Брайан Джозефсон - Brian Josephson

Брайан Джозефсон
фотография
Джозефсон в марте 2004 г.
Родился
Брайан Дэвид Джозефсон

( 1940-01-04 )4 января 1940 г. (81 год)
Кардифф , Уэльс, Великобритания
Альма-матер Кембриджский университет (бакалавр, магистр, доктор философии)
Известен Эффект джозефсона
Супруг (а)
Кэрол Энн Оливье
( М.  1976)
Дети одна дочь
Награды
Научная карьера
Учреждения
Тезис Нелинейная проводимость в сверхпроводниках  (1964)
Докторант Брайан Пиппард
Веб-сайт www .tcm .phy .cam .ac .uk / ~ bdj10

Брайан Дэвид Джозефсон FRS (родился 4 января 1940 г.) - британский физик-теоретик и почетный профессор физики Кембриджского университета . Наиболее известен своими новаторскими работами в области сверхпроводимости и квантового туннелирования. В 1973 году он был удостоен Нобелевской премии по физике за предсказание эффекта Джозефсона , сделанное в 1962 году, когда он был 22-летним аспирантом Кембриджского университета. Джозефсон - единственный валлиец, получивший Нобелевскую премию по физике. Он разделил премию с физиками Лео Эсаки и Иваром Гиавером , которые совместно получили половину награды за свою работу по квантовому туннелированию.

Джозефсон провел свою академическую карьеру в качестве члена группы по теории конденсированных сред в Кавендишской лаборатории Кембриджа . Он был научным сотрудником Тринити-колледжа в Кембридже с 1962 года и занимал должность профессора физики с 1974 по 2007 год.

В начале 1970-х Джозефсон занялся трансцендентальной медитацией и обратил свое внимание на проблемы, выходящие за рамки основной науки. Он основал в Кавендише проект объединения разума и материи, чтобы исследовать идею интеллекта в природе, взаимосвязь между квантовой механикой и сознанием , а также синтез науки и восточного мистицизма, широко известный как квантовый мистицизм . Он выразил поддержку таким темам, как парапсихология , память о воде и холодный синтез , что сделало его объектом критики со стороны коллег-ученых.

Ранняя жизнь и карьера

Образование

фотография
Вход в старую Кавендишскую лабораторию на Free School Lane в Кембридже.

Джозефсон родился в Кардиффе , Уэльс, в семье евреев, Мими (урожденная Вейсбард, 1911–1998) и Авраама Джозефсона. Он посещал среднюю школу Кардиффа , где он благодарит некоторых школьных учителей за то, что помогли ему, в частности, магистра физики Эмриса Джонса, который познакомил его с теоретической физикой. В 1957 году он переехал в Кембридж, где сначала изучал математику в Тринити-колледже в Кембридже . Завершив за два года часть II по математике и посчитав ее несколько бесплодной, он решил переключиться на физику.

Джозефсон был известен в Кембридже как блестящий, но застенчивый студент. Физик Джон Уолдрам вспомнил, как подслушивал, как Николас Курти , экзаменатор из Оксфорда, обсуждал результаты экзамена Джозефсона с Дэвидом Шенбергом , читателем по физике в Кембридже, и спрашивал: «Кто этот парень Джозефсон? Он, кажется, изучает теорию, как нож по маслу. . " Еще будучи студентом, он опубликовал статью об эффекте Мёссбауэра , указав на важную проблему, которую упустили из виду другие исследователи. По словам одного выдающегося физика, выступающего в Physics World , Джозефсон написал несколько статей, достаточно важных, чтобы обеспечить ему место в истории физики даже без открытия им эффекта Джозефсона.

Он получил высшее образование в 1960 году и стал студентом-исследователем в лаборатории Монда при университете на старом месте в Кавендише, где им руководил Брайан Пиппард . Американский физик Филип Андерсон , также будущий лауреат Нобелевской премии, провел год в Кембридже в 1961–1962 годах и вспомнил, что присутствие Джозефсона в классе было «неприятным опытом для лектора, я могу вас заверить, потому что все должно было быть правильным. или он подходил и объяснял мне это после урока ". Именно в этот период, будучи аспирантом в 1962 году, он провел исследование, которое привело к открытию им эффекта Джозефсона; Лаборатория Кавендиша открыла мемориальную доску на здании Mond, посвященную открытию в ноябре 2012 года. Он был избран членом Тринити-колледжа в 1962 году и получил докторскую степень в 1964 году за диссертацию на тему « Нелинейная проводимость в сверхпроводниках» .

Открытие эффекта Джозефсона

Джозефсону было 22 года, когда он выполнил работу по квантовому туннелированию, которая принесла ему Нобелевскую премию. Он обнаружил, что сверхток может проходить через тонкий барьер, предсказывая, по словам физика Эндрю Уитакера, что «на стыке двух сверхпроводников ток будет течь, даже если нет падения напряжения; что при падении напряжения, ток должен колебаться с частотой, связанной с падением напряжения, и что существует зависимость от любого магнитного поля ». Это стало известно как эффект Джозефсона, а переход - как переход Джозефсона.

Одновольтный стандарт NIST джозефсоновских переходов с 3020 сверхпроводящими переходами.

Его расчеты были опубликованы в Physics Letters (выбранном Пиппардом, потому что это был новый журнал) в статье под названием «Возможные новые эффекты в сверхпроводящем туннелировании», полученной 8 июня 1962 г. и опубликованной 1 июля. Они были экспериментально подтверждены Филипом Андерсоном и Джоном Роуэллом из Bell Labs в Принстоне; это появилось в их статье «Вероятное наблюдение джозефсоновского сверхпроводящего туннельного эффекта», представленной в Physical Review Letters в январе 1963 года.

До того, как Андерсон и Роуэлл подтвердили расчеты, американский физик Джон Бардин , получивший Нобелевскую премию по физике 1956 года (и снова получивший ее в 1972 году), возразил против работы Джозефсона. Он представил статью в Physical Review Letters 25 июля 1962 года, в которой утверждал, что «такого сверхтекучего течения быть не может». Разногласия привели к конфронтации в сентябре того же года в колледже Королевы Марии в Лондоне на Восьмой Международной конференции по физике низких температур . Когда Бардин (тогда один из самых выдающихся физиков в мире) начал говорить, Джозефсон (еще студент) встал и прервал его. Мужчины обменялись мнениями, как сообщается, вежливо и мягко.

Уитакер пишет, что открытие эффекта Джозефсона привело к «очень важной физике», в том числе к изобретению SQUID (сверхпроводящие устройства квантовой интерференции), которые используются в геологии для проведения высокочувствительных измерений, а также в медицине и вычислительной технике. IBM использовала работу Джозефсона в 1980 году для создания прототипа компьютера, который будет в 100 раз быстрее, чем мэйнфрейм IBM 3033 .

Нобелевская премия

фотография
Mond Building на старом месте в Кавендише, где работал Джозефсон. (Крокодил здесь в честь Эрнеста Резерфорда (1871–1937).)

Джозефсон был удостоен нескольких важных премий за свое открытие, включая премию исследовательской корпорации 1969 года за выдающийся вклад в науку, а также медаль Хьюза и премию Холвека в 1972 году. В 1973 году он получил Нобелевскую премию по физике , разделив награду в размере 122000 долларов с двумя другими учеными. который также работал над квантовым туннелированием. Джозефсону была присуждена половина премии «за теоретические предсказания свойств сверхтока через туннельный барьер, в частности тех явлений, которые обычно известны как эффекты Джозефсона».

Другая половина награды была разделена поровну между японским физиком Лео Эсаки из Исследовательского центра Томаса Уотсона в Йорктауне, штат Нью-Йорк, и норвежско-американским физиком Иваром Джавером из General Electric в Скенектади, штат Нью-Йорк, «за их экспериментальные открытия, касающиеся явлений туннелирования. в полупроводниках и сверхпроводниках соответственно ». Как ни странно, до присуждения премии никто из победителей не занимал профессорскую должность.

Занимаемые должности

Джозефсон провел год после докторантуры в Соединенных Штатах (1965–1966) в качестве доцента-исследователя в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне . Вернувшись в Кембридж, он был назначен помощником директора по исследованиям в Кавендишской лаборатории в 1967 году, где он оставался членом группы теории конденсированного состояния, группы теоретической физики, до конца своей карьеры. Он был избран членом Королевского общества (FRS) в 1970 году , и в том же году был удостоен стипендии Национального научного фонда Корнельского университета , где провел один год. В 1972 году он стал читателем физики в Кембридже, а в 1974 году - профессором, и занимал эту должность до выхода на пенсию в 2007 году.

Практикующий Трансцендентальную Медитацию (ТМ) с начала семидесятых, Джозефсон стал приглашенным преподавателем в 1975 году в Европейском исследовательском университете Махариши в Нидерландах, являющемся частью движения ТМ . Он также был приглашенным профессором в Государственном университете Уэйна в 1983 году, Индийском институте науки в Бангалоре в 1984 году и в Университете Миссури-Ролла в 1987 году.

Парапсихология

Ранний интерес и трансцендентальная медитация

фотография
Джозефсон стал научным сотрудником Тринити-колледжа в Кембридже в 1962 году.

Джозефсон заинтересовался философией разума в конце шестидесятых и, в частности, проблемой разума и тела , и является одним из немногих ученых, утверждающих, что парапсихологические явления ( телепатия , психокинез и другие паранормальные явления) могут быть реальностью. В 1971 году он начал практиковать Трансцендентальную Медитацию (ТМ), которой подхватили несколько знаменитостей, в том числе Битлз .

Получение Нобелевской премии в 1973 году дало ему свободу работать в менее ортодоксальных областях, и он стал все активнее участвовать, в том числе во время научных конференций, к раздражению коллег-ученых, в разговорах о медитации, телепатии и высших состояниях сознания. В 1974 году он рассердил ученых во время коллоквиума молекулярных и клеточных биологов в Версале, предложив им прочитать Бхагавад-гиту (V - II века до н.э.) и работу Махариши Махеш Йоги , основателя движения ТМ, а также поспорив о особые состояния сознания, достигаемые посредством медитации. «Ничто не заставляет нас, - крикнул ему один ученый, - прислушиваться к вашим диким предположениям». Биофизик Анри Атлан написал, что сессия закончилась бурным волнением.

В мае того же года Джозефсон выступил на симпозиуме, который приветствовал Махариши в Кембридже. В следующем месяце на первой канадской конференции по психокинезу он был одним из 21 ученых, которые проверили утверждения Мэтью Мэннинга , подростка из Кембриджшира, который сказал, что обладает психокинетическими способностями; Джозефсон, по-видимому, сказал репортеру, что, по его мнению, силы Мэннинга были новым видом энергии. Позже он отозвал или исправил заявление.

Джозефсон сказал, что традиция Тринити-колледжа проявлять интерес к паранормальным явлениям означает, что он не отказывался от этих идей сразу. Несколько президентов Общества психических исследований были научными сотрудниками Тринити, а фонд Перротта-Уоррика , созданный в Тринити в 1937 году для финансирования исследований в области парапсихологии, до сих пор находится в ведении колледжа. Он продолжал исследовать идею , что есть разум в природе, особенно после прочтения Фритьоф Капра «s Дао физики (1975), а в 1979 году занял более продвинутую форму ТМ, известную как программа ТМ-Сидхи . По словам Андерсона , движение ТМ выпустило плакат, на котором Джозефсон левитирует на несколько дюймов над полом. Джозефсон утверждал, что медитация может привести к мистическим и научным открытиям и что в результате он поверил в Творца.

Фундаментальная Группа Фысикс

Внешний образ
значок изображения Группа Fundamental Fysiks в 1975 году. Слева направо: Джек Сарфатти , Сол-Поль Сираг, Ник Герберт и Фред Алан Вольф (сидят)
фотография
Лаборатория Кавендиша открыла мемориальную доску на здании Mond в ноябре 2012 года, посвященную открытию эффекта Джозефсона .

Джозефсон стал сотрудничать в середине 1970-х годов с группой физиков, связанных с лабораторией Лоуренса Беркли в Калифорнийском университете в Беркли , которые исследовали паранормальные явления. По словам историка науки Дэвида Кайзера, они свободно организовались в группу Fundamental Fysiks и фактически превратились в «теоретиков» Стэнфордского исследовательского института (SRI) . Основными участниками группы были Элизабет Раушер, Джордж Вайсманн, Джон Клаузер, Джек Сарфатти, Сол-Поль Сираг, Ник Герберт, Фред Алан Вольф, Фритьоф Капра, Генри Стапп, Филипп Эберхард и Гэри Зукав.

В то время правительство проявляло значительный интерес к квантовой механике - американское правительство финансировало исследования телепатии в НИИ - и физики, способные понять это, оказались востребованы. Группа Fundamental Fysiks Group использовала идеи квантовой физики, в частности теорему Белла и квантовую запутанность , для исследования таких проблем, как действие на расстоянии , ясновидение , предвидение , дистанционное наблюдение и психокинез .

В 1976 году Джозефсон поехал в Калифорнию по приглашению одного из членов группы Fundamental Fysiks Group, Джека Сарфатти , который познакомил его с другими, включая лазерных физиков Рассела Тарга и Гарольда Путхоффа , а также квантового физика Генри Стаппа . The San Francisco Chronicle освещала визит Джозефсона.

Джозефсон вместе с нейробиологом В.С. Рамачандраном был соорганизатором симпозиума по сознанию в Кембридже в 1978 году, опубликовав труды под названием « Сознание и физический мир» (1980) . Год спустя в Кордове, Испания, последовала конференция на тему «Наука и сознание», на которой присутствовали физики и юнгианские психоаналитики, и на ней выступили Джозефсон, Фритьоф Капра и Дэвид Бом (1917–1992).

К 1996 году он основал в Кавендишской лаборатории проект объединения разума и материи, чтобы исследовать разумные процессы в природе. В 2002 году он сказал Physics World : «Будущая наука будет рассматривать квантовую механику как феноменологию определенных видов организованных сложных систем. Квантовая запутанность будет одним проявлением такой организации, паранормальные явления - другим».

Прием и взгляды на научное сообщество

Джозефсон прочитал лекцию памяти Поллока в 2006 году, лекцию Германа Штаудингера в 2009 году и лекцию сэра Невилла Мотта в 2010 году.

Джозефсон на прогулке по Кембриджу на Викимедиа, сентябрь 2014 г.

Мэтью Рейс писал в Times Higher Education в 2010 году, что Джозефсон долгое время был одним из «наиболее ярких фигур» физиков. Его поддержка неортодоксальных причин вызывала критику со стороны коллег-ученых с 1970-х годов, в том числе Филипа Андерсона. Джозефсон считает критику предубеждением и считает, что она лишила его сети академической поддержки.

Он неоднократно критиковал «науку на основе консенсуса», утверждая, что научное сообщество слишком быстро отвергает определенные виды идей. «Все, что угодно физическому сообществу - космические червоточины, путешествия во времени, - утверждает он, - лишь бы держаться на расстоянии от всего мистического или нью-эйджерского». Ссылаясь на эту позицию как на «патологическое неверие», он считает ее ответственной за отклонение академическими журналами статей о паранормальных явлениях. Он сравнил парапсихологию с теорией дрейфа континентов , предложенной в 1912 году Альфредом Вегенером (1880–1930) для объяснения наблюдений, которые в противном случае были необъяснимыми, которые сопротивлялись и высмеивались до тех пор, пока доказательства не привели к ее принятию после смерти Вегенера.

Писатель- ученый Мартин Гарднер критиковал Джозефсона в 1980 году за то , что он вместе с тремя другими физиками жаловался на статью Дж. А. Уиллера , высмеивающую парапсихологию, в «Нью-Йоркское обозрение книг» . Несколько физиков пожаловались в 2001 году, когда в буклете Королевской почты, посвященном столетию Нобелевской премии, Джозефсон написал, что Великобритания находится в авангарде исследований телепатии. Физик Дэвид Дойч сказал, что Королевская почта «позволила обмануть себя», поддержав бессмыслицу, хотя другой физик, Роберт Мэтьюз , предположил, что Дойч катался на коньках по тонкому льду, учитывая его собственные работы о параллельных вселенных и путешествиях во времени .

В 2004 году Джозефсон раскритиковал эксперимент Комитета по скептическому расследованию по проверке утверждений русской школьницы Наташи Демкиной о том, что она могла видеть внутренности людей, используя особый вид зрения. В ходе эксперимента ее попросили сопоставить шесть человек с подтвержденными медицинскими показаниями (плюс один, у которого ничего не было); Для прохождения теста ей нужно было сделать пять правильных совпадений, а всего четыре. Джозефсон утверждал, что это статистически значимо, и что эксперимент заставил ее потерпеть неудачу. Один из исследователей, Ричард Уайзман , профессор психологии в Университете Хартфордшира , ответил, что Джозефсон не опубликовал никаких публикаций по парапсихологии. Кейт Реннолис, профессор прикладной статистики в Гринвичском университете , поддержал позицию Джозефсона, заявив, что эксперимент был «крайне неадекватным» для определения какого-либо эффекта.

Репутация Джозефсона в продвижении неортодоксальных причин была укреплена его поддержкой идей памяти воды и холодного синтеза , которые отвергаются ведущими учеными. Предполагается, что память о воде дает возможное объяснение гомеопатии ; Ученые отвергают его как лженауку , хотя Джозефсон выразил поддержку ему после посещения конференции, на которой французский иммунолог Жак Бенвенист впервые предложил его. Холодный синтез - это гипотеза о том, что ядерные реакции могут происходить при комнатной температуре. Когда в 2012 году скончался Мартин Флейшманн , британский химик, пионер исследования которого проводился в этой области, Джозефсон написал вспомогательный некролог в Guardian и пожаловался в Nature, что в некрологе не удалось воздать должное Флейшманну. Энтони Валентини из Имперского колледжа Лондона отозвал приглашение Джозефсона на конференцию 2010 года по теории де Бройля-Бома из-за его работы над паранормальными явлениями, хотя оно было восстановлено после жалоб.

Защита Джозефсоном паранормальных заявлений и холодного синтеза привела к тому, что его описали как образец больного гипотетической Нобелевской болезнью .

Награды

Избранные работы

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки

  • Брайан Джозефсон на Nobelprize.org, Отредактируйте это в Викиданныхвключая Нобелевскую лекцию, 12 декабря 1973 г. Открытие туннельных сверхтоков