Biographical encyclopedia

[1392] 

VAN  ALLEN

VAN  ALLEN 

[1392]

advances  in  weaponry  had  been  made 

during  the  early  1940s.  The rockets  that 

had  fascinated  Goddard  [1083]  during 

the decades preceding World War II fas­

cinated others as well. The most success­

ful  group  of  rocketeers  were  developed 

in  Germany  and  of  these  an  important 

member was Wernher von Braun  [1370]. 

During the war, these men developed the 

V-2 rocket for Hitler’s  armies.

After  the  war  the  reserves  of  unused 

V-2s  fell  into  American  hands,  and 

under  Van  Allen’s  leadership  these  were 

turned  to  research  use.  Equipment  de­

signed  to  test  cosmic  ray  intensity  was 

included in the  payload  and  results were 

telemetered  (that  is,  turned  into  appro­

priate  coded  changes  in  radio  signals) 

back  to  earth  from  the  hundred  miles 

and more of height reached by  the  V-2s. 

Here,  Van  Allen’s  experience  in  minia­

turization stood him in good stead, for  it 

was  necessary  to  cram  as  much  equip­

ment  as  possible  into  the  very  limited 

area in the payload that the rocket could 

lift  far  into  the  outer  regions  of  the  at­

mosphere.

The V-2s were an amazing production, 

but  they  were  only  the  first  of  the  mis­

siles,  the  model-T,  as  it  were.  The 

United States  took to  designing  new  and 

better  missiles  and  these  were  pressed 

into the program of research of phenom­

ena  in  the  upper  atmosphere  as  well.  In 

1952  Van  Allen  began  to  make  use  of 

rockoons,  combinations  of  balloons  and 

rockets,  the  idea  of  which  had  occurred 

to him in  1949.  A rocket would  be lifted 

into  the  stratosphere  by  a  balloon  and 

from there would fire off,  on signal  from 

the  ground.  With  most  of  the  atmo­

sphere  below  it,  air  resistance  was  elimi­

nated  and  a  small  rocket  could  reach 

heights  that  only  a  large  rocket,  fired 

from the ground,  could  reach.

Van Allen became professor of physics 

at  the  University  of  Iowa  in  1954  and 

then  he  and  his  associates  began  to  talk 

of  something  new.  A  payload  sent  out 

into space by rocket could be given a ve­

locity  and  direction  of  flight  that  would 

take  it  into  an  orbit  about  the  earth 

where  it  would  remain  for  extended  pe­

riods. It would,  in  effect, be a man-made 

satellite.  Slowly,  government  officials

were  won  over  to  the  scientific  impor­

tance  of  such  an  enterprise.  In  1955 

President  Dwight  D.  Eisenhower  of­

ficially  announced  that  within  two  years 

such  an  artificial  satellite  would  be 

launched.

This was to be in  conjunction with the 

International  Geophysical  Year  (usually 

abbreviated  IGY),  which  was  to  run 

from  July  1,  1957,  to  December  31, 

1958,  during one  of those peaks of solar 

sunspot  activity  first  brought  to  the  at­

tention  of  scientists  by  Schwabe  [466]  a 

century  before.  This  was  to  be  a  pro­

gram  of  research  designed  on  a  vast  in­

ternational  scale,  a truly  global  effort,  in 

which  not  only  the  globe  itself  (includ­

ing  its  glaciers,  its  polar  regions,  and  its 

atmosphere)  but even nearby space were 

to be explored.

It  all  turned  out  to  be  an  extremely 

successful  affair,  too  successful  in  some 

respects  for  American  peace  of  mind. 

The  Soviet  Union  took  a  major  part  in 

the  IGY  and  announced  that  it  too 

would  place  satellites  in  orbit.  The 

United  States  government,  public,  and 

even  scientists  paid  little  attention  to 

this,  however.  Little  was  known  about 

Soviet  efforts  in  science  and,  specifically, 

in  rocket  research,  and  much  was 

thought  to  be  known  concerning  Soviet 

backwardness.

It therefore came as a shock to all seg­

ments of American  society when  the  So­

viet  Union  proved  as  good  as  its  word 

and  sent  up  the  first  artificial  satellite 

(Sputnik  I—“sputnik”  being  the  Russian 

word for “satellite’’)  on October 4,  1957. 

The Soviets had scheduled it for the cen­

tenary of the birth  of Tsiolkovsky  [880], 

and  said  as  much  in  advance,  and  were 

only a month late.  They sent up  the sec­

ond  artificial  satellite  (Sputnik  II),  car­

rying a dog,  a month later.

Although  the  United  States  went 

through  an  unedifying  period  of  panic, 

the  event  proved  salutary.  It  is  doubtful 

if  the  public,  or  Congress,  for that  mat­

ter,  would  have  been  willing  to  endure 

the  expense  involved  in  space  explora­

tion,  did  they  not  view  it  in  the  ignoble 

light of an  item  in the cold war with the 

Soviet  Union.

Van  Allen was  on  a ship  in the  South

851

[1392] 

VAN  ALLEN

VAN  ALLEN 

[1392]

Pacific,  on  his  way  toward  Antarctica, 

when  the  news  of  the  Soviet  satellite 

came  through.  He  hurried  back  to  the 

United States to participate in American 

efforts  to  hasten  its  own  satellites.  The 

American  Vanguard  program,  designed 

to  send  up  the  satellites  announced  by 

Eisenhower,  proved  an  expensive  fiasco 

for  the  most  part  (though  it  did  score 

one important success).  The  army,  how­

ever,  using  Von  Braun  (whom  the 

United States inherited from the defunct 

Nazi  war  machine)  finally  sent  up  Ex­

plorer  I,  the  first  American  satellite,  on 

January  31,  1958.  Its payload was  much 

smaller  than  that  of  the  Sputniks,  but 

this  was  made  up  for  by  Van  Allen’s 

miniaturization,  which  packed  the 

smaller  payload  with  a  surprising  quan­

tity of sophisticated instrumentation.

The  age  of  space,  which  opened  with 

Sputnik  I,  was  to  bring  the  promise  of 

technological  advance  of  breathtaking 

magnitudes,  as  in  the  communications 

satellites  pioneered  by  Pierce  [1351].  It 

was also to bring new information  about 

the earth itself, as O’Keefe [1412] was to 

show.  It  was  to  promise  improved 

weather forecasting through observations 

of  the  cloud  cover  and  atmospheric 

movements  of  the  planet  as  a  whole,  as 

seen  from  space.  It  even  brought  back 

new  information  concerning  other 

worlds, such as the map of the other side 

of  the  moon,  first  sent  back  in  October 

1959  by  a  Soviet  “lunar  probe,”  and  in­

formation  concerning  Venus  sent  back 

by  an  American  “Venus  probe”  in  De­

cember  1962.

One  piece  of  startling  information  in 

the  early  years  of  the  space  age  came 

from the first  Explorers of  1958  and the 

work  of Van  Allen.  Van  Allen’s  interest 

in  cosmic  rays  made  it  certain  that  Ex­

plorer  I  carried  instruments  designed  to 

check  the cosmic ray count  (and  that of 

other  energetic  particles)  of  nearby 

space.  The  counters  reached  a  surpris­

ingly  high  level,  then  went  dead.  The 

same was true of a more  rugged  counter 

on  Explorer  III,  which  was  launched  in 

March  1958.

Van  Allen’s  previous  work  led  him  to 

suspect  that  the  counters  had  stopped

working  not  because  the  particle  count 

had  fallen  to  zero,  but  because  it  had 

gone too high for the counter to handle. 

He designed a counter with a lead shield 

that  would  only  accept  a  small  fraction 

of  the  particles  (like  a  man  wearing 

tinted glasses to ward off light that is too 

bright).  Such  a  counter  went  up  with 

Explorer  IV  on  July  26,  1958,  and  the 

results  were  conclusive.  There  was  far 

more  high-energy  radiation  in  nearby 

space than anyone had dreamed.

The  regions  of  high-energy  radiation 

encircle the earth in the neighborhood of 

the equator,  curving in toward  the polar 

regions,  which  are  themselves  relatively 

free.  These  belts  of  radiation  are  popu­

larly  called  the  Van  Allen  radiation 

belts, though in the early  1960s the term 

magnetosphere  was  accepted  as  the  for­

mal name.

From  the shape  of  the  magnetosphere 

it seemed likely that the particles making 

it  up  were  trapped  in  the  earth’s  mag­

netic  field,  spiraling  about  the  magnetic 

lines  of  force  from  pole  to  pole  (mag­

netic  lines  which  Elsasser  [1279]  at­

tributed to events far in the earth’s inte­

rior). This was tested in August  1958 by 

exploding  an  atomic  bomb  several  hun­

dred  miles  above  the  earth’s  surface,  in 

an  experiment  referred  to  as  Project 

Argus.  The  distribution  of  the  charged 

particles  produced  by  the  bomb  showed 

conclusively  that  the  magnetic  field  was 

the  determining  factor  in  the  formation 

of  the  magnetosphere  and  that,  indeed, 

gave  the  belts  this  name.  Other  such 

high-altitude  tests,  backed  by  Van  Allen 

at  first,  succeeded  in  1962  in  producing 

changes  in  the  magnetosphere,  a  result 

generally deplored  by the  scientific  com­

munity.

The magnetosphere and, even more so, 

the  sudden  and  unpredictable  increases 

in  radiation  intensity  produced  by  solar 

flares, seemed to pose a difficult problem 

as  far  as  the  manned  exploration  of 

space  is  concerned.  The  orbital  flight  of 

Gagarin  [1502]  and  those  who  followed 

him  showed  that  man  is  reasonably  safe 

in  the  immediate  neighborhood  of  the 

earth,  and, twelve years later, Armstrong 

[1492] touched down on the moon.

8 5 2

[1393] 

SALK

HOFSTADTER 

[1395]

[1393]  SALK, Jonas Edward 

American microbiologist 

Born:  New  York,  New  York,  Oc­

tober 28,  1914

Salk,  the  son  of  a  Polish-Jewish  gar­

ment  worker,  graduated  from  the  Col­

lege  of  the  City  of  New  York  in  1934 

and  went  on  to  obtain  a  medical  degree 

in  1939 from New York University Col­

lege of  Medicine.  Through the  1940s  he 

served on  the faculty first of the Univer­

sity  of  Michigan  School  of  Public 

Health,  then  of  the  University  of  Pitts­

burgh School of Medicine.

After  the  Enders  [1195]  group  had 

shown the way to culture polio virus and 

make  quantities  available  for  experi­

mentation,  Salk  began  his  attempts  to 

kill the virus in such a way as to make it 

incapable  of  causing  the  disease  but  ca­

pable of producing antibodies that would 

then be active against living polio virus.

By  1952 he had prepared  a vaccine he 

dared try on children who had recovered 

from  polio  and  who  would  therefore  be 

resistant  to  infection.  The  vaccine  in­

creased the  antibody content of the chil­

dren’s blood and so  seemed  effective.  He 

then  tried  it  on  children  without  a  his­

tory  of  polio  and  was  again  successful. 

In  1954  the  vaccine  was  prepared  in 

quantity.

By  1955  the  news  of  the  Salk  vaccine 

broke and there was certainly the biggest 

medical brouhaha since Jenner [348] first 

discovered  smallpox  vaccination  a  cen­

tury  and  a  half  earlier.  The  newspaper 

headlines  and the  wild publicity  resulted 

in  the  overhasty  use  of  some  vaccine 

samples  that  were  prepared  with  insuffi­

ciently  stringent  precautions.  Some  two 

hundred  cases  of  polio  were  caused  by 

vaccine  injections,  with  eleven  deaths.

The  vast  majority  of  inoculations  did 

no harm, however,  and greater  care pre­

vented  such  sad  events  in  succeeding 

years.  With  the  Sabin  [1311]  vaccine  as 

another weapon in the armory,  poliomy­

elitis had, within a decade,  ebbed to only 

a twentieth of its previous incidence.

In  1963  Salk  became  director  of  the 

Salk  Institute  for  Biological  Studies  at 

San Diego,  California.

[1394]  SYNGE,  Richard  Laurence  Mil­

lington (sing)

English  biochemist

Born:  Liverpool, October 28,

1914

Like  Martin  [1350],  Synge,  the  son  of 

a  stockbroker,  studied  at  Cambridge 

University,  graduating  in  1936  and  ob­

taining  his  Ph.D.  in  1941.  He  spent  the 

years  from  1936  to  1939  in  Hopkins’s 

[912] laboratory.

He  is  chiefly  known  for  his  collabo­

ration with Martin in the development of 

paper  chromatography,  work  for  which 

he  shared  with  Martin  the  1952  Nobel 

Prize in  chemistry.

Since  1948  he  has been  at the Rowett 

Research  Institute  in  Scotland.  He  used 

paper  chromatography  to  work  out  the 

exact structure  of the very  simple  mole­

cule  (for  a  protein)  of  Gramicidin  S. 

This  led  directly  to  the  work  of  Sanger 

[1426],

[1395]  HOFSTADTER, Robert 

American physicist 

Born:  New York, New York, 

February 5,  1915

Hofstadter  was  educated  at  the  Col­

lege  of  the  City  of  New  York,  from 

which he graduated magna  cum laude in 

1935. He did graduate work at Princeton 

University,  receiving  his  Ph.D.  in  1938. 

During World War II he worked on Van 

Allen’s  [1392]  proximity  fuze  for  the 

National  Bureau  of  Standards.  After 

serving on the  faculty  of Princeton Uni­

versity, Hofstadter accepted a position as 

professor  of physics  at  Stanford  Univer­

sity  in  1950,  becoming  head  of  the  de­

partment in  1954.

At  Stanford  he  had  an  opportunity  to 

make use of the university’s large “linear 

accelerator.”  This  accelerated  particles 

by moving them,  with  successive  pushes, 

in  a  straight line,  rather  than  in  a  spiral 

as  was  the  case  with  Lawrence’s  [1241] 

cyclotron,  or  in  a  circle  as  with  Kerst’s 

[1367]  betatron. The relativistic  mass in­

crease  does  not  affect  the  situation  in 

straight-line acceleration  so  that  a  linear

853

[1395] 

HOFST ADTER

WELLER 

[1397]

accelerator  can  be  used  to  produce  very 

high-energy electrons in less complicated 

fashion  than  the  betatron  can.  (On  the 

other  hand,  linear  accelerators  have  the 

disadvantage  of  taking  up  tremendous 

quantities  of  space;  it  can  easily  be  two 

miles  long,  or  more.  For this  reason,  al­

though  it  is  one  of  the  earliest  types  of 

particle  accelerator  invented,  the  “linac” 

is  built  less  frequently  than  the  various 

members of the cyclotron family.)

Hofstadter  studied  the  scattering 

effects  imposed  on  high-energy  electrons 

by  atomic  nuclei  and  from  those  effects 

deduced  information  about  the  structure 

of  the  nucleus.  The  more  energetic  the 

electrons,  the closer they approached the 

nucleus  before  bouncing  or  veering  off, 

and  the  more  sharply  details  could  be 

deduced.

By  1960  he  was  using  electrons  ener­

getic  enough  to  enable  him  to  “see” 

within  individual  protons  and  neutrons. 

In  1961  he  announced  that  the  protons 

and  neutrons were  made  up  of  a  central 

core  of  positively  charged  matter,  about 

which  were  two  shells  of  mesonic  mate­

rial. In the proton, the meson shells were 

both  positively  charged.  In  the  neutron, 

one  of the  shells  was  negatively  charged 

in  such  a  way  that  the  overall  charge 

was zero.

From  his  observations  Hofstadter  fur­

ther  deduced  the  possible  existence  of 

mesons more massive  than those  already 

known; these included what he called the 

rho-meson  and  the  omega-meson.  Both 

were  shortly detected and were found to 

be  very  short-lived.  The  omega-meson 

lasts  for  only  0.0000000000000000000­

0001  second before breaking down.

In  a  way  Hofstadter’s  work  represents 

another step in the steady progression to­

ward  more  and  more  fundamental 

knowledge.  Chemistry  attained  a  deeper 

and  better  understanding  when  Dalton 

[389]  divined  that  matter  consists  of 

atoms  and  Mendeleev  [705]  discovered 

the  order  underlying  the  elements  built 

up  of those  atoms.  Better understanding, 

still,  came  when  the  structure  of  the 

atoms  themselves  was  deduced  and 

clarified  by  men  like  Ernest  Rutherford 

[996].  With  the  mid-twentieth  century,

however,  the  list  of  known  subatomic 

particles had grown lengthy and the rela­

tionships  among  them  uncertain.  It  was 

time  for  a  still  more  fundamental  order 

to  be  uncovered  and  Hofstadter’s  work 

was  headed  in  this  direction,  as  was 

Gell-Mann’s  [1487].

For  his  work  Hofstadter  received  the 

1961  Nobel  Prize  in  physics,  sharing  it 

with Mossbauer  [1483].

[1396]  MEDAWAR, Sir Peter Brian 

English biologist

Bom:  Rio  de  Janeiro,  Brazil  (of 

British  parents),  February  28, 

1915

Medawar  studied  at  Oxford  Univer­

sity,  graduating  in  1939  and  obtaining 

his  doctorate  in  1948.  By  that  time  he 

was  serving  as  a  professor  of  zoology  at 

the University of Birmingham.  He  trans­

ferred  to  the  University  of  London  in 

1951.  Acting  on  Burnet’s  [1223]  sugges­

tion, Medawar inoculated the embryos of 

mice  with  tissue  cells  from  another 

strain,  hoping  that  the  embryos  had  not 

yet gained  the  ability  to  form  antibodies 

against it. If so, then by the time the em­

bryo  entered  independent  life  and  could 

form  antibodies,  the  “foreign”  proteins 

might  no  longer  be  treated  as  foreign. 

This turned out to be the  case.  Once  the 

embryo  mice  entered  independent  life, 

they were able to accept skin grafts from 

those  strains  of  mice  with  which  they 

had  been  inoculated  in  embryo.  For  this 

discovery  Medawar  shared  the  1960 

Nobel  Prize  in  medicine  and  physiology 

with Burnet.

[1397]  WELLER, Thomas Huckle 

American microbiologist 

Born:  Ann Arbor, Michigan,

June  15,  1915

Weller  was  the  son  of  a  professor  of 

pathology at the University of Michigan, 

and  there  he  received  his  college  educa­

tion,  graduating  in  1936.  He  then  en­

tered Harvard University Medical School 

and obtained his medical degree in  1940.

854

[1398] 

HOYLE

TOWNES 

[1400]

During  World  War  II  he  served  as  a 

medical  officer  in  Puerto  Rico,  but  with 

the  end  of  the  war  he  returned  to  Har­

vard  and  joined  Enders’  [1195]  group. 

He shared the  1954 Nobel Prize in medi­

cine  and  physiology  with  Enders  and 

Robbins  [1410],

He  was  also  the  first  to  discover  how 

to grow the German measles virus in the 

laboratory and how to isolate the chicken 

pox virus.

[1398]  HOYLE, Sir Fred 

English  astronomer 

Born:  Bingley, Yorkshire, June 

24,  1915

Hoyle  obtained  his  master’s  degree 

from Cambridge University in  1939,  and 

during  World  War  II  worked  on  radar 

development.  He  returned  to  Cambridge 

in  1945  and  is  a professor  of  astronomy 

there.

He  has  accepted  Gold’s  [1437]  con­

tinuous creation theory and expounded it 

in  several  books  for laymen.  (In  this  re­

spect,  he  is  a  worthy  successor  to  those 

other  astronomer-writers,  Jeans  [1053] 

and  Eddington  [1085].  In  fact,  Hoyle 

has gone further and is perhaps the most 

eminent of those  contemporary  scientists 

who  have  written  science  fiction  under 

their own  names.)

Hoyle  has  described  a  scheme  of  nu­

clear  reactions  within  stellar  interiors, 

which  goes  far  past  the  hydrogen-to- 

helium  mechanism  elaborated  by  Bethe 

[1308],  Hoyle  suggests  that  the  helium 

nucleus  itself,  once  the  temperature 

reaches  a  high-enough  point,  “burns” 

further  to  produce  nuclei  of carbon  and 

oxygen.  Still  more  “burning”  produces 

magnesium,  sulfur,  and  other  elements 

up  to  iron.  Iron  is  the  limit,  for  in  its 

atoms  the  energy  content  is  at  a  mini­

mum  and  it  cannot  take  part  in  energy- 

yielding  nuclear reactions.

A  point  is  then  reached,  according  to 

Hoyle,  where  gravitation  is  no  longer 

countered  by  radiation  pressure  and  the 

star  collapses  catastrophically,  in  a  mat­

ter of  minutes,  to  the  white  dwarf stage. 

Such  lower  elements  as  remain  in  the

star’s  outer  layers  “ignite”  to  form  a 

supernova  explosion  (if  the  star  is  mas­

sive  enough)  and  the  energy  released 

forms the heavy atoms beyond iron.  Out 

of  the  thin gas  strewn through  space  by 

supernovas,  “second-generation  stars” 

rich in the heavier atoms are formed.

In  1946  Hoyle  suggested  that  the  sun 

was originally a double star and  that the 

companion  had  blown  itself  up,  leaving 

the planets behind,  richer in  the  heavier 

elements than the remaining sun is.

He  also  suggested,  in  the  late  1970s, 

that  interstellar  dust  clouds  and  comets 

might  include  actual life  forms  and  that 

cometary pollution,  so  to  speak,  may  be 

the cause of sudden pandemics on  earth. 

This is not taken seriously by most scien­

tists.

[1399]  BARGHOORN, Elso Sterrenberg 

(barg-hawm)

American  paleontologist 

Born:  New York, New York,

June 30,  1915

Barghoorn  obtained  his  Ph.D.  from 

Harvard  University  in  1941  and,  after 

his  early  teaching  stints,  joined  the  fac­

ulty  of  Harvard  in  1946  and  became  a 

full professor of botany in  1955.

He  has  been  particularly  interested  in 

fossil  plants,  and  the work  for which  he 

is best  known  is his  analysis  of tiny  bits 

of  carbonized  material  in  ancient  rocks, 

which seem to be  the remains of ancient 

and  primitive  fossil  cells.  If  Barghoorn’s 

notions  of  this  “pre-Cambrian”  life  are 

correct,  and  many  scientists  think  they 

are,  then  the  record  of  life  has  been 

traced  back  for  over  3  billion  years,  or 

to the point where the earth was not yet

1.5 billion years old.

[1400]  TOWNES, Charles Hard 

American physicist 

Born:  Greenville,  South  Carolina, 

July 28,  1915

Townes,  the  son  of  an  attorney,  at­

tended  Furman  University  in  his  home­

town,  graduating  summa  cum  laude  in