과학에서 중요한 것은 새로운 사실을 얻는 것이 아니라 그것들에 대해 생각하는 새로운 방법을 발견하는 것이다.
Sir William Lawrence Bragg는 호주 태생의 영국 물리학자이자 X선 결정학자로, 1912년 결정 구조 결정의 기초가 되는 X선 회절의 Bragg 법칙을 발견했다. 그는 1915년 노벨 물리학상을 아버지 William Henry Bragg와 함께 수상했으며, 수상 이유는 "X선을 이용한 결정 구조 분석에 대한 서비스"였다. 이는 X선 결정학 발전의 중요한 단계였다.
Bragg는 1941년에 기사 작위를 받았다. 2020년 기준으로 그는 25세의 나이에 상을 받은 물리학 분야의 가장 어린 노벨상 수상자이다. 모든 분야에서 가장 어린 노벨상 수상자는 Malala Yousafzai로, 2014년 17세의 나이에 노벨 평화상을 받았다. Bragg는 1953년 2월 James D. Watson과 Francis Crick이 DNA 구조 발견을 보고했을 때 Cambridge의 Cavendish Laboratory 소장이었다.
전기
초기 생애
Bragg는 남호주 Adelaide에서 태어났으며, 부모는 Adelaide 대학교의 수학 및 물리학 교수인 Sir William Henry Bragg(1862–1942)와 남호주 정부 천문학자인 Sir Charles Todd의 딸 Gwendoline(1869–1929)이었다.
그는 과학과 수학에 대한 초기 관심을 보였다. 학교를 시작한 직후 삼륜차에서 떨어져 팔이 부러졌다. 유럽의 Röntgen의 실험에 대해 읽었고 자신의 실험을 수행하고 있던 그의 아버지는 새로 발견된 X선과 실험 장비를 사용하여 부러진 팔을 검사했다. 이것은 호주에서 처음으로 기록된 X선의 외과적 사용이다.
1900년, Bragg는 North Adelaide의 Queen's School의 학생이었고, 그 후 Adelaide의 St Peter's College에서 5년을 보냈다. 그는 16세의 나이에 수학, 화학, 물리학을 공부하기 위해 Adelaide 대학교에 입학했고 1908년에 졸업했다. 같은 해 그의 아버지는 Leeds 대학교의 Cavendish 물리학 교수직을 수락했고 가족을 영국으로 데려갔다. Bragg는 1909년 가을에 Trinity College Cambridge에 입학했고, 폐렴으로 침대에 누워 있으면서 시험을 본 에도 불구하고 수학 분야에서 주요 장학금을 받았다. 초기에 수학에서 뛰어난 성과를 보인 후, 그는 학업의 후반부에 물리학 과정으로 옮겼고 1911년에 우등 학위를 받았다. 1914년 Bragg는 Trinity College의 펠로우십으로 선출되었는데, Cambridge 대학의 펠로우십은 논문 제출과 방어를 포함한다.
Bragg의 다른 관심사 중에는 조개 수집이 있었으며, 그의 개인 수집물은 약 500종의 표본으로 이루어져 있었고 모두 남호주에서 개인적으로 수집한 것이었다. 그는 새로운 종의 오징어인 Sepia braggi를 발견했으며, Joseph Verco에 의해 그의 이름으로 명명되었다.
경력
X선과 Bragg 방정식
X선의 구성은 알려지지 않았으며, 그의 아버지는 X선이 입자의 흐름이라고 주장했고, 다른 사람들은 그것이 파동이라고 주장했다. Max von Laue는 X선 빔을 사진판 앞의 결정체에 направил하였고, 빔이 닿은 자리 옆에는 편향된 광선으로부터의 추가 반점이 있었다. 따라서 X선은 파동이다. 1912년, Cambridge의 1학년 연구원으로서 W. L. Bragg는 강가를 따라 산책하다가 평행한 원자층으로 만든 결정체는 대부분의 각도에서 표면에 닿는 X선 빔을 회절시키지 않을 것이라는 통찰력을 얻었다. 왜냐하면 원자와의 충돌로 편향된 X선은 위상이 맞지 않아 서로 상쇄되기 때문이다. 그러나 X선 빔이 원자층 사이를 통과한 거리가 X선의 파장과 같은 각도로 닿을 때, 편향된 빔들은 위상이 맞아서 인접한 필름에 반점을 생성한다. 이 통찰력으로부터 그는 X선의 파장과 단순 결정체의 원자층 사이의 거리를 들어오는 X선 빔이 반사되는 각도와 연결시키는 간단한 Bragg 방정식을 작성했다.
그의 아버지는 반사의 에너지를 측정하면서 결정체를 정확한 각도로 회전시킬 수 있는 장치를 만들었다. 이것은 부자가 여러 단순 결정체의 원자층 사이의 거리를 측정하는 것을 가능하게 했다. 그들은 결정체의 무게와 Avogadro 상수로부터 원자들의 간격을 계산했으며, 이는 X선 튜브의 다른 금속 표적에 의해 생성된 X선의 파장을 측정하는 것을 가능하게 했다. W. H. Bragg는 회의와 논문에서 그들의 결과를 보고했으며, 방정식에 대해 "그의 아들"(이름 없음)에게 신용을 주었지만 공동 저자로는 인정하지 않았으며, 이는 그의 아들에게 "어떤 심적 고통"을 주었고 그는 절대 그것을 극복하지 못했다.
음향 측거에 관한 작업
Bragg는 제1차 세계 대전 초기에 Royal Horse Artillery의 Leicestershire 포병 중위로 임관했다. 1915년에 그는 Royal Engineers로 전차되어 발포의 굉음으로부터 적군 포병의 위치를 파악하는 방법을 개발했다. 1915년 9월 2일 그의 형은 Gallipoli 캠페인 중에 전사했다. 그 직후 그와 그의 아버지는 노벨 물리학상을 수상했다. 그는 25세였고 과학 분야의 가장 어린 수상자로 남아 있다. 음향 측거의 문제는 무거운 포가 마이크로폰으로 감지하기에는 너무 낮은 주파수로 울렸다는 것이었다. 여러 달의 답답한 실패 후, 그와 그의 그룹은 문제를 해결한 열선 공기파 감지기를 고안해냈다. 이 작업에서 그는 Charles Galton Darwin, William Sansome Tucker, Harold Roper Robinson 및 Henry Harold Hemming의 도움을 받았다. 영국의 음향 측거는 매우 효과적이었으며, 모든 영국군 부대에 하나의 부대가 있었고 그들의 시스템은 미국이 전쟁에 참전했을 때 채택되었다. 전쟁 중의 작업으로 그는 Military Cross를 받았고 Officer of the Order of the British Empire로 임명되었다. 그는 또한 1916년 6월 16일, 1917년 1월 4일, 1919년 7월 7일에 Despatches에 언급되었다.
열선 음향 측거는 제2차 세계 대전 중에 사용되었으며, 이 기간에 그는 민간 고문으로 복무했다.
전쟁 사이에 1919년에서 1937년까지 그는 Victoria University of Manchester에서 Langworthy 물리학 교수로 근무했다. 그는 1937년에 Teddington의 National Physical Laboratory 소장이 되었다.
제2차 세계 대전 후 Bragg는 Cambridge로 돌아와 Cavendish Laboratory를 연구 그룹으로 나누었다. 그는 "이상적인 연구 단위는 6명에서 12명의 과학자와 몇 명의 보조자로 구성된 것"이라고 믿었다.
Manchester 대학교 1919–1937
제대 후 그는 Cambridge에서 결정학으로 돌아갔다. 그들은 아버지가 유기 결정체를 연구하고 아들이 무기 화합물을 조사하기로 합의했다. 1919년 Ernest Rutherford가 Cambridge로 이사했을 때, Lawrence Bragg는 그를 Victoria University of Manchester의 Langworthy 물리학 교수로 대체했다. 그는 음향 측거 전문가를 포함한 훌륭한 교수진을 모았지만, 그는 자신의 물리학 지식이 약하고 강의 경험이 없다고 생각했다. 많은 참전용사였던 학생들은 비판적이고 소란스러웠다. 그는 깊은 충격을 받았지만 가족의 지지로 자신을 추스르고 성공했다. 그와 R. W. James는 반사된 X선의 절대 에너지를 측정했으며, 이는 전쟁 전에 C. G. Darwin이 유도한 공식을 검증했다. 이제 그들은 반사 표적의 전자 수를 결정할 수 있었고, 규산염 같은 더 복잡한 결정체의 구조를 해독할 수 있었다. 그것은 여전히 어려웠다: 반복되는 추측과 재시도가 필요했다. 1920년대 후반에 그들은 데이터에 Fourier 변환을 사용하여 분석을 용이하게 했다.
1930년 그는 London의 Imperial College로부터 직책 제안을 저울질하면서 깊은 불안을 느꼈다. 그의 가족이 단결했고 그는 1931년 Munich에서 보낸 동안 균형을 회복했으며, 그곳에서 그는 연구를 수행했다.
National Physical Laboratory 1937–1938
그는 1937년에 Teddington의 National Physical Laboratory 소장이 되었으며, 일부 동료들을 함께 데려갔다. 그러나 행정과 위원회는 그의 많은 시간을 벤치에서의 작업으로부터 빼앗아 갔다.
Cambridge 대학교 1938–1954
Rutherford가 죽었고 탐색 위원회는 Lawrence Bragg를 Cavendish Laboratory를 지휘하는 다음 Cavendish 교수로 지명했다. 실험실은 원자 물리학에서 유명한 역사를 가지고 있었고 일부 회원들은 결정학자에 대해 경계했으며, Bragg는 균형 잡힌 행정으로 이를 극복했다. 그는 회절 패턴의 해석을 개선하기 위해 작업했다. 작은 결정학 그룹에는 멘토가 없는 난민 연구원이 있었다: Max Perutz. 그는 Bragg에게 헤모글로빈으로부터의 X선 회절 데이터를 보였으며, 이는 거대한 생물학적 분자의 구조가 해독될 수 있음을 시사했다. Bragg는 Perutz를 그의 연구 보조원으로 임명했으며 몇 개월 내에 Rockefeller Foundation의 보조금으로 추가 지원을 받았다. Perutz가 적국 외국인으로 투옥되었을 때와 군사 연구에 종사했을 때 제2차 세계 대전 중에 작업이 중단되었다.
전쟁 중 Cavendish는 레이더에 필요한 전자 공학을 강조한 단축 대학원 과정을 제공했다. Bragg는 금속 구조에 대해 작업했고 소나 및 음향 측거에 대해 조언했으며, 그들은 여전히 Tucker 마이크로폰을 사용했다. 그는 1941년에 Sir Lawrence가 되었다. 그의 아버지는 1942년에 사망했으며, 그 기간에 Bragg는 6개월간 Canada의 Scientific Liaison Officer로 근무했다. 그는 X선 분석에 대한 정기적인 회의를 조직했으며, 이는 군사 연구에 광범위하게 사용되었다.
전쟁 후 그는 International Union of Crystallography의 형성을 주도했으며 첫 번째 회장으로 선출되었다. 그는 Cavendish를 "이상적인 연구 단위는 6명에서 12명의 과학자와 몇 명의 보조자, 1명 또는 그 이상의 1등급 기계공, 그리고 일반적인 장비가 건설될 수 있는 공작실로 도움받는 것"이라는 그의 신념을 반영하는 부서로 재편성했다. 직원의 고위 멤버들은 이제 사무실, 전화, 비서 지원을 받았다. 부서의 범위는 전파 천문학에 대한 새로운 부서로 확대되었다. 그의 자신의 작업은 X선과 전자 현미경을 모두 사용하여 금속의 구조에 초점을 맞췄다. 1947년에 그는 Medical Research Council(MRC)에 단백질 구조를 결정하기 위한 그가 "당찬 시도"라고 묘사한 것을 지원하도록 설득했으며, 이는 Molecular Biology의 Laboratory로, 초기에는 Perutz, John Kendrew 및 2명의 보조원으로 구성되었다. Bragg는 그들과 함께 작업했으며, 1960년까지 그들은 원자 수준으로 미오글로빈의 구조를 해석했다. 이 후에는 덜 관여했으며, 헤모글로빈에 대한 그들의 분석은 각 분자에 마커로 두 개의 수은 원자를 합병한 후 더 쉬워졌다. MRC의 첫 번째 기념비적인 승리는 James Watson과 Francis Crick에 의한 DNA 구조의 해독이었다. Bragg는 1953년 4월 8일 Belgium의 Solvay 단백질 회의에서 발견을 발표했으며, 이는 언론에 의해 보도되지 않았다. 그 후 그는 1953년 5월 14일 목요일 London의 Guy's Hospital Medical School에서 강연을 했으며, 이는 1953년 5월 15일 금요일 London의 News Chronicle에서 Ritchie Calder의 기사 "Why You Are You. Nearer Secret of Life"로 이어졌다. Bragg는 1962년 노벨 생리의학상을 위해 Crick, Watson, Maurice Wilkins를 추천했다. Wilkins의 몫은 King's College London의 X선 결정학자들의 기여를 인정했다. 그들 중에는 DNA가 Linus Pauling이 제안한 삼중 나선이 아니라 이중 나선임을 보여주는 "사진 51"을 촬영한 Rosalind Franklin이 있었다. Franklin은 살아있는 사람들만 받는 상이 수여되기 전에 사망했다.
Royal Institution 1954–1971
1953년 Bragg는 London의 Royal Institution에서 Resident Professor를 위한 우아한 아파트로 이사했으며, 이는 그의 아버지가 사망했을 때 차지했던 직책이었다. 1934년과 1961년에 Lawrence는 Royal Institution 크리스마스 강연을 진행했으며 1938년 이후로는 그가 Institution의 Natural Philosophy 교수였으며 매년 강연을 했다. 그의 아버지의 후계자들은 Institution을 약화시켰으므로 Bragg는 그것을 재건해야 했다. 그는 기업 후원자들을 모아 재정을 강화했으며, 전통적인 Friday Evening Discourses는 연사와 신중하게 선택된 잠재적 후원자들의 저녁 식사를 따랐으며, 매년 120명 이상이 참석했다. "1965년 이 Discourses 중 두 개는 그에게 특별한 기쁨을 주었다. 5월 7일, Lady Bragg는 1951-55년 Royal Commission on Marriage and Divorce의 멤버였으며 National Marriage Guidance Council의 의장으로서 'Changing patterns in marriage and divorce'에 대해 강연했으며, 11월 15일 Bragg는 분명한 자부심을 가지고 그의 엔지니어 아들 Stephen이 Rolls Royce Ltd의 Chief Scientist였고 나중에 Brunel University의 Vice-Chancellor가 된 'Oscillations and noise in jet engines'에 관한 Discourse를 들었다." 그는 또한 Institution의 특징인 정교한 실증이 활기를 주는 매우 존경받는 Schools' Lectures 프로그램을 도입했다. 그는 "전기"에 관한 이 강연 중 3개를 진행했다.
