Сущность науки заключается в независимом мышлении, упорном труде и не в оборудовании. Когда я получил свою Нобелевскую премию, я потратил на свое оборудование едва ли 200 рупий.
Чандрасекхара Венката Раман был индийским физиком, внесшим революционный вклад в область рассеяния света. Со своим студентом К. С. Кришнаном он открыл, что когда свет проходит через прозрачный материал, часть отклоненного света изменяет длину волны и амплитуду. Это явление было новым типом рассеяния света и впоследствии стало известно как эффект Рамана или рамановское рассеяние. Раман получил Нобелевскую премию по физике в 1930 году и был первым азиатским человеком, получившим Нобелевскую премию в любой отрасли науки.
Родившись у родителей-брахманов из касты тамильских индусов, Раман был одаренным ребенком, закончив среднее и старшее среднее образование в католической англо-индийской средней школе Святого Алоизия в возрасте 11 и 13 лет соответственно. Он получил первое место на экзамене бакалавриата в Университете Мадраса с отличием по физике в Президентском колледже в возрасте 16 лет. Его первая научная статья о дифракции света была опубликована в 1906 году, когда он еще был аспирантом. На следующий год он получил степень магистра. В 19 лет он поступил на службу в Индийский финансовый департамент в Калькутте на должность помощника генерального бухгалтера. Там он познакомился с Индийской ассоциацией культивирования науки (IACS) — первым научно-исследовательским институтом в Индии, который позволил ему проводить независимые исследования и где он внес свой основной вклад в область акустики и оптики.
В 1917 году он был назначен первым профессором физики имени Палита Ашутошем Мукерджи в научном колледже Раджабазара Калькуттского университета. Во время своей первой поездки в Европу, увидев Средиземное море, он правильно объяснил причину голубого цвета моря как явление дифракции. В 1926 году он основал Индийский журнал физики. Он и Кришнан открыли 28 февраля 1928 года новое явление рассеяния света, которое они назвали «модифицированным рассеянием», но которое более известно как эффект Рамана. День отмечается правительством Индии как День национальной науки каждый год. Раман переехал в Индийский институт науки в Бангалоре в 1933 году, став его первым индийским директором. Там же в том же году он основал Индийскую академию наук. Он создал научно-исследовательский институт Рамана в 1948 году, где работал до конца своих дней.
В 1954 году правительство Индии почтило его первой премией Бхарат Ратна вместе с политиком К. Раджагопалачари и философом Сарвепалли Радхакришнаном — высшей гражданской наградой. Позже он разбил медаль в протест против политики премьер-министра Джавахарлала Неру в области научных исследований.
Ранняя жизнь и образование
К. В. Раман родился в Тиручираппалли, Президентство Мадраса (ныне Трихи), Тамил Наду, у родителей-индусов тамильского происхождения, Чандрасекхары Раманатана Айера и Парватхи Аммаль. Он был вторым из восьми братьев и сестер. Его отец был учителем в местной средней школе и получал скромный доход. Он вспоминал: «Я родился с серебряной ложкой во рту. При моем рождении мой отец получал великолепную зарплату в десять рупий в месяц!» В 1892 году его семья переехала в Вишакхапатнам (тогда Вишакапатнам или Визагапатам или Виз) в Андхра-Прадеш, так как его отец был назначен на факультет физики в колледж Миссис А.В. Нарасимхи Рао. Там Раман учился в католической англо-индийской средней школе Святого Алоизия. Он сдал экзамен зрелости в возрасте 11 лет и экзамен FA (эквивалент современного промежуточного экзамена, PUC/PDC и +2) со стипендией в возрасте 13 лет.
В 1902 году Раман поступил в Президентский колледж в Мадрасе (ныне Ченнай), куда был переведен его отец преподавать математику и физику. В 1904 году он получил степень бакалавра от Университета Мадраса, где занял первое место и выиграл золотую медаль по физике. В 18 лет, еще будучи аспирантом, он опубликовал свою первую научную статью о дифракции света в британском журнале Philosophical Magazine в 1906 году. Он завершил степень магистра той же университете с наивысшей честью в 1907 году. Его вторая статья, опубликованная в том же журнале в том же году, была о поверхностном натяжении жидкостей. Она вышла одновременно со статьей лорда Рэлея о чувствительности уха к звуку, и именно с нее лорд Рэлей начал переписываться с Раманом, вежливо называя его «профессором».
Осознавая способности Рамана, его преподаватель физики Ричард Ллевеллин Джонс настоял на том, чтобы он продолжил исследования в Англии. Джонс организовал медицинский осмотр Рамана полковником сэром Джеральдом Гиффардом. Осмотр показал, что Раман не сможет выдержать суровый климат Англии, о чем он позже вспомнил и сказал: «Он осмотрел меня и подтвердил, что я умру от туберкулеза... если я поеду в Англию».
Карьера
Старший брат Рамана Чандрасекхара Субраманья Айяр поступил на службу в Индийский финансовый департамент (ныне Индийская служба контроля и бухгалтерии). Не имея возможности учиться за границей, Раман последовал его примеру и квалифицировался для Индийской финансовой службы, заняв первое место на вступительном экзамене в феврале 1907 года. Позже он заметил: «Я посмотрел на всех кандидатов, которые собрались там, и я знал, что буду первым». В июне 1907 года он был направлен в Калькутту (ныне Колката) на должность помощника генерального бухгалтера. Там он был глубоко впечатлен Индийской ассоциацией культивирования науки (IACS) — первым научно-исследовательским институтом, основанным в Индии в 1876 году. Он сразу подружился с Асутошем Деем, который впоследствии стал его пожизненным сотрудником, Амритой Лалем Сиркаром, основателем и секретарем IACS, и Ашутошем Мукерджи, членом исполнительного комитета института и вице-канцлером Калькуттского университета. Благодаря таким связям он получил разрешение проводить исследования в свободное время. До того времени институт еще не нанимал штатных исследователей и не выпускал никаких научных работ. Статья Рамана «Кольца Ньютона в поляризованном свете» была опубликована в журнале Nature в 1907 году из института.
В 1909 году Раман был переведен в Рангун, Бирму (ныне Мьянму), на должность валютного офицера. Через несколько месяцев ему пришлось вернуться в Мадрас, так как его отец серьезно заболел. Смерть его отца и похоронные обряды заставили его остаться там до конца года. Вскоре после того, как он возобновил работу в Рангуне, он был переведен в Нагпур, Махараштра в 1910 году. Еще до того, как он проработал год в Нагпуре, он был повышен в должности главного бухгалтера в 1911 году и снова направлен в Калькутту.
С 1915 года Калькуттский университет начал назначать исследовательских стипендиатов под руководством Рамана в IACS. Судхангсу Кумар Банерджи, который позже стал генеральным директором обсерваторий Индийского метеорологического департамента, был аспирантом под руководством Ганеша Прасада и его первым студентом. В 1917 году Калькуттский университет учредил новую кафедру физики, названную кафедрой физики имени Палита, в честь благодетеля сэра Таракнатха Палита. Ашутош Мукерджи пригласил Джагадиша Чандра Боса занять эту должность, но Бозе отказал. Во второй раз Раман стал первым профессором физики имени Палита и был направлен в новообразованный кампус научного колледжа Раджабазара Калькуттского университета. Он неохотно ушел со службы государственного служащего после десяти лет работы, что было описано как «верховная жертва», так как его зарплата профессора была бы примерно вдвое меньше его тогдашней зарплаты. Но преимущество заключалось в том, что он мог посвятить себя серьезным исследованиям, что явно указано в отчете о его присоединении к университету:
Принятие мистером К.В. Раманом профессорской должности имени сэра Т.Н. Палита при условии, что от него не потребуется выезжать за пределы Индии... Сообщается, что мистер К.В. Раман вступил в должность профессора физики имени Палита с 2.7.17... Мистер Раман сообщил, что от него не потребуется преподавать в классах M.A. и M.Sc., что могло бы помешать его собственным исследованиям или оказанию помощи продвинутым студентам в их исследованиях.
Калькуттский университет назначил аспирантов для Рамана, и другие университеты последовали его примеру, включая Университет Аллахабада, Университет Рангуна, Королевский колледж Индоре, Институт науки Нагпура, Колледж Кришната и Университет Мадраса. К 1919 году Раман руководил более чем дюжиной студентов. После смерти Сиркара в 1919 году Раман получил две почетные должности в IACS: почетный профессор и почетный секретарь. Он назвал этот период «золотой эрой» своей жизни.
Назначение Рамана профессором Палита было решительно оспорено некоторыми членами Сената Калькуттского университета, особенно иностранными членами, так как Раман не имел докторской степени и никогда не учился за границей. В качестве возражения Мукерджи организовал получение почетной степени доктора наук (DSc), которую Калькуттский университет присвоил Раману в 1921 году. В том же году он посетил Оксфорд, чтобы прочитать лекцию на Конгрессе университетов Британской империи. К этому времени он был широко известен, а его хозяевами были Дж.Дж. Томсон и лорд Резерфорд. После его избрания членом Королевского общества в 1924 году Мукерджи спросил его о его будущих планах, и тот ответил: «Нобелевская премия, конечно же». В 1926 году он основал Индийский журнал физики в качестве первого редактора. Второй том журнала опубликовал его знаменитую статью «Новое излучение», в которой сообщалось об открытии эффекта Рамана.
Рамана на должности профессора имени Палита сменил Дебендра Мохан Бозе в 1932 году. В 1933 году он покинул Колкату и присоединился к Индийскому институту науки в Бангалоре в качестве его первого индийского директора. Махараджа Кришнараджа Вадияр IV, король Майсура, Джамсетджи Тата и Навав сэр Мир Осман Али Хан, Низам Хайдарабада, предоставили земли и средства для Индийского института науки в Бангалоре. Вице-король Индии лорд Минто одобрил учреждение в 1909 году, и британское правительство назначило его первого директора, Морриса Трэверса. Раман был четвертым директором. Во время своего пребывания в IISc он нанял Г.Н. Рамачандрана, который впоследствии стал выдающимся кристаллографом по рентгеновским лучам. Он основал Индийскую академию наук в 1934 году и начал публиковать труды академии.
Со своим бывшим студентом Панчапакеша Кришнамурти Раман основал компанию Travancore Chemical and Manufacturing Co. Ltd. в 1943 году. Компания, переименованная в TCM Limited в 1996 году, была одним из первых производителей органических и неорганических химических веществ. В 1947 году Раман был назначен первым национальным профессором новым правительством независимой Индии.
Раман вышел на пенсию из Индийского института науки в 1948 году и основал научно-исследовательский институт Рамана в Бангалоре годом позже. Он служил его директором и оставался активным там до своей смерти в 1970 году.
Научный вклад
Музыкальный звук
Одним из интересов Рамана было понимание физики музыкальных звуков. Он был вдохновлен книгой Германа фон Гельмгольца «Ощущения тона», которую он обнаружил, когда присоединился к IACS. Между 1916 и 1921 годами он активно изучал и публиковал свои выводы. Он разработал теорию поперечных колебаний струнных смычковых инструментов на основе суперпозиции скоростей. Одним из его самых ранних исследований было исследование волчьего тона в скрипках и виолончелях. Он изучал акустику различных скрипок и связанных с ними инструментов, включая индийские струнные инструменты и всплески воды. Он даже проводил «эксперименты с механически воспроизводимыми скрипками».
Раман также изучал уникальность индийских барабанов. Его анализ гармонической природы звука табла и мридангама были первыми научными исследованиями индийских ударных инструментов. Он написал критическое исследование теории Кауфмана о колебаниях струны фортепиано. Во время его краткого визита в Англию в 1921 году он нашел время, чтобы изучить, как звук распространяется в галерее шепота купола собора Святого Павла в Лондоне, создающей необычные звуковые эффекты. Его работа в области акустики была важным прологом, как в экспериментальном, так и в концептуальном плане, к его последующим работам по оптике и квантовой механике.
Голубой цвет моря
Раман, расширяя свою деятельность в области оптики, начал исследовать рассеяние света с 1919 года. Его первое феноменальное открытие касалось физики голубого цвета морской воды. Во время возвращающегося путешествия из Англии на борту S.S. Narkunda в сентябре 1921 года он размышлял о голубом цвете Средиземного моря. Используя простое оптическое оборудование — карманный спектроскоп и призму Николя в руке, он изучал морскую воду. Из множества гипотез о цвете моря лучшего объяснение было у лорда Рэлея в 1910 году, согласно которому «столь восхищаемый темно-синий цвет глубокого моря не имеет ничего общего с цветом воды, а является просто синей окраской неба, видимой отражением». Рэлей правильно описал природу голубого неба явлением, теперь известным как рэлеевское рассеяние — рассеяние света и преломление частицами в атмосфере. Призма Николя позволила Раману наблюдать воду без влияния солнечного света, отраженного от поверхности. Он описал, как море выглядит еще более голубым, чем обычно, что противоречило Рэлею.
Как только S.S. Narkunda причалил в гавани Бомбея, Раман закончил статью «Цвет моря», опубликованную в ноябрьском номере журнала Nature за 1921 год. Он отметил, что объяснение Рэлея является «сомнительным при простом способе наблюдения» с использованием его призмы.
.jpg)
