چارلز هارد تاونز

چارلز هارد تاونز  (زادهٔ ۲۸ ژوئیه ۱۹۱۵، گرینویل کالیفرنیا – درگذشتهٔ ۲۷ ژانویه ۲۰۱۵، برکلی، کالیفرنیا) فیزیکدان آمریکایی بود که در مورد لیزر و میزر تحقیقات بسیار داشت. چارلز تونز در سال ۱۹۶۴ به همراه با الکساندر میخایلوویچ پروخورفAleksandr Prokhorov و نیکولای گنادیویچ پاسوفNikolay Gennadiyevich Basov جایزه نوبل فیزیک را دریافت نمود. او استاد راهنمای علی جوان، ویلیام اسمیت،William Smythe جیمز پ گوردون،James P. Gordon روبرت و بوید،Robert Boyd و رایموند چیاووRaymond Y. Chiao بوده‌است.

 زندگی‌نامه 
چارلز تاونز، فرزند هنری کیت تاونز، و الن (هارد) تاونز است. وی در گرینویل محل زادگاهش به مدرسه و دانشگاه رفت. به فوتبال، شنا، زبان‌شناسی و تاریخ علوم طبیعی… علاقه داشت، پدرش وکیل بود و او را به مطالعه بیشتر دعوت می‌نمود. اولین کلاس فیزیک وی را شیفته کرد و از آن به بعد با پرسشهای بسیار روبرو شد. خودش گفته‌است دائماً می‌پرسیدم. چرا آسمان آبی است؟ چرا آب زلال است؟ چرا آتش گرم و نورانی است؟ شب کجا می‌رود؟ دوربین چگونه کار می‌کند.

در دانشگاه فورمنFurman University گرینویل، استادان وی با توجه به استعدادش وی را تشویق کردند فیزیک بخواند. چارلز تونز در دانشگاه دوک به تحصیل فیزیک ادامه داد و در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا دکترا گرفت. بعدها در آزمایشگاه‌های تلفن بل مشغول شد و در زمینه مخابرات و رادار به دستاوردهای تازه رسید که در جنگ دوم جهانی بکار رفت. در دانشگاه کلمبیا و دانشگاه استنفورد به مطالعات خودش در مورد مولکول ها و ماکروویو ادامه داد و در نهایت به میزر رسید. افراد دیگری جز او به این ایده (میزر) رسیده بودند. در سال ۱۹۵۲ ژوزف وبرJoseph Weber از دانشگاه مریلند مستقل از چارلز تاونز به نتایجی رسیده بود. روبرت دیکRobert H. Dicke هم این مسیر را پیموده بود. در مسکو نیز پروخورف و باسف به میزر نزدیک شدند و آن را ساختند.

البته نام میزر را چارلز تاونز و شاگردانش ابداع نمودند.در سال ۱۹۵۸ اولین بار پیشنهاد فعالیت میزر در فرکانسهای نوری در مقاله‌ای توسط آرتور لئونارد شالو و چارلز تاونز داده شد. در سال ۱۹۶۰ یعنی کمتر از دو سال دیگر، تئودور میمن موفق به ساخت لیزر پالسی یاقوت شد. لیزر گازی هلیوم نئون بود، در سال ۱۹۶۱ توسط دکتر علی جوان ساخته شد. در سال ۱۹۶۲ نیز پیشنهاد لیزرهای نیمه هادی مطرح گردید. (دائرةالمعارف دکتر غلامحسین مصاحب(
200px|راست|بندانگشتی| مجسمه چارلز تونز، گرینویل، جنوب کالیفرنیا

امروزه تاونز، شالو، و گلد به‌عنوان مخترعان اصلی لیزر شناخته می‌شوند. هرچند که افراد دیگری نیز در این زمینه نقش داشته‌اند. هنگام ثبت اختراع میزر و لیزر، گوردون گولدGordon Gould که مدعی بود لیزر حاصل تلاش‌های او است، معترض شد.سخنان گوردون گولد، اسکاولو، دکتر علی جوان و…http://www.aip.org/history/exhibits/laser/sections/whoinvented.html 

به خاطر استفاده از تحقیقات چارلز تاونز در ارتش، سیستم رادار و جنگهای سلطه طلبانه (به ویژه جنگ ویتنام)، برخی بر او خرده گرفته‌اند. او پاسخ داده‌است: علم به انسان قدرت می‌دهد، او باید این قدرت را در راه نیک به کار ببرد. از لیزر البته می‌توان سلاح کشتار جمعی ساخت، کما اینکه از انرژی هسته‌ای بمب ویرانگر. اما دانش و علم زیبا است و می‌تواند به انسان خدمات بزرگی بکند. آنچه زشت است سوءاستفاده قدرتها از دستاورد دانشمندان است.
بندانگشتی|هنگام دریافت جایزه نوبل فیزیک ۱۹۶۴
چارلز تاونز علاوه بر جایزه نوبل و تمپولوتون و روم فورد، بیست و هفتچارلز تونز این جایزه را در سال ۱۹۶۱ برده‌است. Rumford Prize مدال افتخار از دانشگاه‌های مختلف و جوایز بسیاری از دولتها و موسسات علمی کسب نموده‌است. او در بسیاری از پروژه‌ها ازجمله در فرود اولین انسان به کره ماه شرکت فعال داشته و در مورد سیاهچاله‌ها و ستاره‌شناسی هم تحقیق کرده‌است.

چارلز تاونز به عنوان یک فیزیکدان به تنظیم‌شده بودن جهانFine-tuned Universe باور داشته و بر این مسئله تأکید دارد که از نظر قوانین ریاضی و احتمالات، جهان می‌توانسته‌است به بی‌شمار حالت پدید آید، اما فقط نمونه بسیار خاصی از این حالات است که پیدایش و ادامهٔ حیات را برای ما انسان‌ها میسر می‌سازد.گفتگو با چارلز تاونز discussing science and religion
بندانگشتی|تاونز در سمت راست ۲۰۰۶
در مقاله‌ای که با عنوان همگرایی علم و دین نوشته‌است اشاره می‌کند که جهان ما بیهوده و عبث نیست و ما نیز نباید به پوچی درغلطیم. همه چیز، حتی هرآنچه ما بی نظمی می‌پنداریم، از دید یک عالم آشنا به ریاضیات نظم است.'Faith is necessary for the scientist even to get started, and deep faith is necessary for him to carry out his tougher tasks. Why? Because he must have confidence that there is order in the universe and that the human mind - in fact his own mind - has a good chance of understanding this order.'

-Charles Townes, writing in "The Convergence of Science and Religion," IBM's Think magazine, March-April 1966
چارلز تاونز در یک سخنرانی برای دانشجویان از Big Bang (مهبانگ) صحبت کرده و می‌پرسد: جهان ما در ۹ بیلیون سال پیش چگونه به وجود آمد؟ با چشم علم که بنگریم هیچ چیز بدون دلیل نیست…

 زندگی شخصی 
چارلز تاونز در سال ۱۹۴۱ ازدواج کردو حاصل این ازدواج ۴ فرزند دختر بود (لیندا، الن، چارلی، هولی)، و در برکلی کالیفرنیا زندگی می‌کرد.

 سفر چارلز تاونز به ایران 
بندانگشتی|300px|اصفهان، نخستین سمپوزیوم لیزر جهانسپتامبر ۱۹۷۱، اجتماع ۷۰ نفری فیزیکدانان جهان
در سال ۱۹۷۱ بسیاری از فیزیکدانان جهان از جمله پدر لیزرپدر لیزر Father of the Laser (چارلز هارد تونز)،
الکساندر میخایلوویچ پروخورف، دکتر علی جوان،Ali Javan سرجیو پریرا پورتو،Sergio Pereira da Silva Porto نیکولاس برومن برگن،Nicolaas Bloembergen بوریس استوچف،Boris P. Stoicheff پییریاکویی نوت،Pierre Jacquinot رایموند کیدر،Raymond E. Kidder آرتور لئونارد شالو… و ده‌ها فیزیکدان دیگر به ایران (اصفهان) آمدند و در نخستین سمپوزیوم لیزر (سمپوزیوم در فیزیک بنیادی و کاربردی لیزر، اصفهان)، شرکت نمودند. در مورد این سمپوزیوم علاوه برAtomic Coherent States in Quantum OpticsArecchi, F. T. ; Courtens, E. ; Gilmore, R. ; Thomas, H.Fundamental and Applied Laser Physics, Proceedings of the Esfahan Symposium held August 29 to September 5, 1971.New York, NY, 1973, p.835 گزارش Atomic Coherent States in Quantum Optics و کتابHighly Excited States of the Helium AtomLamb, W. E. , Jr. ; Mader, D. L. ; Wing, W. H.Fundamental and Applied Laser Physics, Proceedings of the Esfahan Symposium held August 29 to September 5, 1971.New York, NY, 1973, p.523 Highly Excited States of the Helium
یک کتاب کوچک ۱۳۳ صفحه‌ای از «آبراهام هرتزبرگ» با عنوان Developments in High Power Laser Research و یک جزوه ۱۸ صفحه‌ایEsfahan Symposium on Fundamental and Applied Laser Physics, Held in Esfahan, Iran on 29 August-5 September 1971 که «ویلیام ژوزف کوندل»William J. Condell منتشر نموده، کتاب قطوری هم در ۹۶۰ صفحه منتشر شده‌است.مشخصات کتابی که در مورد سمپوزیوم لیزر در دانشگاه اصفهان در سال ۱۹۷۱ برگزار شد این است:
TITLE: Fundamental and applied laser physics; proceedings of the Esfahan Symposium, August 29 to September 5, 1971. Edited by Michael S. Feld, Ali Javan [and] Norman A. Kurnit.TYPE: BookPUBLISHED: New York, Wiley [1973]DESCRIPTION: xiii, 952 p. illus. 23 cm. A WileyInterscience publication. Includes bibliographical references.ISBN 0-471-25701-XRELATED: Feld, Michael S. , 1940 ed. Javan, Ali, 1926 ed. Kurnit, Norman A. , 1939 ed.SUBJECTS: Quantum electronicsCongresses. LasersCongresses. Spectrum analysisCongresses.LOC CLASSIFICATION: QC680 .F86DEWY DECIMAL #: 535.5/8
This copy located at the Library of Congress. 535.5/8

در این مجمع علمی از تلاشهای تئودور میمن کاشف لیزر حالت جامد یاد شد.

در نخستین سیمپوزیوم لیزر در مورد تحقیقات نظری مبنی بر امکان نشر لیزری در ناحیه پرتو ایکس و رزونانس‌های اتمی و مولکولی در بیناب نمایی لیزری تبادل نظر شد.

در سمپوزیوم لیزر در اصفهان، فروتنی و تواضع چارلز تاونز، همه را تحت تأثیر قرار داد. او با همسرش فرانسسFrances H. Brown Townes همسر چارلز تاونز: به ایران آمد.

این سیمپوزیوم ۲۹ اوت – ۵ سپتامبر ۱۹۷۱ با حمایت دانشگاه صنعتی شریف تهران (آریامهر سابق) و با همکاری دانشگاه اصفهان و مؤسسهٔ فناوری ماساچوست (MIT) در دانشگاه اصفهان برگزار شد. از همایش اولین لیزر تئودور میمن و شماری از دانشمندان فیزیک در ۱۶ می ۱۹۶۰ که بگذریم ـ سمپوزیوم لیزر در اصفهان نخستین کنفرانس بین‌المللی لیزر در جهان بود.دربارهٔ نخستین سمپوزیوم لیزر در اصفهان در سال ۱۹۷۱At the Esfahan Symposium on Fundamental and Applied Laser Physics, which took place 29 August–5 September 1971, the world's laser specialists gathered to exchange notes on the state of the field and its probable future. The symposium was held on the campus of Esfahan University in Esfahan, the second largest city of Iran, under the auspices of Arya-Mehr University of Technology and with the support and cooperation of Esfahan University and the Massachusetts Institute of Technology. Ali Javan (MIT) was director of the symposium, which was sponsored by the International Union of Pure and Applied Physics.

 تالیفات 
چارلز تاونز بخشی از تحقیقاتش را در فیزیک و ستاره‌شناسی چاپ کرده و متأسفانه هیچ‌کدام به فارسی ترجمه نشده‌است. بخشی از تحقیقات چارلز تونز که به کمک دیگران منتشر نموده‌است.

W. C. Danchi, M. Bester, C. G. Degiacomi, L. J. Greenhill, and C. H. Townes، “Characteristics of dust shells around thirteen late-type stars، ” AJ107, 1469 (1994).
R. Genzel, D. Hollenbach, and C.H. Townes، “The nucleus of our galaxy، ” Rep. Prog. Phys.57, 417 (1994).

A. Poglitsch, N. Geis, R. Genzel, F. Herrmann, J. M. Jackson, S. C. Madden, T. Nikola, G. J. Stacey, and C. H. Townes، “Far-infrared observations at the center of the galaxy، ” The Nuclei of Normal Galaxies, R. Genzel and A.I. Harris (Eds.)، 445, p. 239, Kluwer (1994).

W. C. Danchi, L. Greenhill, M. Bester, C. G. Degiacomi, and C. H. Townes، “Long baseline interferometric observations of circumstellar dust shells at 11 microns، ” Very High Angular Resolution Imaging, J. G. Robertson and W. J. Tango (Eds.)، 383, Kluwer (1994).

R. N. Treuhaft, S. T. Lowe, M. Bester, W. C. Danchi, and C. H. Townes، “Vertical scales of turbulence at the Mount Wilson Observatory، ” Ap. J.453, 522 (1995).

L. J. Greenhill, F. Colomer, J. M. Moran, D. C. Backer, W. C. Danchi, M. Bester, and C. H. Townes. “The circumstellar envelope of VX Sgr، ” Ap. J.449, 365 (1995).

M. Bester, W. C. Danchi, D. Hale, C. G. Degiacomi, C. H. Townes, D. Mèkarnia, and T. Geballe، “Measurement at 11 micron wavelengths of the diameters of Alpha Ori and Alpha Sco; changes in effective temperature of Alpha Ori and very recent dust emission، ” Ap. J.463, 336 (1996).

A. Poglitsch, R. Genzel, S. Madden, T. Nikola, R. Timmermann, N. Geis, and C. H. Townes، “Far infrared fine structure line observations of the galactic center radio arc، ” in The Galactic Center, R. Gredel (Ed.), ASP Conf. Series 102, 114 (1996).

C. H. Townes، “A physicist courts astronomy، ” Prefatory Chapter IN Annual Review Astronomy and Astrophysics، ” Vol. 35 (1997).

S. Madden, A. Poglitsch, N. Geis, G. J. Stacey, and C. H. Townes، “[C II] 158 micron observations of IC 10: evidence for hidden molecular hydrogen in irregular galaxies، ” Ap. J. 483, 200 (1997).

J. D. Monnier, M. Bester, W. C. Danchi, M. A. Johnson, E. A. Lipman, C. H. Townes, P. G. Tuthill, and T. R. Geballe، “Observations and modeling of the nonuniform dust outflow around the red supergiant NML-Cygni، ” in A Half Century of Stellar Pulsation Interpretations: A tribute to Arthur N. Cox, P.A. Bradley and J.A. Guzik (Eds.), APS Conference Series 135, p. 329 (1998).

T. Nikola, R. Genzel, F. Hermann, S. C. Madden, A. Poglitsch, N. Geis, C. H. Townes, and G. J. Stacey، “[CII] emission from NGC 4038/39 (The “Antennae”)، ” Max-Planck-Institute fur Extraterrestrische Physik, Preprint 441، (1998) Ap. J. (in press).

J. D. Monnier, W. C. Danchi, D. S. Hale, P. G. Tuthill, and C. H. Townes، “Mid-infrared interferometry on spectral lines: III ammonia and silane around IRC + 10216 and VY CMa”، Ap. J.543, 868 (2000).

J. Weiner, W. C. Danchi, D. D. S. Hale, J. McMahon, C. H. Townes, J. D. Monnier, and P. G. Tuthill، “Precision measurements of the diameters of Orionis and Ceti at 11 microns، ” Ap. J.544, 1097 (2000).

N. Short, W. Fitelson, D. Hale, and C. H. Townes، “Low Altitude Atmospheric Turbulence Characteristics at Mt. Wilson Observatory” Proceedings of SPIE, V488, 803 (2003)

J. Weiner, D. Hale, C. H. Townes، “The Variability of Late-Type Stars Diameters Measured Using Mid-Infrared Interferometry”، “Interferometry for Optical Astronomy II”، Conferences, August 22-28, 2002, Waikolea, Hawaii, Proceedings of SPIE, Vol 4838. 172-180, 2003

J. Weiner, D. D. S. Hale, and C. H. Townes، “Asymptotic Giant Branch and Supergiant Stellar Diameters in the Mid-Infrared”، ApJ, Vol. 589, 976 (2003)

S. Tevousjan, J. Weiner, K. S. Abdeli, D. D. S. Hale, C. H. Townes، “Mid-Infrared Interferometry on Dust Shells around 4 Late Type Stars”، ApJ, Vol 611, 466 (2004)

J. Weiner, K. Tatebe, D. D. S. Hale, C. H. Townes, J. Monnier, M. Ireland, P. Tuthill, R. Cohen, R. K. Barry, J. Rajagopol, W. C. Danchi، “The Asymmetrical Dust Environment of IK Tau”، Ap.J. 636-1067 (2006)

K. Tatebe, A.A. Chandler, D.D.S. Hale, and C.H. Townes، “Characteristication of Dust Shell Dynamics and Asymmetry for 6 Mira-Type Stars, ApJ. 652, 666 (2006)

K. Tatebe, D.D.S. Hale, E.H. Wishnow, and C.H. Townes, Observation of a Burst of High-Velocity Dust from - Herculis, ApJ. Letters ~ April, 2007

 منابع 



 مصاحبه چارلز تاونز با «فین آسه‌رود»، در این گفتگوی طولانی، چارلز تاونز به بیش از ۳۰۰ سؤال پاسخ می‌دهد. 
 R.Y. Chiao, Amazing Light (نور شگفت‌انگیز) به مناسبت هشتادمین سال تولد چارلز تاونز ۱۹۹۴
 سخنان دکتر علی جوان در مورد میزر و نقش چارلز تاونز 
 How the Laser Happened چارلز تاونز (و آرتور لئونارد شالو): (دست یابی) به لیزر چگونه اتفاق افتاد. ماجراهای یک دانشمند
 کاملترین اطلاعات در مورد چارلز تاونز
 مقاله‌ای از چارلز تاونز درباره تئودور میمن و اولین لیزر

 پانویس 

 جستارهای وابسته 
 الکساندر میخایلوویچ پروخورف
 علی جوان
 تئودور میمن
 نخستین سمپوزیوم لیزر
 سرجیو پورتو

رده:استادان دانشگاه کلمبیا
رده:استادان دانشگاه میشیگان
رده:اعضای آکادمی ملی مهندسی آمریکا
رده:اعضای انجمن فیزیک آمریکا
رده:اعضای پیوسته خارجی آکادمی ملی علوم هند
رده:اعضای خارجی انجمن سلطنتی
رده:اعضای خارجی فرهنگستان علوم روسیه
رده:اعضای فرهنگستان ملی دانش آمریکا
رده:اعضای فرهنگستان هنر و دانش آمریکا
رده:اعضای کلیسای متحد مسیح
رده:اعضای هیئت علمی دانشگاه برکلی
رده:افراد آمریکایی آلمانی‌تبار
رده:افراد آمریکایی انگلیسی‌تبار
رده:افراد آمریکایی ایرلندی-اسکاتلندی‌تبار
رده:افراد آمریکایی ایرلندی‌تبار
رده:افراد آمریکایی فرانسوی‌تبار
رده:اهالی گرینویل، کارولینای جنوبی
رده:برندگان جایزه آکادمی ملی علوم
رده:برندگان جایزه نوبل اهل ایالات متحده آمریکا
رده:برندگان جایزه نوبل فیزیک
رده:برندگان نشان ملی دانش
رده:پژوهشگران لیزر
رده:دانشمندان آزمایشگاه‌های بل
رده:دانشمندان آمریکایی فیزیک هسته‌ای
رده:دانش‌آموختگان انستیتوی فناوری کالیفرنیا
رده:دانش‌آموختگان دانشگاه دوک
رده:درگذشتگان ۲۰۱۵ (میلادی)
رده:دریافت‌کنندگان جایزه کامستاک در فیزیک
رده:دریافت‌کنندگان جایزه گوگنهایم
رده:دریافت‌کنندگان نشان افتخار انجمن مهندسان برق و الکترونیک
رده:دریافت‌کنندگان نشان زرین لومونسف
رده:راه‌یافتگان به تالار مشاهیر مخترعین ملی
رده:زادگان ۱۹۱۵ (میلادی)
رده:شیمی طیف‌سنجی‌دانان
رده:فیزیک‌دانان آزمایشگاهی
رده:فیزیک‌دانان اهل ایالات متحده آمریکا
رده:مخترعان سده ۲۰ (میلادی) اهل ایالات متحده آمریکا
رده:مسیحیان اهل ایالات متحده آمریکا
رده:همه مقاله‌های دارای عبارت‌های بدون منبع
رده:اعضای فرهنگستان پاپی علوم
رده:اعضای مجمع فیلسوفان آمریکا
رده:شخص سال برگزیده مجله تایم