الشيء المهم في العلم ليس الحصول على حقائق جديدة بقدر اكتشاف طرق جديدة للتفكير فيها.
السير William Lawrence Bragg كان فيزيائياً بريطانياً من أصول أسترالية وعالم بلورات بالأشعة السينية، ومكتشف قانون Bragg للحيود بالأشعة السينية في عام 1912، وهو قانون أساسي لتحديد بنية البلورات. حصل بالاشتراك مع والده، William Henry Bragg على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1915، "لخدماتهما في تحليل بنية البلورات باستخدام الأشعة السينية"؛ وهي خطوة مهمة في تطور علم بلورات الأشعة السينية.
تم تكريم Bragg بلقب فارس في عام 1941. اعتباراً من عام 2020، يعتبر أصغر حائز على جائزة نوبل في الفيزياء، حيث حصل على الجائزة في سن 25 سنة؛ بينما أصغر فائز بجائزة نوبل في أي مجال هي Malala Yousafzai، التي حصلت على جائزة نوبل للسلام في عام 2014 في سن 17 سنة. كان Bragg مديراً لمختبر Cavendish في Cambridge عندما تم الإبلاغ عن اكتشاف بنية الحمض النووي DNA من قبل James D. Watson و Francis Crick في فبراير 1953.
السيرة الذاتية
السنوات الأولى
وُلد Bragg في Adelaide بجنوب أستراليا لـ Sir William Henry Bragg (1862–1942)، أستاذ الرياضيات والفيزياء بجامعة Adelaide، وGwendoline (1869–1929)، ابنة Sir Charles Todd، عالم الفلك الحكومي في جنوب أستراليا.
أظهر اهتماماً مبكراً بالعلم والرياضيات. بعد فترة قصيرة من بدء المدرسة، سقط من دراجته ثلاثية العجلات وكسر ذراعه. والده، الذي كان قد قرأ عن تجارب Röntgen في أوروبا وكان يجري تجاربه الخاصة، استخدم الأشعة السينية المكتشفة حديثاً ومعداته التجريبية لفحص الذراع المكسورة. هذا هو أول استخدام جراحي معروف للأشعة السينية في أستراليا.
في عام 1900، كان Bragg طالباً في Queen's School بـ North Adelaide، تبعها خمس سنوات في St Peter's College بـ Adelaide. التحق بجامعة Adelaide في سن 16 سنة لدراسة الرياضيات والكيمياء والفيزياء، وتخرج في عام 1908. في نفس العام، قبل والده منصب أستاذ الفيزياء Cavendish بجامعة Leeds، وانتقل بالعائلة إلى إنجلترا. التحق Bragg بـ Trinity College بـ Cambridge في الخريف عام 1909 وحصل على منحة دراسية كبرى في الرياضيات، رغم أنه أجرى الامتحان وهو مريض بالإنفلونزا. بعد أن تفوق في البداية في الرياضيات، انتقل إلى مسار الفيزياء في السنوات اللاحقة من دراسته، وتخرج بمرتبة الشرف الأولى في عام 1911. في عام 1914 تم انتخاب Bragg زميلاً في Trinity College - والزمالة في كلية Cambridge تتطلب تقديم ودفاع عن أطروحة.
من بين اهتمامات Bragg الأخرى جمع الأصداف؛ بلغت مجموعته الشخصية عينات من حوالي 500 نوع؛ جميعها تم جمعها شخصياً من جنوب أستراليا. اكتشف نوعاً جديداً من الحبار - Sepia braggi، سُميت على اسمه من قبل Joseph Verco.
المسيرة المهنية
الأشعة السينية ومعادلة Bragg
كان تكوين الأشعة السينية غير معروف؛ جادل والده بأن الأشعة السينية عبارة عن تيارات من الجزيئات، بينما جادل آخرون بأنها موجات. وجّه Max von Laue شعاعاً من الأشعة السينية على بلورة أمام لوحة فوتوغرافية؛ بجانب المكان حيث أصاب الشعاع كانت هناك بقع إضافية من الأشعة المنحرفة - وبالتالي فإن الأشعة السينية هي موجات. في عام 1912، وبصفته طالب بحث من السنة الأولى في Cambridge، كان لدى W. L. Bragg، أثناء التنزه بجانب النهر، الحدس بأن البلورات المصنوعة من طبقات متوازية من الذرات لن تحرف شعاعات الأشعة السينية التي تضرب سطحها بمعظم الزوايا لأن الأشعة السينية المنحرفة بسبب التصادمات مع الذرات ستكون خارج الطور، مما يلغي بعضها البعض. ومع ذلك، عندما يضرب شعاع الأشعة السينية بزاوية يكون فيها المسافة التي يقطعها بين الطبقات الذرية في البلورة مساوية لطول موجة الأشعة السينية، فإن المنحرفة ستكون متطابقة الطور وتُنتج بقعة على فيلم قريب. من هذا الحدس كتب معادلة Bragg البسيطة التي تربط بين طول موجة الأشعة السينية والمسافة بين الطبقات الذرية في بلورة بسيطة والزوايا التي سيتم فيها عكس شعاع الأشعة السينية الضارب.
بنى والده جهازاً يمكن فيه تدوير البلورة بزوايا دقيقة أثناء قياس طاقة الانعكاسات. هذا مكّن الأب والابن من قياس المسافات بين الطبقات الذرية في عدد من البلورات البسيطة. حسبوا تباعد الذرات من وزن البلورة وثابت Avogadro، مما مكنهم من قياس أطوال موجات الأشعة السينية الناتجة من أهداف معدنية مختلفة في أنابيب الأشعة السينية. أبلغ W. H. Bragg عن نتائجهما في الاجتماعات وفي ورقة، مع نسب الفضل إلى "ابنه" بدون تسمية للمعادلة، لكن ليس كمؤلف مشارك، وهو ما سبب "بعض الألم" لابنه، والذي لم يتغلب عليه أبداً.
العمل على تحديد مدى الأصوات
تم تكليف Bragg في أوائل الحرب العالمية الأولى في الفرسان الملكيين برتبة ملازم ثان في بطارية Leicestershire. في عام 1915 تم إرساله للمهندسين الملكيين لتطوير طريقة لتحديد موقع المدفعية العدوة من صوت إطلاقها. في 2 سبتمبر 1915 تم قتل أخيه خلال حملة Gallipoli. بعد فترة قصيرة، حصل هو ووالده على جائزة نوبل في الفيزياء. كان عمره 25 سنة ويبقى أصغر حائز على جائزة علمية. المشكلة في تحديد مدى الأصوات كانت أن المدافع الثقيلة تُطلق في تردد منخفض جداً بحيث لا يمكن التقاطه بـ ميكروفون. بعد أشهر من الفشل المحبط، ابتكر هو ومجموعته كاشف موجات هواء بسلك ساخن حل المشكلة. ساعده في هذا العمل Charles Galton Darwin و William Sansome Tucker و Harold Roper Robinson و Henry Harold Hemming. كان تحديد مدى الأصوات البريطاني فعالاً جداً؛ كانت هناك وحدة في كل جيش بريطاني وتم اعتماد نظامهم من قبل الأمريكيين عندما دخلوا الحرب. لعمله خلال الحرب تم منحه صليب عسكري وعُيّن ضابطاً في وسام الإمبراطورية البريطانية. كما تم ذكره في Despatches في 16 يونيو 1916 و 4 يناير 1917 و 7 يوليو 1919.
تم استخدام تحديد مدى الأصوات بسلك ساخن في الحرب العالمية الثانية التي عمل خلالها كمستشار مدني.
بين الحربين، من 1919 إلى 1937، عمل في جامعة Victoria بـ Manchester كأستاذ Langworthy للفيزياء. أصبح مديراً للمختبر الفيزيائي الوطني في Teddington في عام 1937.
بعد الحرب العالمية الثانية، عاد Bragg إلى Cambridge، وقسّم مختبر Cavendish إلى مجموعات بحثية. كان يعتقد بأن "الوحدة البحثية المثالية هي وحدة تضم من ستة إلى اثني عشر عالماً وعدة مساعدين".
جامعة Manchester 1919–1937
عند تسريحه العسكري، عاد إلى علم البلورات في Cambridge. كانوا قد اتفقوا على أن الأب سيدرس البلورات العضوية، والابن سيحقق في المركبات غير العضوية. في عام 1919، عندما انتقل Ernest Rutherford، صديق العائلة القديم، إلى Cambridge، استبدل Lawrence Bragg بمنصب أستاذ Langworthy للفيزياء في جامعة Victoria بـ Manchester. جنّد أساتذة ممتازين، بما فيهم محاربون سابقون في تحديد مدى الأصوات، لكنه كان يعتقد بأن معرفته بالفيزياء ضعيفة وليس لديه خبرة تدريسية. الطلاب، وكثيرون منهم محاربون قدماء، كانوا حرجين وعنيفين. شعر بارتياح عميق لكن مع دعم الأسرة تماسك وانتصر. هو و R. W. James قاسا الطاقة المطلقة للأشعة السينية المنعكسة، مما صحح صيغة مشتقة من قبل C. G. Darwin قبل الحرب. الآن يمكنهم تحديد عدد الإلكترونات في الأهداف المنعكسة، وتمكنوا من فك رموز بنى البلورات الأكثر تعقيداً مثل السيليكات. كان لا يزال صعباً: يتطلب تخمين متكرر وإعادة محاولة. في أواخر عشرينيات القرن العشرين، سهلوا التحليل باستخدام تحويلات Fourier على البيانات.
في عام 1930 أصيب بقلق عميق عند النظر في عرض وظيفة من Imperial College بـ London. تجمعت عائلته حوله وعاد توازنه بينما قضوا عام 1931 في Munich حيث أجرى بحثاً.
المختبر الفيزيائي الوطني 1937–1938
أصبح مديراً للمختبر الفيزيائي الوطني في Teddington في عام 1937، حاملاً معه بعض زملاء العمل. ومع ذلك، أخذت الإدارة واللجان الكثير من وقته بعيداً عن مقعد العمل.
جامعة Cambridge 1938–1954
توفي Rutherford وسميت لجنة البحث Lawrence Bragg التالي في خط أساتذة Cavendish الذين يديرون مختبر Cavendish. كان للمختبر تاريخ مرموق في الفيزياء الذرية وكان بعض الأعضاء حذرين من متبلور، وتغلب Bragg على ذلك بإدارة متوازنة. عمل على تحسين تفسير أنماط الحيود. في مجموعة البلورات الصغيرة كان هناك طالب بحث لاجئ بدون مرشد: Max Perutz. أظهر Bragg بيانات حيود الأشعة السينية من الهيموغلوبين، مما أثار الاقتراح بأن بنية الجزيئات البيولوجية العملاقة قد يمكن فك رموزها. عيّن Bragg Perutz كمساعد بحث له وفي غضون بضعة أشهر حصل على دعم إضافي مع منحة من مؤسسة Rockefeller. تم إيقاف العمل خلال الحرب العالمية الثانية عندما تم حجز Perutz كعدو أجنبي ثم عمل في الأبحاث العسكرية.
خلال الحرب قدم مختبر Cavendish دورة دراسات عليا مختصرة أكدت على الإلكترونيات اللازمة للرادار. عمل Bragg على بنية المعادن واستشار في السونار وتحديد مدى الأصوات، لا يزالون يستخدمون ميكروفون Tucker. أصبح Sir Lawrence في عام 1941. توفي والده في عام 1942، خلالها خدم Bragg لمدة ستة أشهر كضابط اتصال علمي لـ Canada. نظّم مؤتمرات دورية عن تحليل الأشعة السينية، التي كانت تستخدم على نطاق واسع في الأبحاث العسكرية.
بعد الحرب قاد تشكيل الاتحاد الدولي لعلم البلورات وتم انتخابه رئيساً أول له. أعاد تنظيم مختبر Cavendish إلى وحدات لتعكس اقتناعه بأن "الوحدة البحثية المثالية هي وحدة تضم من ستة إلى اثني عشر عالماً وعدة مساعدين، بمساعدة واحد أو أكثر من ميكانيكي الأجهزة من الدرجة الأولى وورشة عمل يمكن فيها بناء الأجهزة العامة". كان لدى أعضاء الكادر الأساسي الآن مكاتب وهواتف وسكرتاريا. تم توسيع نطاق القسم بوحدة جديدة عن الفلك الراديوي. ركزت أعماله الخاصة على بنية المعادن، باستخدام كل من الأشعة السينية والمجهر الإلكتروني. في عام 1947 أقنع مجلس أبحاث الطب (MRC) بدعم ما وصفه بـ "المحاولة النبيلة" لتحديد بنية البروتين باعتباره مختبر علم الأحياء الجزيئية، يتكون في البداية من Perutz و John Kendrew ومساعدين اثنين. عمل Bragg معهم، وبحلول عام 1960 كانوا قد حللوا بنية الميوغلوبين على المستوى الذري. بعد ذلك كان أقل تورطاً؛ كان تحليلهم للهيموغلوبين أسهل بعد أن دمجوا ذرتي زئبق كعلامات في كل جزيء. كان أول الانتصارات الضخمة لـ MRC فك رموز بنية الحمض النووي DNA من قبل James Watson و Francis Crick. أعلن Bragg عن الاكتشاف في مؤتمر Solvay عن البروتينات في بلجيكا في 8 أبريل 1953، لم تبلغ عنه الصحافة. ثم ألقى محاضرة في Guy's Hospital Medical School بـ London يوم الخميس 14 مايو 1953، مما أسفر عن مقالة بقلم Ritchie Calder في News Chronicle بـ London في الجمعة 15 مايو 1953، بعنوان "لماذا أنت أنت. أقرب سر للحياة". رشح Bragg كل من Crick و Watson و Maurice Wilkins لجائزة نوبل في الفيزيولوجيا أو الطب لعام 1962؛ اعترفت حصة Wilkins بمساهمة عالمي البلورات بالأشعة السينية في King's College London. من بينهم كانت Rosalind Franklin، التي أظهرت "صورتها 51" أن الحمض النووي DNA كان حلزوناً مزدوجاً وليس الحلزون الثلاثي الذي اقترحه Linus Pauling. توفيت Franklin قبل منح الجائزة التي تُمنح فقط للأحياء.
المؤسسة الملكية 1954–1971
في عام 1953 انتقل الـ Braggs إلى الشقة الأنيقة لـ Resident Professor في المؤسسة الملكية في London، المنصب الذي احتله والده عند وفاته. في عام 1934 و 1961 ألقى Lawrence محاضرات Royal Institution عيد الميلاد وحتى عام 1938 كان أستاذ الفلسفة
