=A History of Scientific Computing|성=Buneman|이름=Oscar|연도=1990|편집자-성=Nash S. G.|출판사=ACM Press|위치=New York|쪽=57}}</ref> 하트리는 전쟁 중에 수많은 고도로 기술적인 비밀 보고서를 작성했지만 자기의 마그네트론 연구 결과를 저널에 발표한 적이 없다.

1944년 4월 하트리가 포함된 위원회는 NPL( [[국립 물리학 연구소|National Physical Laboratory]] ) 내에 수학 섹션을 설치할 것을 권장했다. 10월에 이 권고안은 자동 전화 장비를 과학 장비에 적용할 수 있는 가능성에 대한 조사와 신속한 컴퓨팅에 적합한 전자 컴퓨팅 장치의 개발이라는 첫 번째 두 가지 목표와 함께 발효되었다. 일부 구성원은 이미 [[콜로서스 (컴퓨터)|Colossus 컴퓨터]]에 대해 알고 있었을 것으로 의심된다. John R. Womersley ( [[앨런 튜링|Turing's]] bête noire)는 최초의 감독이었다. 1945년 2월 그는 [[에니악|ENIAC]] (아직 완료되지 않음) 방문을 포함하여 미국에서 두 달 동안 컴퓨터 설치를 견학했다. 그는 [[존 폰 노이만|폰 노이만의]] 유명한 1945년 6월 [[에드박|EDVAC]] 보고서의 초안을 알게 되었다. 약 2개월 후 하트리는 당시에는 대중에게 알려지지 않은 ENIAC을 보러 갔다.

1946년 2월, [[막스 뉴먼|Max Newman]] ( [[콜로서스 (컴퓨터)|거상 컴퓨터]]에 관여했던 사람) [[맨체스터 대학교|은 맨체스터 대학교]] 에서 범용 컴퓨터를 구축하는 작업을 시작하기 위한 기금에 대한 신청서를 [[왕립학회|왕립 학회]]에 제출했다. 왕립 학회는 NPL의 이사인 하트리와 CG Darwin 에게 조언을 요청했다. 하트리는 보조금을 추천했지만 Darwin은 NPL에서 Turing의 ACE 가 국가의 요구를 충족하기에 충분할 것이라는 이유로 반대했다. 그러나 하트리의 견해가 그 날 승리했고 맨체스터의 컴퓨팅 개발 이 시작되었다.

하트리는 [[제어 시스템]] 에서 더 많은 작업을 수행했으며 [[컴퓨터|디지털 컴퓨터]]의 초기 적용에 참여하여 미군에 탄도표 계산을 위한 [[에니악|ENIAC]] 사용에 대해 조언했다. 1946년 여름 하트리는 ENIAC를 프로그래밍한 최초의 민간인이 되었을 때 광범위한 과학에 대한 적용 가능성을 평가하기 위해 두 번째로 [[에니악|ENIAC]] 을 방문했다. 이를 위해 그는 음속보다 빠르게 움직이는 날개 표면 위의 공기와 같이 표면 위의 압축성 유체의 흐름과 관련된 문제를 선택했다.<ref>{{웹 인용|url=http://ed-thelen.org/comp-hist/Reckoners-ch-5.html|제목=Faster, Faster: The ENIAC|성=Ceruzzi|이름=Paul E.|확인날짜=1 January 2010}}</ref>

== 각주 ==
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{{전거 통제}}
[[분류:계산화학자]]
[[분류:케임브리지 대학교 세인트존스 칼리지 동문]]
[[분류:수리물리학자]]
[[분류:수치해석학자]]
[[분류:20세기 수학자]]
[[분류:잉글랜드의 수학자]]
[[분류:잉글랜드의 물리학자]]
[[분류:케임브리지 출신]]
[[분류:1958년 사망]]
[[분류:1897년 출생]]
[[분류:왕립학회 석학회원]]