Sydney Chapman (1888-1970)
Sydney Chapman FRS (29 Ocak 1888 - 16 Haziran 1970), İngiliz matematikçi ve jeofizikçi idi. Gazların kinetik teorisi, güneş-yer fiziksi ve Dünya'nın ozon tabakası üzerine yaptığı çalışmalar, birçok on yıl boyunca geniş bir araştırma yelpazesine ilham vermiştir.
Eğitim ve erken yaşam
Chapman, İngiltere'deki Eccles yakınlarındaki Salford'da doğdu ve 1902'de şimdi Salford Üniversitesi olan bir teknik enstitüde ileri eğitimine başladı. 1904'te, 16 yaşında iken, Chapman Manchester Üniversitesi'ne girdi. Memleketi tarafından sunulan bir üniversite bursu için yarıştı ve son seçilen öğrenci oldu. Chapman daha sonra şöyle düşündü: "Aşağıda bir yerde olursam ne olacağını bazen merak ediyorum." Başlangıçta Osborne Reynolds tarafından yönetilen bölümde mühendislik okudu. Chapman, matematik derslerini matematik profesörü olan Horace Lamb ve Chapman'ın Manchester'daki son yılında Cambridge'den gelen J. E. Littlewood'dan aldı. Mühendislik derecesi ile mezun olmasına rağmen, matematiğe o kadar ilgi duymuştu ki, bir yıl daha kalarak matematik derecesi aldı. Lamb'ın tavsiyesi üzerine, Chapman Trinity College, Cambridge'e bir burs başvurusunda bulundu. Başlangıçta bir hizmetçi olarak (diğer öğrencilere hizmet ederek maddi destek sağladı) sadece kısmi bir burs verildi, ancak ikinci yılından itibaren tam burs aldı. 1910'da bir wrangler olarak mezun oldu. Araştırmalarına önce G. H. Hardy'nin gözetiminde saf matematikte başladı, ancak aynı yılın sonlarında Sir Frank Dyson'dan, Royal Greenwich Gözlemevi'nde baş asistanı olmasını istediği bir teklif aldı.
Kariyer ve Araştırma
1914'ten 1919'a kadar Chapman, Cambridge'e matematik öğretim üyesi ve Trinity College üyesi olarak geri döndü. 1919'dan 1924'e kadar Manchester'da Uygulamalı Matematik Beyer Kürsüsü'nü, Lamb tarafından da tutulan aynı pozisyonu aldı, ve ardından Imperial College London'a geçti. İkinci Dünya Savaşı sırasında, Ordunun Bilimsel Danışman Yardımcısı olarak görev yaptı.
1946'da Chapman, Oxford'daki Sedleian Doğa Felsefesi Kürsüsü'ne seçildi ve The Queen's College, Oxford'a üye olarak atandı. 1953'te Oxford'dan emekli olduktan sonra, Chapman dünya çapında araştırma ve öğretim fırsatları buldu, Alaska Üniversitesi ve Colorado Üniversitesi gibi yerlerde olduğu kadar, İstanbul, Kahire, Prag ve Tokyo gibi uzak yerlerde de bulundu. 1951'den 1970'e kadar Alaska Jeofizik Enstitüsü Danışman Bilimsel Direktörü olarak, genellikle kış aylarında aurora araştırmaları için Alaska'da üç ay geçirdi. Yılın geri kalanında ise genellikle Colorado, Boulder'daki Yüksek İrtifa Gözlemevi'nde geçirdi.
Chapman'ın en dikkate değer matematik başarıları, özellikle Markov süreçleri alanında idi. Markov süreçlerinin ve genelleştirmelerinin incelenmesiyle ilgili olarak, Chapman ve Rus Andrey Kolmogorov bağımsız olarak alandaki temel denklemler dizisini geliştirdiler, Chapman–Kolmogorov denklemleri olarak bilinir. Chapman, 1930'da ozon tabakasına yol açan foto kimyasal mekanizmaları çalışarak bu alanda önemli bir katkı yaptı.
Chapman, güneş-yer fiziksinin öncülerinden biri olarak tanınır. Bu ilgi, gazların kinetik teorisi üzerine yaptığı erken çalışmalardan gelir. Chapman manyetik fırtınaları ve auroraları inceledi, Dünya'nın manyetik alanının güneş rüzgarı ile etkileşimiyle ilişkisini açıklamak için teoriler geliştirdi. Kristian Birkeland ve Hannes Alfvén'in çalışmalarını eleştirdi ve alaya aldı, daha sonra Birkeland'ın teorilerini kendi olarak benimsedi. Chapman ve ilk lisans öğrencisi V. C. A. Ferraro, manyetosferin varlığını erken 1930'larda öngördüler. Ayrıca, 30 yıl sonra Explorer 12 uydusu tarafından doğrulanan manyetosferin özelliklerini öngördüler.
1940'ta Chapman ve Alman meslektaşı Julius Bartels, iki cilt halinde bir jeomanyetizm kitabı yayınladı, bu kitap bir sonraki iki on yıl boyunca standart ders kitabı haline geldi. 1946'da Chapman, bugün atmosfer/uzay etkileşimi konusundaki yüksek irtifa araştırmalarının bilimsel alanını tanımlayan "Aeronomy" terimini ortaya çıkardı.
1951'den 1954'e kadar Chapman, Uluslararası Jeodezi ve Jeofizik Birliği'nin başkanıydı.
Chapman, Uluslararası Jeofizik Yılı (IGY) Özel Komitesi Başkanıydı. IGY fikri, 1950'de Chapman ve James Van Allen gibi bilim adamları arasında yapılan bir tartışmadan kaynaklanıyordu. IGY, 1957-58'de düzenlendi ve Dünya ve uzay bilimleri gibi alanlarda büyük ilerlemelere yol açtı ve aynı zamanda ilk uydu fırlatmalarına yol açtı.
Ödüller
Chapman, kariyeri boyunca birçok onur aldı. Bunlar arasında 1913'te Smith Ödülü,[6] 1919'da Royal Society Fellow seçilmesi,[1] 1924'te ICM'nin Davetli Konuşmacısı olması,[17] 1931'de Royal Society Bakerian Konferansçısı, 1934'te Royal Society Royal Madalyası, 1944'te Londra Matematik Topluluğu De Morgan Madalyası bulunmaktadır. 1949'da Kraliyet Astronomi Topluluğu Altın Madalyası ile ödüllendirildi ve 1953'te Kraliyet Edinburgh Bilimler Akademisi Üyesi seçildi. 1964'te Kraliyet Copley Madalyası ve 1965'te Kraliyet Meteoroloji Topluluğu Symons Altın Madalyası ile ödüllendirildi. Ayrıca Amerika Birleşik Devletleri, Norveç, İsveç ve Finlandiya Bilim Ulusal Akademilerine seçildi. Londra Matematik Topluluğu'nun 1929–1931 ve Kraliyet Meteoroloji Topluluğu'nun 1932–1933 dönemlerinde başkanlık yaptı.
Aydaki Chapman Krateri, onuruna adlandırılmıştır, aynı şekilde Alaska Fairbanks Üniversitesi kampüsündeki Sydney Chapman Binası da öyle. Bu bina, Alaska Üniversitesi Jeofizik Enstitüsü'nün ilk kalıcı binası olarak hizmet verdi ve şu anda Bilgisayar Bilimi ve Matematik ve İstatistik Bölümlerini içermektedir. Amerikan Jeofizik Birliği, tematik alanlarda yenilikçi araştırmaları teşvik etmek için düzenlenen küçük "Chapman Konferansları"nı organize eder. Kraliyet Astronomi Topluluğu, anısına Chapman Madalyası'nı kurmuştur.
Çalışmaları
Chapman'ın çalışmaları geniş bir yelpazede yer alır ve çeşitli disiplinlerde önemli katkılarda bulunmuştur. Bazı önemli çalışmaları:
Kinetic Theory of Gases: Gazların kinetik teorisi üzerine yaptığı çalışmalar, gazların davranışını anlamak için temel bir model sağlamıştır.
Solar-Terrestrial Physics: Güneş-yer fiziksi alanındaki araştırmaları, güneş rüzgarıyla Dünya'nın manyetik alanının etkileşimini inceleyerek manyetik fırtınalar ve auroralar gibi fenomenleri açıklamaya yardımcı olmuştur.
Ozone Layer: 1930'da, ozon tabakasının oluşumunu açıklayan foto kimyasal mekanizmaları çalışarak, ozon tabakasının oluşumu ve korunmasını anlamaya yönelik önemli katkılarda bulunmuştur.
Stochastic Processes: Stokastik süreçler (rastgele süreçler) alanında yaptığı çalışmalarıyla, Markov süreçleri ve bunların genelleştirmeleri üzerine temel denklemleri geliştirmiştir. Chapman-Kolmogorov denklemleri olarak bilinen bu denklemler, stokastik süreçlerin matematiksel açıklamalarında önemli bir rol oynamaktadır.
Geomagnetism: Jeomanyetizm üzerine yaptığı çalışmalar, Dünya'nın manyetik alanının özelliklerini anlamak için katkıda bulunmuş ve bu alandaki standart metinlerden biri olarak kabul edilen kitaplarından biri olan "Geomagnetism" adlı eserini yayınlamıştır.
Aeronomy: 1946'da aeronomi terimini ortaya çıkaran Chapman, yüksek irtifa araştırmalarında atmosfer-uzay etkileşimini incelemiştir.
Bu çalışmaları, Chapman'ın bilimsel araştırmalara ve keşiflere yaptığı geniş katkıları temsil etmektedir ve birçok alanda bilimsel ilerlemenin önemli bir parçası olmuştur.
Eserleri
Chapman'ın bazı önemli eserleri:
The Earth’s Magnetism, 1936 ("Yerküre'nin Manyetizması"): Dünya'nın manyetik alanı hakkında kapsamlı bir çalışma.
Mathematical Theory of Non-Uniform Gases (with T.G. Cowling), 1939 ("Tekdüze Olmayan Gazların Matematiksel Teorisi"): Düzgün olmayan gazların matematiksel teorisi üzerine çalışması, gazların davranışlarını karmaşık bir şekilde modellemiştir.
Geomagnetism (with J. Bartels), 1940 ("Jeomanyetizma"): Jeomanyetizm üzerine detaylı bir inceleme ve kaynak eser.
IGY; Year of Discovery, 1959 ("Buluşlar Yılı"): Uluslararası Jeofizik Yılı hakkında bir çalışma, bu dönemin bilimsel keşiflere ve ilerlemelere olan katkılarını ele alır.
Solar Plasma, Geomagnetism and Aurora, 1964 ("Güneş Plazması, Jeomanyetizma ve Kutup Işığı"): Güneş plazması, jeomanyetizma ve auroralar hakkında detaylı bir inceleme.
Atmospheric Tides (with Lindzen), 1970 ("Atmosferik Gelgit Elareketleri"): Atmosferik gelgit hareketleri üzerine çalışma, atmosferdeki dalgalanmaların ve titreşimlerin matematiksel modellemesini içerir.
Bu eserler, Chapman'ın geniş bilimsel ilgi alanlarında yaptığı önemli çalışmaları temsil eder ve jeofizik, matematik ve atmosfer bilimlerindeki katkılarını yansıtır.