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[

1121


].

During the 1920s two subatomic parti­

cles  were  known:  the  electron,  discov­

ered  by  J.  J.  Thomson  [869],  and  the 

proton,  discovered  by  Rutherford.  The

protons  were  all  located  in  the  nucleus, 

but  if  the  nucleus  contained  enough 

protons  to  make  up  its  mass,  it  would 

have  too  large  a  positive  charge.  Thus, 

the  helium  nucleus  has  a  mass  equal  to 

four protons, but a charge equal  only to 

two  protons.  It  was  thought,  therefore, 

that the nucleus must contain a few elec­

trons  to  neutralize  some  of  the  proton 

charge.  The  electrons  would  not  affect 

the  mass  much  since  they  were  ex­

tremely  light  particles.  It  was  even 

thought that the electrons would act as a 

“cement”  to  hold  the  protons  together, 

for  without  the  electrons  the  similarly 

charged  protons  would  repel  each  other 

and  fly  apart.  According  to  this  view­

point,  the  helium nucleus would  contain 

four  protons  and  two  electrons  for  a 

mass of 4 and a positive net charge of 2.

There  were  theoretical  reasons,  how­

ever,  for  dissatisfaction  with  the  theory 

of the proton-electron nucleus, and there 

were also theoretical reasons for suspect­

ing  that  an  uncharged  particle  might 

exist.  In  the  1920s  Rutherford  and 

Chadwick  made  several  attempts  to  lo­

cate  such  a  particle  but  failed.  The 

difficulty  was  that  uncharged  particles 

did  not  ionize  molecules  of  air  and  it 

was  through  this  ionization  that  sub­

atomic  particles  were  most  easily  de­

tected.


Between  1930  and  1932,  however, 

some  physicists,  including  Bothe  [1146] 

and the Joliot-Curies [1204,  1227], noted 

that when  certain light  elements  such  as 

beryllium  were  exposed  to  alpha  parti­

cles,  some kind  of radiation  was  formed 

which  showed  its  presence  by  ejecting 

protons  from  paraffin.  The proper  inter­

pretation was not made, unfortunately.

It  was  Chadwick  in  1932  who  re­

peated  these  experiments  and  showed 

that  the  best  way  of  explaining  the 

effects was to suppose that the alpha par­

ticles were knocking neutral particles out 

of the  nuclei  of the  beryllium  atom  and 

that  these  neutral  particles  (each  about 

as  massive  as  a  proton)  were  in  turn 

knocking protons out of paraffin.  In this 

way,  the  neutral  particle  (a  neutron) 

was discovered.

The  neutron  proved  to  be  by  far  the

729


[1150] 

CHADWICK


BANTING 

[1152]


most useful particle for initiating nuclear 

reactions  and  Chadwick  received  the 

1935  Nobel  Prize  in  physics.  At  that 

time  it  was  yet  to  be  discovered  that 

among  the  reactions  initiated  by  neu­

trons  was  uranium  fission.  This  Hahn 

[1063]  and Meitner [1060] were to  show 

three years later.

With  the  discovery  of  the  neutron  it 

was realized that the nuclei of atoms did 

not  have  to  contain  any  electrons.  In­

stead,  as  Heisenberg  [1245]  soon  sug­

gested,  the  nucleus  was  made  up  of 

protons  and  neutrons.  Thus,  the  helium 

nucleus  contained  two  protons  and  two 

neutrons for a total mass of 4 and a total 

positive  charge  of  2.  Different  isotopes 

of a particular element all  contained  the 

same  number  of  protons  (and  therefore 

the  same  number  of  electrons  in  the 

periphery—and  it  was  on  the  electron 

number and arrangement that the chemi­

cal  properties  depended)  but  possessed 

different  numbers  of  neutrons.  Thus,  of 

the  two  varieties  of  chlorine  atoms,  one 

contained  17  protons  and  18  neutrons 

for  a  total  mass  of  35,  while  the  other 

contained  17  protons  and  20  neutrons 

for a total mass of 37.  The two  isotopes 

would  be  distinguished  as  chlorine-35 

and  chlorine-37.  Thus,  finally,  the  iso­

tope  theory  of  Soddy  [1052]  and  Aston 

[1051],  advanced  two  decades  before, 

was rationalized.

The  proton-neutron  view  of  the  nu­

cleus met all the theoretical requirements 

but  one:  What  kept  all  the  positive- 

charged  protons  crowded  together  into 

the  tiny  nucleus?  For  an  explanation  of 

this,  it  was  necessary  to  wait  just  a  few 

years  for  the  calculations  of  Yukawa

[1323].


In  1935  Chadwick  became  professor 

of physics at the University of Liverpool. 

He  remained  out  of  Germany  in  World 

War  II,  fortunately,  and  served  instead 

as  head  of  Great  Britain’s  phase  of  the 

atomic  bomb  project,  spending  some 

time in America.  Indeed,  he  began work 

toward  an  atomic  bomb  shortly  after 

Meitner  announced  the  fact  of  fission 

and  well  before  the  United  States  was 

stirred to action.

He was knighted in  1945.

[1151]  NICHOLSON, Seth Barnes 

American astronomer 



Bom:  Springfield, Illinois, 

November  12,  1891 



Died:  Los Angeles, California,

July 2,  1963

Nicholson,  the  son  of  a  geologist,  at­

tended  Drake University in Des  Moines, 

Iowa, then went on  to  take his  Ph.D.  in 

1915  at  the  University  of  California. 

That  year  he  joined  the  staff  of  Mount 

Wilson  Observatory  at  Pasadena,  re­

maining  there  until  his  retirement  in 

1957.


Nicholson  carried  out  delicate  mea­

surements  of astronomical  temperatures. 

In  1927, for instance, he discovered that 

the  surface  temperature  of  the  moon 

dropped  nearly  200  Centigrade  degrees 

during  its  eclipse  by  the  shadow  of  the 

earth.  Such  a  precipitous  drop  indicates 

that  stored  heat  from  deeper  layers 

reaches the surface only very slowly and 

has given rise to the belief that the moon 

is covered with a layer of loose dust,  the 

vacuum between the dust particles being 

an excellent heat insulator. He also mea­

sured  the  surface  temperature  of  Mer­

cury, finding a maximum of 410°C.

Nicholson  joined  the  select  company 

of  Galileo  [166]  and  Barnard  [883]  as 

the discoverer of satellites of Jupiter. He 

discovered  one  in  1914,  while  still  a 

graduate  student,  two  in  1938,  and  a 

fourth  in  1951.  The  four  discovered  by 

Nicholson  are  small  objects  (probably 

captured  asteroids)  very  distant  from 

Jupiter.  So  are  additional  satellites  dis­

covered  by  others  in  the  twentieth  cen­

tury.  These  brought the  total number of 

Jupiter’s moons to more than a dozen.

[1152]  BANTING, Sir Frederick Grant 

Canadian physiologist 

Bom:  Alliston, Ontario,

November  14,  1891



Died:  Near Musgrave Harbour,

Newfoundland, February 21,

1941

At the University of Toronto, Banting, 



the  son  of  a  farmer,  began  studies  for 

the  ministry,  then  transferred  to  the

730


[1152] 

BANTING


BANTING 

[1152]


study of medicine. He obtained his medi­

cal degree in  1916 and served for the re­

mainder  of  World  War  I  as  a  medical 

officer  overseas.  He  was  wounded  at 

Cambrai  and  in  1918  was  awarded  the 

Military Cross for heroism under fire.

After  a  short  period  of  medical  prac­

tice,  Banting  grew  interested  in  diabetes 

mellitus,  a  disease  in  which  the  chief 

biochemical  symptom  was  the  presence 

of  abnormally  high  glucose  levels  in  the 

blood  and  the  eventual  appearance  of 

glucose  in  the  urine.  At  the  time,  this 

disease meant slow, but sure, death.

A  generation  earlier,  suspicion  had 

arisen  that  the  pancreas  was  somehow 

connected  with  it,  for  removal  of  the 

pancreas  in  experimental  animals 

brought  about  a  diabetes-like  condition. 

Once  the  hormone  concept  had  been 

propounded by Starling [954] and Bayliss 

[902],  it  seemed  logical  to  suppose  that 

the  pancreas  produced  a  hormone  that 

controlled the manner in which the body 

metabolized its glucose molecules. An in­

sufficient  supply  of this  hormone  caused 

glucose to pile up and led to diabetes.

Of  course,  the  chief  function  of  the 

pancreas  was  to  produce  a  digestive 

juice. Nevertheless,  there were numerous 

little patches of cells within the pancreas 

(called  Islets  of  Langerhans  after  the 

man who had first described them a half 

century  earlier)  which  differed  from  the 

rest  of  the  gland.  These  might  well  be 

the source of the hormone. The hormone 

had  even  received  a  name,  insulin,  from 

the Latin word for “island.”

There  had  already been successful  iso­

lations  of  hormones—notably  Kendall’s 

[1105]  isolation of thyroxine, the thyroid 

hormone—so it occurred to a number of 

people to  attempt  to isolate  insulin  from 

the  pancreas.  If  that  could  be  done,  the 

isolated  hormone  might  be  administered 

to human  diabetics,  who  could  then  sur­

vive  the  disease  indefinitely  while  medi­

cation  continued.  All  attempts  to  isolate 

insulin  failed,  however,  for the  digestive 

enzymes in the pancreas broke up the in­

sulin molecule  (a protein)  as soon as the 

pancreas was mashed  up.

In  1920  Banting  read  an  article  de­

scribing  how  tying  off  the  duct  through 

which the pancreas delivered its digestive

secretion  into  the  intestines  caused  the 

pancreatic  tissue  to  degenerate.  This 

gave  Banting  the  key  idea.  The  Islets  of 

Langerhans,  not  being  involved  in  pro­

ducing  the  digestive  secretions,  should 

not  degenerate.  If  the  rest  of  the  pan­

creas did,  then  there  would  be  no  diges­

tive enzymes left to break up  the insulin, 

which would still be present in full.

In  1921  he  went  to  the  University  of 

Toronto  with  his  idea,  and,  after  some 

trouble,  persuaded  a  professor  of  physi­

ology,  John  J.  R.  Macleod,  to grant  him 

some  laboratory  space  and  assign  him  a 

co-worker,  who  turned  out  to  be  Best 

[1218],  After  that,  Macleod  went  off  on 

a summer vacation.

Together, Banting and Best tied off the 

pancreatic  ducts  in  a  number  of  dogs 

and  waited  seven  weeks.  The  pancreases 

had  by  then  become  shriveled  and  use­

less  to  the  dogs  as  digestive  organs  but 

the Islets of Langerhans were still  in fine 

shape.  From  such  pancreases,  they  ex­

tracted a solution that could then be sup­

plied to the dogs who had been made di­

abetic  by  the  removal  of  the  pancreas. 

The  extract  quickly  stopped  the  symp­

toms of diabetes.  Banting and Best called 

the hormone  “isletin”  but  Macleod,  who 

now  decided  to  take  an  interest,  insisted 

on the older “insulin.”

The  experiments  were  completed  in 

1922,  and in  1923  Banting and  Macleod 

were  awarded  the  Nobel  Prize  in  medi­

cine and physiology, the first Nobel  Prize 

awarded  to  Canadians.  Millions  of  dia­

betics have, since that time,  been able  to 

live  reasonably  normal  lives.  Among 

these  were  Eastman  [852]  and  Minot 

[1103],  as  well  as  George  V  of  England 

and the writer H.  G. Wells.

Banting was furious, however, that the 

prize  had  been  shared  with  Macleod, 

who  had  merely  given  them  laboratory 

space,  and not with Best, who had borne 

his  fair  share  of  the  labor.  It  was  only 

with  difficulty  that  Banting  was  per­

suaded  to  accept  the  prize  and  when  he 

did  so,  he  gave  half  his  share  of  the 

money to Best.

Banting  was  voted  an  annuity  by  the 

Canadian  Parliament  in  1923  and  the 

Banting  Research  Foundation  was  es­

tablished for him. A Banting-Best profes­

731


[1153] 

STURTEVANT

WATSON-WATT 

[1155]


sorship  was  established  at  the  University 

of  Toronto  and  in  1934  Banting  was 

knighted.

With  the  coming  of  World  War  II, 

Banting was once again involved in med­

ical  war  work.  He  served  as  a  major  in 

the  Canadian  Army,  but  was  less  fortu­

nate  this time.  He  died  in  a  plane  crash 

over Newfoundland.

[1153]  STURTEVANT,  Alfred  Henry 

(stur'tuh-vant)

American geneticist 



Born:  Jacksonville, Illinois, 

November 21,  1891 



Died:  Pasadena, California,

April 5,  1970

Sturtevant  was  the  son  of  a  mathe­

matics  teacher  turned  farmer.  The  fam­

ily moved  to  southern Alabama in  1899. 

In  1908  Sturtevant  entered  Columbia 

University, where it was possible for him 

to  live  with  his  older  brother,  who  was 

teaching  Latin  and  Greek  at  Barnard. 

Sturtevant’s  brother  encouraged  the 

young  man  to  study  genetics,  and  this 

he  did  to  such  effect  that  in  1910  he 

was  able  to  work  in  T.  H.  Morgan’s 

[957]  laboratory.  He  obtained  his  Ph.D. 

in  genetics  under  Morgan  in  1914,  and 

for  some  years  worked  with  Muller 

[1145].  In  1928  he  obtained  a  profes­

sorship in genetics at the California Insti­

tute  of  Technology,  remaining  there  till 

his  death.

Sturtevant’s  best-known  advance  was 

the principle  of mapping the  position  of 

genes  on  a  chromosome  by  the  fre­

quency  with  which  crossing  over  sepa­

rated  them.  The  greater  the  frequency 

the  farther apart the genes.  He published 

details  of  the  technique  in  1913.  The 

four  chromosomes  of  the  fruit  fly  were 

soon  mapped  in  detail  in  this  way.  Stur­

tevant presented a map of the fourth and 

smallest of the chromosomes in  1951.

[1154]  MURPHY, William Parry 

American  physician 

Born:  Stoughton,  Wisconsin, 

February 6,  1892

Murphy  studied  at  the  University  of 

Oregon,  graduating  in  1914.  After  a 

spell of teaching, he went on to medicine 

and  obtained  his  medical  degree  from 

Harvard University in  1920.

At  Peter  Bent  Brigham  Hospital  he 

worked  with  Minot  [1103]  in  developing 

the liver treatment for pernicious anemia 

and shared with him and Whipple  [1059] 

the  1934  Nobel  Prize  in  medicine  and 

physiology.

[1155]  WATSON-WATT, Sir Robert 

Alexander 

Scottish physicist



Born:  Brechin,  Angus,  April  13, 

1892


Died:  Inverness, December 6,

1973


Watson-Watt was educated at the Uni­

versity  of  St.  Andrews  and  taught  there 

from  1912  to  1921.  Even  then  he  was 

interested  in  the  reflection  of  radio 

waves.

That  they  were  reflected  was  known, 



for  it  was  their  reflection  from  ionized 

layers  in  the  upper  atmosphere  that 

made  long-distance  broadcasting  possi­

ble,  as  Kennelly  [916]  and  Heaviside 

[806] had made  clear. The reflection was 

sharper  as  wavelength  decreased,  and  in 

1919 Watson-Watt had already taken out 

a patent in connection with radiolocation 

by means of shortwave radio.

Though  the  technology  is  rather  com­

plicated,  the  principle  is  simple.  Radio 

waves  travel  at  an  accurately  known  ve­

locity,  the  velocity  of  light.  A  pulse  of 

very  shortwave  radio  waves  (now  called 

microwaves)  can  be  sent  out  and,  upon 

striking  an  obstacle  and  being  reflected, 

will  return  to  the  sender.  The  difference 

in  time  between  emission  and  reception 

can then be converted into distance;  and, 

of  course,  the  direction  from  which  the 

reflection  is  obtained  is  the  direction  of 

the  obstacle.

By  1935  Watson-Watt,  as  a  result  of 

continued  experiments, had patented  im­

provements  that  made  it  possible  to  fol­

low an airplane by the radio-wave reflec­

tions it sent back. The system was called

732


[1156] 

THOMSON


DE  BROGLIE 

[1157]


“radio  detection  and ranging”  (to  “get  a 

range”  on  an  object  is  to  determine  its 

distance)  and  this  was  abbreviated  to 

“ra.  d. a. r.” or “radar.”

Research was continued in secrecy and 

by  the  fall  of  1938,  the  time  of  the 

Munich  surrender  to  Hitler,  radar  sta­

tions  were  in  operation.  By  the  time  of 

the Battle of Britain in 1940, radar made 

it  possible  for  the  British  to  detect  on­

coming German planes as easily by night 

as by day,  and in all weathers,  including 

fog.  The  German  planes  found  them­

selves  consistently  outguessed  and,  with 

all due respect to the valor of the British 

airmen,  it was  radar that won the  Battle 

of Britain.

The  principles  of  radar  had  been 

worked  out  in  Germany  too,  during  the 

1930s.  However,  it  is  reported  that 

Hitler  and  Goering  decided  that  it  was 

fit  only  for  defensive  warfare  and  that 

since  the  German  armed  forces  would 

never  have  to  stand  on  the  defensive, 

radar might be ignored. By the time they 

learned  better,  it  was  fortunately  too 

late.

American electrical engineers had been 



working  on  radar  systems  as  early  as 

1931,  but  Watson-Watt’s  labors  and  the 

wartime  pressures  had  given  Great  Brit­

ain  the  lead.  In  1941  Watson-Watt  vis­

ited  the  United  States  and  helped  the 

Americans  complete  the  job  and  set  up 

radar  systems  of  their  own.  In  1942  he 

was  knighted.  American  radar  at  Pearl 

Harbor  in  1941  detected  the  oncoming 

Japanese  planes,  but  the  warning  was 

tragically ignored.

Radar,  of  course,  has  developed  myr­

iad  peacetime  uses  since  World  War  II 

(including  even  its  use  in  the  detection 

of  storms  and  the  mapping  of  the  sur­

face of Venus).

[1156]  THOMSON, Sir George Paget 

English physicist 



Born:  Cambridge,  May 3,  1892 

Died:  Cambridge,  September  10, 

1975


Thomson,  the only son  of J.  J.  Thom­

son  [869],  was  educated  at  Cambridge,

graduating  in  1913  and  beginning  re­

search  under  his  father.  World  War  I 

came,  and  after  time  spent  in  the  army 

and in war work on aerodynamics, he re­

turned  to  physics,  doing  some  work 

under  Millikan  [969]  in  the  United 

States,  and  was  appointed  professor  of 

natural  philosophy  at  the  University  of 

Aberdeen in  1922.

In  1927,  very  shortly  after  Davisson 

[1078] had published his work, Thomson 

published  his  own  independent  observa­

tion on electron diffraction.  He achieved 

his  results  by  passing  fast  electrons 

through  metallic  foil  (using  thin  gold 

foil  of  a  type  developed  by  Frédéric 

Joliot-Curie  [1227]  in  1927),  much  as 

Laue  [1068]  had  passed  X  rays  through 

a  crystal.  Thomson  obtained  the  same 

sort  of diffraction pattern with  electrons 

that Laue had obtained with X rays and 

that  was  strictly  in  accordance  with  De 

Broglie’s  [1157]  theory.  Consequently he 

shared  the  1937  Nobel  Prize  in  physics 

with Davisson.

In  1930,  he  accepted  a  post  at  the 

University  of  London.  During  World 

War  II,  Thomson  was  chairman  of  the 

British  Commission  on  Atomic  Energy. 

In  1943  he  was  knighted,  and  in  1952 

he became master of Corpus Christi Col­

lege, Cambridge.

[1157]  DE  BROGLIE,  Louis  Victor 

Pierre  Raymond,  Prince  (broh'- 

gleeO

French physicist



Born:  Dieppe, Seine-Mame,

August  15,  1892

De  Broglie  was  bom  into  a  noble 

French  family,  his  ancestors  having 

served  the  French  kings  in  war  and  di­

plomacy as far back as the time of Louis 

XIV. His great-great-grandfather died on 

the guillotine during the French Revolu­

tion.

De  Broglie  was  educated  at  the  Sor­



bonne. It was only after obtaining his de­

gree  in  history  that  he  entered  the 

French  army  in  World  War  I,  became 

involved  in  radio  communication  there, 

and  decided  to  turn  to  science.  (During

733


[1157] 

DE  BROGLIE

APPLETON 

[1158]


the  war, his  role  as  a radio engineer  had 

kept him stationed in the Eiffel Tower.)

He  went  back  to  his  education  with 

the  new  aim  in  mind  and  in  1924  ob­

tained his doctorate with a thesis dealing 

with  the  quantum  theory.  It  was  in  the 

year  before  that,  however,  that,  inspired 

by  the  need  for  a  symmetric  inverse  of 

the  Compton  [1159]  effect—if  waves 

were  particles,  why  might  not  particles 

be waves?—he did his great work.

By a rather simple combination  of  the 

formula  of  Einstein  [1064],  which  re­

lated  mass  and  energy,  and  that  of 

Planck  [887],  which  related  frequency 

and energy, he showed in  1923  that with 

any  particle  there  ought  to  be  an  as­

sociated  wave.  The  wavelength  of  such 

waves  (which are  not electromagnetic in 

nature, and have since come to be  called 

matter waves)  is inversely related to the 

momentum of the particle, which in turn 

depends on its mass and velocity.

The wavelength is so small for any siz­

able  body  such  as  a  baseball,  or  even  a 

proton,  that  it  would  seem  hopeless  to 

try to detect it. For a body as light as an 

electron,  however,  the  wavelength  ought 

to  be  as  large  in  magnitude  as  some  of 

the  X-ray  wavelengths  and  that  should 

be detectable. As a matter of fact, Davis­

son  [1078]  and  G.  P.  Thomson  [1156] 

managed to detect it in  1927.

This  particle-wave  dualism  for  the 

electron  matched  the  wave-particle 

dualism for the photon as worked out by 

Compton. Einstein’s contention that mat­

ter  was  but  a  form  of  energy  and  that 

the two were interconvertible made more 

common  sense  when  it  could  be  seen 

that  particles  were  always  wavelike,  and 

waves  always particle-like.  Mass  and  en­

ergy  then  came  to  seem  much  the  same 

in  structure  after all  and  Einstein’s view 

was no longer astonishing.

Schrödinger [1117] used the new wave 

concept of the electron to build a picture 

of  atom  structure  in  which  the  jumping 

electron  particles  of  Bohr  [1101]  gave 

way  to  standing  electron  waves.  Simi­

larly, the static electrons of Lewis  [1037] 

gave  way,  in  connection  with  chemical 

bond  formation,  to  the  reasonating elec­

tron waves of Pauling [1236].

De  Broglie  was  consequently  awarded 

the  1929 Nobel Prize in physics. In  1945 

he  became  technical  adviser  to  the 

French atomic energy commission.

[1158]  APPLETON,  Sir  Edward  Victor 

English physicist 



Born:  Bradford,  Yorkshire, 

September 6,  1892 



Died:  Edinburgh,  Scotland,

April 21,  1965

Appleton, the son of a millworker, had 

an  early  ambition  to  become  a  profes­

sional  cricket  player  but  won  a  scholar­

ship  which  took  him  to  Cambridge  and 

to  science.  At  Cambridge,  Appleton 

studied  under  J.  J.  Thomson  [869]  and 

Ernest  Rutherford  [996],  which  in  itself 

was a good start for a bright young man. 

Appleton served as a radio officer during 

World War I, which interrupted his stud­

ies but introduced him to the problem of 

the fading of radio signals.

After the war he looked into the prob­

lem  in  earnest  and  was  helped  by  the 

fact that by  1922  commercial  broadcast­

ing had started in Great Britain, so there 

were  plenty  of  powerful  signals  to  play 

with.  Appleton  found  that  fading  took 

place  at  night  and  he  wondered  if  this 

might  not  be  due  to  reflection  from  the 

upper  atmosphere,  a  reflection  that  took 

place  chiefly  at  night.  If  so,  such  reflec­

tion  might  set  up  interference  since  the 

same radio beam would  reach  a particu­

lar spot by two different routes:  one.  di­

rect,  and  two,  by bouncing off the  layers 

of  charged  particles  postulated  by  Ken­

nelly  [916]  and  Heaviside  [806]  twenty 

years earlier.  If so,  the two  beams might 

arrive  out  of  phase,  with  partial  cancel­

lation of the wave.

Appleton  began  to  experiment  by 

using  a  transmitter  and  receiver  that 

were  about  seventy  miles  apart  and  by 

altering the wavelength of the signal  and 

noting  when  it  was  in  phase  so  that  the 

signal was strengthened and when  out  of 

phase so that it was weakened.  From this 

he  could  calculate  the  minimum  height 

of  reflection.  In  1924  he  found  that  the 

Kennelly-Heaviside layer was  some  sixty 

miles high.

7 3 4


[1159] 

COMPTON


COMPTON 

[1159]


At  dawn  the Kennelly-Heaviside  layer 

broke up  and the phenomenon of fading 

was  no  longer  particularly  noticeable. 

However,  there  was  still  reflection  from 

charged  layers  higher  up.  By  1926  he 

had  determined  these  to  be  about  one 

hundred  and  fifty  miles  high  and  they 

are  sometimes  called  the  Appleton 

layers.

Further experiments over the next few 



years detailed the manner in which these 

charged  layers  altered  in  behavior  with 

the  position  of  the  sun  and  with  the 

changes in the sunspot cycle. These stud­

ies  initiated  the  modem  investigation  of 

the  layer  of  air  above  Teisserenc  de 

Bort’s  [861]  stratosphere.  Because  of the 

high  content  of  ions,  the  air  above  the 

stratosphere  is  often  called  the  iono­

sphere,  a  name  first  suggested  by  Wat- 

son-Watt [1155]. The ionosphere became 

a prime object  of study when  rocket  re­

search  became  practical  a  generation 

after Appleton’s discovery.

By  1924 Appleton had  become  a  pro­

fessor  of  physics  at  the  University  of 

London,  and  in  1936  he  was  appointed 

professor  of  natural  philosophy  at  Cam­

bridge,  succeeding  Wilson  [979].  During 

World  War  II  he was  in  charge  of  Brit­

ish  atomic  bomb  research,  and  in  1941 

he was knighted.

In  1944  he  became  vice-chancellor  of 

Edinburgh  University,  but  the  climax  of 

his  career  came  in  1947  when  he  was 

awarded the Nobel Prize in physics.

[1159]  COMPTON, Arthur Holly 

American physicist 



Born:  Wooster,  Ohio,  September 

10,  1892



Died:  Berkeley, California,  March 

15,  1962

Compton,  the  son  of  a  Presbyterian 

minister,  graduated  from  Wooster  Col­

lege  (where  his  father  was  dean)  in 

1913  and  obtained  his  Ph.D.  at  Prince­

ton University in  1916, taught physics at 

the  University of  Minnesota  for  a  year, 

then  served  an  additional  two  years  as 

engineer  for  the  Westinghouse  Lamp 

Company in Pittsburgh. In 1919 he spent

a year at Cambridge University, studying 

under Ernest Rutherford [996].  When he 

returned  to  the  United  States  the  next 

year,  it  was  to  become  the  head  of  the 

physics  department  at  Washington  Uni­

versity in St. Louis, Missouri.  In  1923 he 

moved on to the University of Chicago.

Compton  carried  further  the  re­

searches  of  Barkla  [1049]  involving  the 

scattering  of  X  rays  by  matter.  Barkla 

had been able to  ascertain the  nature  of 

the scattered X  rays  only by very  rough 

measurements  of  absorbability.  Comp­

ton,  however,  had  the  technique  of  the 

Braggs  [922,  1141]  at  his  disposal  and 

was  able  to  measure  the  wavelengths  of 

the scattered X rays accurately.

When  he  did  this,  he  found  in  1923 

that some of the  X  rays  had,  in  scatter­

ing,  lengthened  their  wavelength.  (This 

was  named  the  Compton  effect  in  his 

honor.)  A few years later, Raman  [1130] 

was  to  make  a  similar  discovery  in  con­

nection with visible light.

Compton  was  able  to  account  for  this 

by  presuming  that  a  photon  of  light 

struck  an  electron,  which  recoiled,  sub­

tracting  some  energy  from  the  photon 

and  therefore  increasing  its  wavelength. 

This made it seem that a photon acted as 

a  particle  and  it  was  Compton  who 

suggested  the  name  “photon”  for  the 

light  quantum  in  its  particle  aspect. 

Thus, after more than a century, the par­

ticulate  nature  of  light,  as  evolved  by 

Newton  [231],  was  revived.  However, 

the  particulate  nature  was  rendered 

much  more sophisticated  by the  theories 

of Planck  [887]  and Einstein  [1064]  and 

it did not obliterate the wave phenomena 

established  by  such  nineteenth-century 

physicists  as Young  [402], Fresnel  [455], 

and Maxwell [692].

What  it  amounted  to  was  that  Comp­

ton  brought  to  fulfillment  the  view  that 

electromagnetic  radiation  had  both  a 

wave  aspect  and  a  particle  aspect,  and 

that  the  aspect  that  was  most  evident 

depended  on  how  the  radiation  was 

tested.  De  Broglie  [1157]  was  at  the 

same  time  showing  that  this  held  true 

also  for  ordinary  particles  such  as  elec­

trons.  This  famous  duality  impresses 

some people as a “paradox”  that implies

735


[1159] 

COMPTON


HALDANE 

[1160]


the universe is too mysterious  to be pen­

etrated  by  reason.  Actually,  it  is  per­

fectly  understandable,  for  instance,  that 

a  man  should  have,  let  us  say,  two 

different  aspects,  one  as  a  husband  and 

one as a father, and that each  aspect be­

comes  prominent  according  to  circum­

stances.  It  is  no  more  paradoxical  or 

mysterious  that  photons  or  electrons 

should have more than one aspect.

For  his  discovery  of  the  Compton 

effect, Compton received the Nobel Prize 

in  physics  in  1927,  sharing  it  with  Wil­

son  [979].

About 1930 Compton turned his atten­

tion  to  cosmic rays.  Millikan  [969],  who 

was  the  outstanding  man  in  the  field  at 

the  time,  believed  that  cosmic rays were 

electromagnetic  in  nature,  like  gamma 

rays  but  even  more  energetic.  If  this 

were  so,  then  cosmic  rays  ought  to  re­

main  unaffected  by  the  earth’s  magnetic 

field  and  ought  to  strike  all  portions  of 

the  earth’s  surface  about  equally.  If,  on 

the other  hand,  cosmic rays  consisted  of 

charged  particles  as  Bothe  [1146]  main­

tained,  for  instance,  then  they  ought  to 

curve  in  the  earth’s  magnetic  field,  and 

more  ought  to  be  detected  in  polar  re­

gions  as  one  approached  the  magnetic 

poles, and less in tropic regions.

Compton  became  a  world  traveler  for 

this  research,  conducting  a  series  of 

painstaking measurements, which showed 

that a “latitude effect” did  exist.  Cosmic 

rays  were  indeed  affected  by  the  mag­

netic  field  so  that  they  must  consist,  at 

least  in  part,  of  charged  particles.  De­

spite  Millikan’s  continued  adherence  to 

the  electromagnetic  view,  further  re­

search  has  consistently  strengthened  the 

particle  view  until  now  there  is  no  rea­

sonable  doubt  of  it.  (Compton,  so  often 

linked with Millikan in any discussion of 

cosmic ray research, was like Millikan in 

being an outspokenly religious scientist.)

During  World  War  II,  Compton  was 

one  of  the  top  scientists  in  the  Manhat­

tan  Project  that  developed  the  atomic 

bomb,  and  he  remained  on  the  best 

terms  with  the  military.  He  directed  the 

research on  methods of producing pluto­

nium  and,  ultimately,  approved  the  use 

of the atomic bomb over Japan.

After  the  war,  he  returned  to  Wash­

ington  University  as  chancellor  in  1945, 

serving till  1953.

[1160]  HALDANE, John Burdon 

Sanderson

English-Indian geneticist 



Born:  Oxford,  England,  Novem­

ber 5,  1892



Died:  Bhubaneswar, India, 

December  1,  1964

Haldane,  the  son  of  a  noted  physiol­

ogist,  entered  science  as  an  assistant  to 

his father,  at the tender age of eight.  He 

studied the humanities at Oxford, but his 

heart  remained  in  science.  He  served  in 

World  War I, the horrors  of which  disil­

lusioned  him  with  conventional  pieties 

and made of him an outspoken atheist.

After  the  war,  he  worked  as  a  bio­

chemist  at  Cambridge.  He  was  particu­

larly  interested  in  genetics  and  in  1932 

was the first to  estimate the  rate  of mu­

tation of a human gene.

He  became best known for his experi­

ments on himself designed  (sometimes in 

horrendous fashion)  to  study the  behav­

ior of the human  body  under stress.  For 

instance  in  1942  he  and  a  companion 

spent  forty-eight  hours  in  a  tiny  subma­

rine  to  check  whether  a  particular  sys­

tem  for  purifying  the  air  supply  would 

work.  He  also  subjected  himself  to  ex­

tremes  of  temperature,  carbon  dioxide 

concentration, and  so  on.

In the  1930s he became  a Communist, 

was  quite  outspoken  about  it  and  even 

served  as  editor  of  the  London  Daily 

Worker for a  time and became a prolific 

writer  of  science  popularization.  He  was 

active  in  aiding  refugees  from  Nazi 

Germany  and helped Chain  [1306]  get a 

position  with  Florey  [1213].  He  left  the 

Communist  Party  (though  remaining  a 

Marxist)  as  a  result  of  his  disillu­

sionment with the Lysenko [1214] ascen­

dancy  in  the  Soviet  Union,  something 

that was bound to disturb any reasonable 

geneticist.

His  dissatisfaction  with  British  policy, 

however,  remained  strong  enough  to 

force him into self-exile to India in  1957.

7 3 6


[1161] 

LARSON


BAADE 

[1163]


As a further gesture of turning  his  back 

on his homeland, he accepted Indian citi­

zenship.

[1161]  LARSON, John Augustus

Canadian-American psychiatrist 

Born:  Shelboume, Nova Scotia, 

December  11,  1892

Larson graduated from Boston Univer­

sity  in  1914  and  obtained  his  Ph.D.  at 

the University of California in 1920. His 

interest  in  criminology  led  him  to  study 

medicine and he obtained his M.D. from 

Rush  Medical  College  in  1928.  He 

served  as  psychiatrist  at  prisons,  hospi­

tals, and health centers.

It  occurred  to  him  that  lying  involves 

an  effort  that telling  the  truth  does  not, 

and  that  the  fear  of  being  caught  lying 

ought  to  elicit  an  involuntary  flow  of 

adrenaline  that  could  be  detectable  by 

the changes in body properties it brought 

about.

He  therefore  devised  a  machine,  the 



“polygraph,” which could simultaneously 

and  continuously  record  the  pulse  rate, 

breathing  rate,  blood  pressure,  and  per­

spiration secretion.  Such  changes  would, 

or should, be greater when a lie was told 

than  when  the  truth  was  told.  The  in­

strument was promptly named  a “lie de­

tector.”  It  is  not  infallible,  but  it  has 

proved useful.

[1162]  DART, Raymond Arthur 

Australian-South African 

anthropologist and surgeon 



Born:  Brisbane, Australia, 

February 4,  1893

Dart  was  educated  in  Australia  and 

got his medical degree in  1917.  He went 

to  South  Africa  in  1923  and  remained 

there afterward. His professional life was 

largely  that  of  surgeon  and  anatomist, 

but  his  fame  arose  from  a  nonmedical 

discovery.

In  1924  a  small  skull  that,  except  for 

its size, looked human, was discovered in 

a limestone quarry in South Africa.  Dart 

was  then  working  at  the  University  of

Witwatersrand  in  Johannesburg  and  the 

skull was taken to him.  He recognized it 

as  a  primitive  precursor  of  Homo  sa­



piens  and  called  it  Australopithecus 

(“southern ape”).

The discovery was a  controversial one 

and  Dart  and  others,  such  as  Broom

[959],  were  forced  to  start  a  systematic 

hunt for similar fossil relics. They found 

a number, enough to prove that the first 

skull was  no  mistake.  The  australopithe- 

cines  are  now  a  well-established  part  of 

the  developing  hominids,  which  include, 

as  non-African  specimens,  the  “Java 

Man”  discovered  by  Dubois  [884]  and 

the “Peking Man” of East Asia.

The findings of still earlier fossil relics 

of prehuman creatures in eastern Africa 

make it appear fairly certain  that  man’s 

ancestors  developed  from  the  primitive 

primate stock in that continent.

[1163]  BAADE, Walter (bah'duh)

German-American astronomer 



Born:  Schröttinghausen, 

Westphalia, March 24,  1893 



Died:  Gottingen, June 25,  1960

Baade,  the  son  of  a  teacher,  was  in­

tended for the Protestant ministry, but in 

high school, he decided he wanted  to be 

an astronomer.  He obtained his Ph.D.  at 

Göttingen in  1919,  a hip ailment having 

exempted  him  from  service  in  World 

War I. After eleven years on the staff at 

the University of Hamburg,  Baade  went 

to  the  United  States  in  1931.  It  was 

there at  Mount Wilson and Palomar ob­

servatories that he made his great contri­

butions to astronomy.

In  1920,  to be  sure,  he had  made  the 

interesting  discovery  of  the  asteroid  Hi­

dalgo, whose orbit carries it as far out as 

the  orbit  of  Saturn.  It  was  then,  and  is 

now,  the farthest known  asteroid.  By an 

odd  coincidence,  Baade  in  1948  discov­

ered  the  asteroid  Icarus,  the  orbit  of 

which  carries  it  to  within  18  million 

miles  of  the  sun,  closer  than  Mercury 

and  therefore  the  innermost  known  as­

teroid.  Obviously,  as  Kuiper  [1297]  and 

Nicholson  [1151]  were also to show,  dis­

coveries  remain  to  be  made  within  the

737


[1163] 

BAADE


BAADE 

[1163]


solar system, even though Baade referred 

to the asteroids, with a kind  of good-na­

tured contempt, as “vermin in the sky.”

Outside  the  solar  system,  Kuiper  in 

1941  found  a  patch  of  nebulosity  in 

about  the  position  of  Kepler’s  [169] 

nova.

It  was  in  1942,  however,  that  Baade 



made  his  most  notable  contribution.  As 

an  “enemy  alien,”  he  could  not  engage 

in  war  work,  so  he  was  forced  to  con­

tinue in pure science. He took advantage 

of the wartime blackout of Los Angeles, 

which  cleared  the  night  sky  at  Mount 

Wilson,  to  make  a  detailed study  of  the 

Andromeda  galaxy  with  the  100-inch 

telescope. He was able to resolve some of 

the  stars  in  the  inner  regions  of  the 

galaxy  for  the  first  time.  Before  then, 

Hubble’s  [1136]  efforts  at resolution had 

only  obtained  a  view  of  the  blue-white 

giants  of  the  spiral  arms.  Baade  noted 

that  the  brightest  stars  of  the  galactic 

interior were not blue-white, but reddish.

To  Baade  it  seemed  that  there  were 

two  sets  of  stars  of  different  structure 

and history.  He called the bluish stars of 

the  galactic  outskirts  Population  I  and 

the  reddish  stars  of  the  interior  Popula­

tion  II.  Population  I  stars  are  relatively 

young and  are  built up  out  of  the  dusty 

surroundings  of the spiral  arms.  Popula­

tion  II  stars  are  old  and  are  built  up  in 

the dust-free regions of the nuclei.

When  the  200-inch  telescope  came 

into  operation  after  World  War  II, 

Baade  continued  his  investigations  and 

located  over  three  hundred  Cepheids  in 

the  Andromeda  galaxy.  He  found  that 

Cepheid  variable  stars  occurred  both 

among  the  Population  I  and  Population 

II  stars,  but  that  the  period-luminosity 

curve  worked  out  for  them  by  Shapley 

[1102]  and  Leavitt  [975]  applied  only to 

Population  II.  It  was  Population  II  that 

occurred  in  globular  clusters  and  in  the 

Magellanic  clouds  so  that  the  distances 

worked  out  within  our  own  galaxy,  and 

as  far  as  the  Magellanic  clouds  outside 

the galaxy, were all right.

However,  the  distances  of  the  outer 

galaxies,  as  worked  out  by  Hubble, 

were  based  on  Population  I  Cepheids, 

and for these, Baade in  1952 worked out 

a  new  period-luminosity  curve  in  which

the stars for a given period proved much 

more luminous. This meant that the An­

dromeda galaxy must be far more distant 

than  Hubble  had  thought  if  the  blue- 

white Cepheids in its spiral arms were as 

dim  as  they  seemed.  The  Andromeda 

galaxy  was  not  800,000  light-years  dis­

tant,  then,  but  over 2 million fight-years 

away.  The  entire  universe  increased  its 

volume twentyfold.

Now  if  time  is  imagined  as  running 

backward,  it  would  take  the  galaxies 

(moving  at  their  observed  velocities)  5 

or  6  billion years  to  come  together  into 

contact,  rather  than  the  2  billion  years 

that  would  have  been  required  in  Hub­

ble’s  smaller universe.  This  gave  the ge­

ologists, who knew the earth’s solid crust 

to  be  better  than  3  billion  years  old, 

ample time  for  earth’s  evolution.  (Actu­

ally, the universe shows signs of being far 

older  than  6  billion  years,  though  our 

own  solar  system  is  almost  certainly  no 

older.  The  present  figure  most  often  ac­

cepted  for the age  of the  universe  is  15 

billion years.)

Baade’s  discovery  also  meant  that  the 

Andromeda  galaxy  and  the  other 

galaxies, being so much farther than had 

been  thought,  must  also  be  that  much 

larger  in  order  to  appear  as  bright  as 

they seem from the  earth.  Our  own gal­

axy  was  no  longer  an  outsize  example, 

much  larger  than  all  others,  but  was  of 

average  size.  It  was  smaller  than  the 

Andromeda galaxy,  for instance.  As  Co­

pernicus  [127]  had  dethroned  the  earth 

and Shapley the sun, so Baade dethroned 

our  galaxy  from  its  position  of  preemi­

nence.

With the scale of the universe growing 



ever  grander,  attention  began  to  switch 

from  individual  galaxies  to  groups  and 

clusters of galaxies,  a field of research in 

which  Zwicky  [1209]  achieved  promi­

nence.

The  construction  of  radio  telescopes, 



following  Jansky’s  [1295]  initial  discov­

ery  of  radio  radiation  from  outer  space, 

offered  a  new  tool  for  the  investigation 

of  great  distances.  One  of  the  strongest 

radio  sources  in  the  sky,  for  instance, 

could be localized to no object within the 

range of the  200-inch  telescope.  In  1959 

Baade  found  a  distorted  galaxy  in  the

738


[1164] 

UREY


UREY 

[1164]


constellation  Cygnus  that  proved  to  be 

the source.

The radio waves emitted by the galaxy 

could be distinctly detected at a distance 

of  260  million  light-years.  It  was  seen 

that  with  radio  telescopes  of  practical 

size,  distances  could  be  penetrated  that 

could not be reached by any optical tele­

scope  of  practical  size.  The  age  of  the 

radio  exploration  of  the  universe  began 

in earnest.

In  1958  Baade  returned  to  Gottingen 

in Germany, and there the enlarger of the 

universe died.

[1164]  UREY, Harold Clayton 

American chemist 



Born:  Walkerton,  Indiana,  April 

29,  1893



Died:  La Jolla, California, Janu­

ary 5,  1981

Urey  was  the  son  of  a  schoolteacher 

who  was  also  a  lay  minister.  His  father 

died  in  1899.  His mother remarried  and 

his stepfather was also a clergyman.

He  studied  at  Montana  State  Univer­

sity,  majoring  in  zoology  and  graduating 

in  1917.  Work  during  World  War  I 

turned  his  attention  to  high  explosives 

and  through that to  chemistry generally. 

He  obtained  a  scholarship  and  went  on 

to  a  Ph.D.  in  1923  at  the  University  of 

California,  where  he worked with  Lewis

[1037].  In  1923  he traveled to  Copenha­

gen  and  spent  a  year  in  Bohr’s  [1101] 

laboratory.  After joining the Johns Hop­

kins  faculty  in  1924,  he went  on  to  Co­

lumbia University in  1929.

In  1931  Urey  tackled  the  problem  of 

heavy hydrogen. There had been sugges­

tions  that  there  might  be  a  form  of hy­

drogen with atoms twice the mass of the 

ordinary  hydrogen  atom,  almost  from 

the  moment  that  Soddy  [1052]  had  ad­

vanced  the  isotope  theory.  Accurate 

measurements  of the  mass  of the hydro­

gen  atom,  however,  revealed  that  any 

heavy  isotope,  if  present  at  all,  could 

only  be  there  in  very  small  concen­

tration.

It seemed to Urey that the vapor pres­

sure  of  ordinary  hydrogen  ought  to  be 

greater  than  heavy  hydrogen’s.  That

meant that if a quantity of liquid hydro­

gen  was  vaporized,  the  ordinary  hydro­

gen atoms would be more easily removed 

and the last bit of liquid would be richer 

in  heavy hydrogen than  the original  had 

been.  Atoms  of  heavy  hydrogen,  with  a 

more  massive  atomic  nucleus,  would 

have  lone  electrons  with  energy  levels 

slightly  different  from  those  in  ordinary 

hydrogen atoms. This would mean that, if 

heated,  their  spectral  lines  would  be  at 

wavelengths slightly  different  from  those 

of  ordinary  hydrogen.  Perhaps  through 

the  evaporation  of  liquid  hydrogen,  the 

concentration  of  the  heavy  form  might 

be  increased  to  the point  where  it  could 

be detected spectroscopically.

Urey  consequently  evaporated  four 

liters  of  liquid  hydrogen  by  slow  stages 

down  to  a  single  cubic  centimeter  and 

then  investigated  the  spectrum  of  that 

final  bit.  Sure  enough,  the  ordinary  ab­

sorption  lines  of  hydrogen  were  accom­

panied by faint lines that were in exactly 

the  positions  predicted  for  heavy  hydro­

gen.  The  name  deuterium  was  given  to 

the heavy isotope.

Once  the  existence  of  the  isotope  was 

proved,  it  did  not  take  long  for  water 

containing high proportions of deuterium 

(so-called  heavy  water)  to  be  prepared, 

notably through  the work of Lewis.  Bio­

chemically  significant  compounds  could 

then be prepared with deuterium in place 

of  hydrogen  and,  thanks  to  the  pioneer 

work of Schoenheimer [1211], the use of 

isotopic  tracers  in working out  the  intri­

cate pattern of chemical reactions within 

living tissue was initiated.

Urey  was  awarded  the  1934  Nobel 

Prize  in  chemistry  for his  feat.  Since  he 

refused to travel to Sweden that year be­

cause his wife was pregnant, he delivered 

his Nobel lecture the next year.

Urey  began  to  investigate  methods  of 

separating isotopes of other elements and 

was  the  first  to  put  to  use  the  fact  that 

heavier  isotopes  tended  to  react  a  bit 

more  slowly  than  their  lighter  twins.  By 

taking  advantage  of  differences  in  such 

reactivity  and  by  devising  procedures 

whereby  these  differences  could  con­

stantly  be  built  up,  he  was  able  in  the 

late 1930s to prepare high concentrations 

of  such  isotopes  as  carbon-13  and  ni­

739


[1164] 

UREY


SIMON 

[1165]


trogen-15,  which  are  found  in  natural 

carbon  and  nitrogen  but  ordinarily  only 

in  small  concentration.  Schoenheimer 

put these to profitable use in biochemical 

research also.

Experience  with  isotope  separation 

turned  out  to  be  useful  indeed  in  the 

early  1940s  when  the  United  States’  de­

velopment  of  the  atomic  bomb  required 

methods  of  separating  the  rare  isotope 

uranium-235  (needed  for  the  bomb) 

from  the  much  more  common  uranium- 

238.  After  World  War  II,  hydrogen-2 

(Urey’s  own  deuterium)  turned  out  to 

be of key importance to the development 

of  the  even  more  horrible  hydrogen 

bomb.

In  1945 Urey joined the faculty of the 



University  of  Chicago  and  in  1952  that 

of the University of California. Urey was 

one of the scientists most concerned with 

the developing danger to mankind  repre­

sented  by  the  nuclear  weapons  that  owe 

so much to his own  isotopic research.  In 

the postwar years he busied himself with 

geophysics,  a  study  that,  it  would  seem, 

could  not  be  turned  to  destructive  pur­

poses.


Here,  too,  his  interest  in  isotopes 

proved  useful.  Isotopes  of  a  given  ele­

ment  differ  in  speed  of  reactivity,  the 

more  massive  being  somewhat  slower  to 

react.  This  difference  changes  in  extent, 

slightly,  with  change  in  temperature. 

Thus,  the  proportion  of  oxygen  isotopes 

in  a seashell depends on the temperature 

of  the  ocean  at  the  time  the  shell  was 

formed.  By  working  with  fossil  shells, 

Urey  and  his  co-workers  were  able  to 

prepare a history of changing ocean tem­

peratures over long geologic periods.

Urey  also  worked  out  detail  theories 

of  planetary  formation  based  on  situa­

tions  such  as  those  postulated  by  Weiz- 

sacker  [1376],  in  which  the  planets  are 

viewed  as  having been  built  up by  accu­

mulating  smaller  fragments.  Urey  was 

one  of  those  who  maintained  that  the 

planets  were  formed  by  processes  that 

retained  comparatively  low  temperatures 

throughout  and,  like  Otto  Struve  [1203], 

suspected  life  to  be  common  in  the  uni­

verse.

Urey also believed that the early atmo­



sphere  of  the  earth  was  a  reducing  one,

rich  in hydogen,  ammonia,  and  methane 

—something  like  the  atmosphere  of  the 

giant  outer  planets  today.  It  was  in  his 

laboratories  in  1953  that  Miller  [1490] 

conducted his startling experiments relat­

ing  to  the  possible  origin  of  life  under 

such conditions.

Urey took firm stands  on political and 

social issues. He was against war, against 

nuclear  power,  and  denounced  Senator 

Joseph  McCarthy  at  a time  when  it was 

rather dangerous to do so.

[1165]  SIMON, Sir Franz Eugen Francis 

German-British physicist 

Born:  Berlin, Germany, July 2, 

1893


Died:  Oxford,  England,  October 

31,  1956

Simon was born into a well-to-do fam­

ily.  He  served  in  the  German  army  for 

four years during World War I, reaching 

the  rank  of  lieutenant  in  the  field  artil­

lery. He then studied at the University of 

Berlin  and  attained  his  Ph.D.  in  physics 

in  1921  under Nernst [936]. He earned a 

professorial  appointment  at  Berlin  in 

1927 and went on to Breslau in  1931.

He was lecturing at Berkeley as a visit­

ing  professor  when  Hitler  came  to 

power. Simon knew better than to return 

to  Germany  under  those  conditions  and 

went  to  Oxford  instead,  where  he  re­

mained until his  death.

Simon  was  interested  in  low-tempera­

ture  physics.  The  method  used  to  get 

liquid  gases,  right  down  to  Kamerlingh 

Onnes’s  [843]  liquefaction  of  helium, 

was  by  the  use  of  the  Joule-Thomson 

effect,  but  that  had  reached  as  low  a 

temperature as was practical.

During  his  stay  at  Oxford,  Simon 

worked  out  methods  for  withdrawing 

heat  by  lining  up  paramagnetic  mole­

cules  at very low temperatures  and  then 

allowing  their  orientation  to  randomize, 

abstracting  further  heat  from  their  sur­

roundings  and  lowering  the  temperature 

still  farther.  He went  on  to  do the  same 

with nuclear spins, a harder task but one 

that  reached  still  farther  toward  the  un­

attainable  absolute  zero.  Just  before  Si­

mon’s  death,  his group reached a low  of

7 4 0


[1166] 

NODDACK


SZENT-GYORGYI 

[1167]


20 millionths of a degree above  absolute 

zero.


Simon  used  his  low  temperatures  to 

demonstrate  more  firmly  than  ever  be­

fore the validity of the third law of ther­

modynamics,  which  had  been  advanced 

by his old teacher, Nemst.

Simon was knighted in  1955.

[1166]  NODDACK,  Walter  Karl  Frie­

drich


German chemist 

Born:  Berlin, August  17,  1893 

Died:  Bamberg,  Bavaria,  Decem­

ber 7,  1960

Noddack was  educated  at the  Univer­

sity of Berlin, and he obtained his  Ph.D. 

under Nemst [936]  in  1920.

In  1922  he  began  a  long  search  for 

two  elements  (atomic  numbers  43  and 

75)  that still remained undiscovered. As­

sociated with  him  in  this  endeavor were 

Ida Tacke [1187] and Otto Berg.

Three years of careful fractionation of 

ores in which the missing elements might 

be found finally resulted in the detection 

of  element  75  in  May  1925.  It  was 

named rhenium after the Rhine River.  It 

was the last stable element to be discov­

ered.  All  elements  discovered  since,  in­

cluding  element  43  (and,  it  is  believed, 

all elements likely to be discovered in the 

future),  are radioactive.

Noddack,  Tacke,  and  Berg  also  an­

nounced the discovery of element 43  and 

called  it  “masurium”  after  a  region  in 

East  Prussia.  This,  however,  turned  out 

to be an error.

In  1926  Noddack  and  Tacke  married 

and  together they  continued  research on 

rhenium.


[1167]  SZENT-GYORGYI, Albert 

(shent-jee-awr'j ee) 

Hungarian-American biochemist 

Born:  Budapest, Hungary, Sep­

tember  16,  1893

Szent-Gyorgyi’s  full  name  is  Albert 

Szent-Gyorgyi  von  Nagyrapolt,  and  the 

odd  Hungarian  spelling  of  the  middle 

portion should not be allowed to obscure

the fact that in English it would be  sim­

ply  Saint  George.  He  was  bom  into  a 

family  of  noted  scientists  but  was  him­

self  an  indifferent  student  at  first.  He 

was receiving top honors by the time he 

finished high school, however.

Szent-Gyorgyi spent the early years  of 

World War  I  in  the Austrian  army,  was 

decorated  for  bravery,  but  seeing  no 

sense  to  the  war,  deliberately  wounded 

himself  and  returned  to  his  studies.  He 

obtained  his  medical  degree  in  1917  at 

the University of Budapest.

The Austrian  defeat in  1918  impover­

ished  the  family  and  Szent-Gyorgyi  fol­

lowed  the  call  of  further  education 

abroad.  During  the  1920s  he  studied 

under  Michaelis  [1033]  in  Berlin  and 

under Kendall [1105] at the Mayo Clinic 

in  the  United  States.  He  obtained  his 

Ph.D.  at  Cambridge  University  in  1927 

and  in  1932  he returned  to  Hungary  as 

president of the University of Szeged.

In  1928,  while  still  at Cambridge  and 

working  in  Hopkins’s  [912]  laboratory, 

Szent-Gyorgyi isolated a substance  from 

adrenal  glands  (whose  function  he  was 

investigating).  TTiis  substance  easily  lost 

and  regained  hydrogen  atoms  and  was 

therefore  a  hydrogen  carrier.  Since  its 

molecule  seemed  to  possess  six  carbon 

atoms,  Szent-Gyorgyi  named  it  hex- 

uronic  acid  (“hex”  is  “six”  in  Greek). 

He  also  obtained  it  from  cabbages  and 

oranges,  both  rich  in  vitamin  C.  This 

caused  him  to  suspect  it  might  actually 

be the vitamin.  In this, however,  he was 

anticipated,  for in  1932  King  [1193]  re­

ported  the  isolation  of  vitamin  C  and 

found  it  to  be  identical  to  hexuronic 

acid.  He  reported  this  only  two  weeks 

before Szent-Gyorgyi could make a simi­

lar announcement.

The  1930s were  the  golden  decade  of 

vitamin research, with men like Williams 

[1104]  performing  prodigies,  and  Szent- 

Gyorgyi  doing  his  bit  too.  He  studied 

how  ascorbic  acid  was  used  in  the  body 

and  noted  a  rich  source  for  it  in  Hun­

garian  paprika  (the  town  of  Szeged, 

where he worked,  was  the  center  of  the 

paprika-growing  area).  In  1936  he  iso­

lated  certain  flavones,  which  had  the 

property  of  altering  the  permeability  of 

capillaries—the  ease,  that is,  with which

741


[1167] 

SZENT -GYORGYI

DOISY 

[1169]


substances  could  pass  through  the  capil­

lary walls. Whether these are actually vi­

tamins  is  doubtful  but,  for  a  time  at 

least, they were referred to as vitamin P.

Szent-Gyorgyi  also studied  the  oxygen 

uptake  of  minced  muscle  tissue,  using 

Warburg’s [1089]  methods. If the system 

was  untouched,  the  rate  of  oxygen  up­

take would die down,  as  some  substance 

within  the  tissue  was  used  up.  Szent- 

Gyorgyi  tried  adding  substances  that 

might  conceivably  be  located  on  the 

pathway  of  the  overall  chemical  change 

involved  in  oxygen  uptake,  the  change 

from  lactic  acid  to  carbon  dioxide.  In 

1935  he  found  that  any  of  four  closely 

related  four-carbon  compounds—malic 

acid,  succinic  acid,  fumaric  acid,  and 

oxaloacetic  acid—would  serve to  restore 

activity.  Since  each would do  it alone,  it 

followed  that  the  body  could  intercon­

vert them and that perhaps all four were 

on  the pathway.  Krebs  [1231]  continued 

this  line  of  research  and  used  Szent- 

Gyorgyi’s  discovery,  plus  his own  added 

material, to work out the Krebs cycle.

For  all  this work,  particularly  that  on 

vitamin  C,  Szent-Gyorgyi  was  awarded 

the  1937  Nobel  Prize  in  medicine  and 

physiology.

He  kept  on  working  thereafter.  He 

began to study the  chemical mechanisms 

of  contracting  muscle.  He  found  the 

muscle  protein  to  consist  of  two  loosely 

bound  portions,  actin  and  myosin,  and 

named  the  union  “actomyosin.”  He 

worked  out  mechanisms whereby  adeno­

sine  triphosphate  (ATP),  a  compound 

possessing  Lipmann’s  [1221]  high-energy 

phosphate  bonds,  initiated  changes  lead­

ing to  muscle  contraction.  His views  are 

not  conclusive,  however,  and  the  subject 

is still wide open.

During  World  War  II,  Szent-Gyorgyi 

was active in the anti-Nazi  underground, 

and  incurred  considerable  danger,  from 

which  he  was  saved  only  by  Swedish 

(fortunately  un-neutral)  aid.  After  the 

war, however,  Hungary was  occupied  by 

Soviet  forces  and  Szent-Gyorgyi  felt  he 

had  earned  some  repose.  In  1947  he 

emigrated  to  the  United  States  and  be­

came  an  American  citizen  in  1955.  In 

the  United  States  he  joined  the  staff  of

the  Marine  Biological  Laboratories  at 

Woods Hole,  Massachusetts.

In  the  1960s  his  attention  turned  to 

the  thymus  gland,  which  in  1961  had 

been  shown  to  be  involved  in  the  initial 

establishment  of  the  body’s  im­

munological  capabilities.  Szent-Gyorgyi 

isolated  several  substances  from  thymus 

that seem to have some controlling effect 

on  growth.  His  old  age  has  seen  no  les­

sening in his  fiery  concern for humanity 

as  he  spoke  out  loudly  and  forcefully 

against the madness of war.

[1168]  5PIK, Ernst Julius 

Soviet astronomer

Born:  Port  Kunda,  Estonia  (then 

part  of  Russia,  now  part  of  the 

USSR), October 23,  1893

In  1916  Opik  joined  the  staff  of  the 

Tashkent Observatory in Uzbekistan  and 

in  1924  he  moved  to  the  Astronomical 

Observatory  in  Tartu  Estonia.  After 

World War II he worked in Germany, in 

Ireland,  and  at  the  University  of  Mary­

land in the United States.

His work has been primarily with me­

teors  and  in  the  early  1920s  he  worked 

out the theory of their entry into the  at­

mosphere and of the effect upon them of 

atmospheric  resistance  and  atmospheric 

heating.  It is an example of how difficult 

it  is  to  keep  ivory-tower  theory  from 

becoming of practical use, when we con­

sider  that  these  considerations  of  “abla­

tion”—the  effect  of  heating  on  a  heat­

resisting  substance  and  the  manner  in 

which it  is  peeled away  as  a  result—has 

proved to be of great importance in con­

nection  with  the  design  of  nose  cones 

and heat shields for ballistic missiles and 

rocket ships.

[1169]  DOISY, Edward Adelbert 

American biochemist



Born:  Hume,  Illinois,  November 

13,  1893

Doisy  was  educated  at  the  University 

of  Illinois,  graduating  in  1914.  He  ob­

tained  his  doctorate  at  Harvard  Univer­

sity in 1920 after a two-year delay owing

742


[1170] 

BOSE


OBERTH 

[1172]


to service in World War I. He joined  the 

faculty  of  the  St.  Louis  University 

School  of  Medicine  in  1923  and  re­

mained there during his professional life. 

The university’s  department of biochem­

istry was named in his honor in  1955.

In  1929 he was the first to prepare es­

trone,  a  female  sex  hormone,  in  crys­

talline  form.  In  1939  the  group  he 

headed  worked  out  the  chemical  consti­

tution of two varieties  of vitamin K and 

for this  he  shared  with Dam  [1177]  the 

1943 Nobel Prize in medicine and physi­

ology.


[1170]  BOSE, Satyendranath 

Indian physicist



Born:  Calcutta, January 1,  1894 

Died:  Calcutta, February 4,  1974

Bose,  the  son  of  an  accountant,  was 

educated  at  Presidency  College  in  Cal­

cutta,  where  Jagadischandra  Bose  [893] 

(no  relation)  was  among  his  teachers. 

He obtained his master’s degree in math­

ematics in 1915 at the top of his class.

A paper of his in 1924 came to the at­

tention of Einstein [1064], who praised it 

enthusiastically  for  its  handling  of 

Planck’s  [887]  quantum  theory.  This 

gave  Bose  entry  to  western  Europe  and 

in  France  he  worked  with  Langevin 

[

1000



],

Einstein  generalized  Bose’s  paper  and 

worked  out  a  type of quantum  statistics 

useful in  considering subatomic particles 

that is still called Bose-Einstein statistics. 

Another  variety  worked  out  two  years 

later  by  Fermi  [1243]  based  on  Dirac’s 

[1256]  exclusion  principle  was  worked 

out  in  1926.  This  is  Fermi-Dirac  statis­

tics.


Subatomic  particles,  depending  on 

whether  they  follow  one  set  of  statistics 

or the other, are called “bosons” or “fer­

mions.” The photon and other exchange- 

particles, for instance, are bosons.

[1171]  OPARIN, Alexander Ivanovich 

Soviet biochemist 

Born:  north  of  Moscow,  March 

3,  1894


Oparin  graduated  from  Moscow  Uni­

versity  in  1917,  and  was  professor  of 

plant biochemistry there after  1929.

Oparin is best known for his book The 



Origin  of  Life  on  Earth,  published  in

1936.  The  question  of  the  origin  of  life 

on  the  primordial  earth  through  the 

blind  and  random  processes  of  physics 

and  chemistry had been speculated upon 

by scientists even  as far back as Darwin 

[554] but few were willing to spend time 

on  a  subject  concerning  which  so  little 

could  be  known  (it  seemed)  and  over 

which  so  much  controversy  was  sure  to 

arise.

Such theories, which treated the origin 



of  life  in  mechanistic  fashion,  were 

bound to offend the religious, but Oparin 

lived  in  a  nation  that,  after  1917,  was 

officially  atheistic.  He  had  nothing  to 

fear  from  governmental  piety.  Postulat­

ing the presence of a methane/ammonia 

atmosphere  and  a  source  of  energy  in 

the  sun,  Oparin  reasoned  out  the  steps 

by which life might gradually have come 

into being.

He  opened  the  door  and  biochemists 

of  the  West  gratefully  stepped  through. 

The  work  of  men  such  as  Miller  [1490] 

and  Ponnamperuma  [1457]  was  the  re­

sult.

The  Soviet  government  established  a 



biochemical  institute  in  Oparin’s  honor 

in  Moscow in  1935.  In  1946  Oparin be­

came its director.

[1172]  OBERTH, Hermann Julius 

Austro-German engineer 

Born:  Hermanstadt,  Transylvania 

(then  part  of  Hungary,  now  part 

of Romania), June 25,  1894

Oberth, the son of a physician, studied 

medicine  but  was  interrupted  by  World 

War  I,  during  which  he  served  in  the 

Austro-Hungarian  army.  He  was 

wounded  and  during  a  period  of  en­

forced idleness he grew interested in the 

problem  of  astronautics,  becoming  one 

of  the  pioneers  of  the  field  along  with 

Tsiolkovsky [880] and Goddard [1083].

His experiments were dismissed by the 

Austro-Hungarian  war  ministry  as  folly,

743


[1173] 

KAPITZA


LEMAÎTRE 

[1174]


and  after  the  war,  in  1922,  when  he 

tried to get a Ph.D.  at Heidelberg with a 

dissertation  on  rocket  design,  it  was  re­

jected. Eventually, Oberth published that 

dissertation,  partly  at  his  own  expense, 

as The Rocket Into Interplanetary Space 

in  1934. The book achieved considerable 

popularity.

In  1938  Oberth  joined  the  faculty  of 

the  Technical  University  of  Vienna  and 

he  became  a  German  citizen  in  1940. 

During  World  War  II  he  worked  with 

von  Braun  [1370]  at  Peenemunde.  After 

the  war  he  worked  in  Italy  and  then  in 

the  United  States.  He  retired  in  1958 

and returned to Germany.

[1173]  KAPITZA, Peter Leonidovich 

(ka'pih-tsuh)

Soviet physicist

Born:  Kronshtadt, luly 8,  1894

Kapitza,  the  son  of  a  tsarist  general, 

graduated  in  1919  from  the  Petrograd 

Polytechnic Institute, then for his gradu­

ate  work  traveled  to  England  in  1921 

where,  as it  turned out,  he was  to  spend 

fourteen  years.  During  that  interval  he 

worked in Ernest Rutherford’s  [996]  lab­

oratory,  pioneering  in  the  production 

of  large  (though  temporary)  magnetic 

fields,  and  was  elected  a  member  of  the 

Royal Society, the first foreigner to be so 

elected in two centuries.

In  1934,  after one of his  annual visits 

to the Soviet Union to see his mother, he 

did  not  return.  Rutherford  suspected  it 

was  a  forced  detention,  but  Kapitza  re­

mained  in  the  Soviet  Union  thereafter, 

apparently voluntarily.

His  most  renowned  work  was  in  con­

nection with the  extremely low  tempera­

tures  of  liquid  helium,  a  field  first 

opened  up  by  Kamerlingh  Onnes  [843]. 

Kapitza  was  one  of  those  who  studied 

the unusual properties of helium II  (that 

is, helium in the form that exists  at tem­

peratures  below  2.2 °K,  that  is,  within 

2.2°  of  absolute  zero).  He  showed  he­

lium  II  conducted  heat  so  well  (eight 

hundred  times  as  rapidly  as  copper,  the 

best conductor at ordinary temperatures) 

because  it  flowed  with  remarkable  ease. 

Helium II flows even more easily than a

gas,  having  a  viscosity  only  one  thou­

sandth  that  of  hydrogen  at  normal  tem­

perature  and  pressure  (and  hydrogen  is 

the least viscous gas).

Kapitza’s work  on helium  II was  pub­

lished in Moscow in  1941.  This work on 

extremely  low  temperatures  was  then 

carried  onward by Landau  [1333].

During  World  War  II,  Kapitza  at­

tempted  to  rescue  his  old  friend  Bohr 

[1101]  from  Denmark  but  the  British 

were  there  first.  Kapitza  quietly  refused 

to  work  on  Soviet  nuclear  weapon  re­

search  and was kept  under virtual house 

arrest  for  seven  years.  After  Stalin’s 

death, however, he became extremely ac­

tive in space research.

In  the  1950s  Kapitza  also  turned  his 

attention,  in  part,  to  ball  lightning,  a 

puzzling  phenomenon  in  which  plasma 

(high-energy  gas,  with  its  atoms  and 

molecules  broken  up  into  electrically 

charged fragments)  maintains itself for a 

much  longer  period  than  seems  likely. 

Kapitza’s  analysis  involves  standing 

waves;  that is, trains  of waves that rein­

force  each  other  and  remain  in  being 

over appreciable periods of time.

He  was  allowed  to  visit  England  in 

1966  and  the  United  States  in  1969  to 

receive  awards.  For  his  work  on  low- 

temperature  physics,  Kapitza  shared  in 

the  1978 Nobel Prize in physics.

[1174]  


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