Войти
| Дуглас Хартри | |
|---|---|
 Дуглас Хартри на Международной конференции по физике, Лондон, 1934 год | |
| Родился | Дуглас Райнер Хартри. (1897-03-27) 27 марта 1897. Кембридж, Кембриджшир, Англия, Великобритания |
| Умер | 12 февраля 1958 (1958-02-12) (в возрасте 60). Кембридж, Кембриджшир, Англия, Великобритания |
| Гражданство | Британец |
| Alma mater | Колледж Святого Иоанна, Кембридж |
| Известный | |
| Награды | Член Королевского общества |
| Научный карьера | |
| Поля | численный анализ. атомная физика |
| Учреждения | Манчестерский университет. Министерство снабжения. Кембриджский университет |
| Докторант | Ральф Х. Фаулер |
| Докторанты | |
Дуглас Рейнер Хартри FRS (27 марта ch 1897 - 12 февраля 1958) был английским математиком и физиком, наиболее известным за разработку численного анализа и его приложения к уравнениям Хартри – Фока из атомная физика и создание дифференциального анализатора с использованием Meccano.
Дуглас Хартри был родился в Кембридже, Англия. Его отец, Уильям, был преподавателем инженерных наук в Кембриджском университете, а его мать, Ева Рейнер, была президентом и мэром города Кембриджа. Одним из его прадедов был Сэмюэл Смайлс ; другим был морской инженер Уильям Хартри, партнер Джона Пенна. Дуглас Хартри был старшим из трех сыновей, переживших младенчество. Брат и сестра умерли в младенчестве, когда он был еще ребенком, но два его брата позже тоже умерли. 7-летний брат Хартри Джон Эдвин умер, когда Хартри было 17 лет, а 22-летний брат Хартри Колин Уильям умер от менингита в феврале 1920 года, когда Хартри было 23 года.
Хартри учился в Колледже Святого Иоанна, Кембридж, но первая мировая война прервала его учебу. Он (а также его отец и брат) присоединились к группе, работавшей над зенитной баллистикой под А. В. Хилл, где он приобрел значительные навыки и неизменный интерес к практическим вычислениям и численным методам для дифференциальных уравнений, выполнив большую часть своей работы карандашом и бумагой.
После окончания Первой мировой войны. Хартри вернулся в Кембридж, окончив его в 1922 году со степенью второго класса естественных наук.
В 1921 году визит Нильса Бора в Кембридж вдохновил Хартри применить свои численные навыки к теории Бора атома., в которой он получил докторскую степень в 1926 году - его научным руководителем был Эрнест Резерфорд. С публикацией уравнения Шредингера в том же году Хартри смог применить свои знания по дифференциальным уравнениям и численному анализу к новой квантовой теории.. Он вывел уравнения Хартри для распределения электронов в атоме и предложил метод самосогласованного поля для их решения. Волновые функции этой теории не удовлетворяли принципу исключения Паули, для которого Слейтер показал, что необходимы детерминантные функции. В. Фок опубликовал «уравнения с обменом», теперь известные как уравнения Хартри-Фока. Они значительно более требовательны в вычислительном отношении даже при использовании эффективных методов, предложенных Хартри для расчета обменных вкладов. Сегодня уравнения Хартри-Фока имеют большое значение для области вычислительной химии, и они применяются и решаются численно в большинстве программ теории функционала плотности, используемых для расчетов электронной структуры молекулы и системы конденсированной фазы.
Дифференциальный анализатор, разработанный Дугласом Хартри, в Музее науки и промышленности в Манчестере. В 1929 году Хартри был назначен членом Кафедра прикладной математики Бейера в Манчестерском университете. В 1933 году он посетил Ванневара Буша в Массачусетском технологическом институте и из первых рук узнал о своем дифференциальном анализаторе. Сразу же по возвращении в Манчестер он приступил к созданию собственного анализатора из Meccano. Видя потенциал для дальнейшего использования своих численных методов с помощью машины, он убедил сэра Роберта Макдугалла профинансировать более надежную машину, которая была построена в сотрудничестве с Metropolitan-Vickers.
Первое применение машины, отражающее энтузиазм Хартри для железных дорог рассчитывал расписание Лондонской, Мидлендской и Шотландской железных дорог. Остаток десятилетия он провел, применяя дифференциальный анализатор для поиска решений дифференциальных уравнений, возникающих в физике. Они включали теорию управления и теорию ламинарного пограничного слоя в гидродинамике, внося значительный вклад в каждую из областей.
Дифференциальный анализатор не подходил для решения уравнений с обменом. Когда публикация Фока опередила работу Хартри по уравнениям с обменом, Хартри обратил свои исследования на распространение радиоволн, что привело к уравнению Эпплтона – Хартри. В 1935 году его отец, Уильям Хартри, предложил провести за него расчеты. Вскоре последовали результаты с обменом. Дуглас признал важность взаимодействия конфигураций, которое он назвал «суперпозицией конфигураций». Первые результаты Хартри-Фока с несколькими конфигурациями были опубликованы отцом, сыном и Бертой Свирлс (позже леди Джеффрис) в 1939 году.
По предложению Хартри Берта Свирлс приступила к выводу уравнений с заменой на атомы с использованием уравнения Дирака в 1935 году. По совету Хартри первые релятивистские вычисления (без обмена) были представлены в 1940 году А.О. Уильямсом, учеником Р. Б. Линдси.
Во время Второй мировой войны Хартри руководил двумя вычислительными группами. Первая группа, для Министерства снабжения, была описана Джеком Хоулеттом как "мастерская" по решению дифференциальных уравнений. В начале Второй мировой войны дифференциальный анализатор в Манчестерском университете был единственным полноразмерным дифференциальным анализатором (восемь интеграторов) в стране. Были приняты меры, чтобы машина была доступна для работы в поддержку национальных военных действий. Со временем группа состояла из четырех участников (спереди назад: Джек Хоулетт, Николас Р. Эйрес, Дж. Г. Л. Мишель; в центре, Дуглас Хартри; справа Филлис Локетт Николсон). Проблемы были представлены группе без информации об источнике, но включали автоматическое слежение за целями, распространение радиоволн, подводные взрывы, тепловой поток в стали и уравнение диффузии, которое позже выяснилось для разделения изотопов. Вторая группа - группа исследователей магнетронов Филлис Локетт Николсон, Дэвид Копли и Оскар Бунеман. Работа была сделана для Комитета по координации разработки клапанов, помогающего в разработке радара. Если бы было доступно больше интеграторов, можно было бы использовать дифференциальный анализатор, поэтому Хартри создал свою группу как три «процессора» для параллельной работы с механическими настольными вычислителями. В качестве метода решения он выбрал то, что сейчас является классическим моделированием частиц. Хартри никогда не публиковал в журналах результаты своих исследований в области магнетрона, хотя во время войны он написал множество высокотехнологичных секретных отчетов.
В апреле 1944 г. комитет, в который входил Хартри, рекомендовал создать математический отдел в Национальной физической лаборатории (NPL). В октябре эта рекомендация была введена в действие с первыми двумя целями: исследование возможности адаптации автоматического телефонного оборудования к научному оборудованию и разработка электронных вычислительных устройств, пригодных для быстрых вычислений. Можно предположить, что некоторые члены уже знали о компьютере Colossus. Джон Р. Уомерсли ( bête noire Тьюринга) был первым директором. В феврале 1945 года он отправился в двухмесячный тур по вычислительным установкам в США, включая посещение ENIAC (все еще не завершено). Он ознакомился с проектами знаменитого отчета фон Неймана июнь 1945 EDVAC. Примерно через два месяца Хартри также посетил ENIAC, тогда еще не известный широкой публике.
В феврале 1946 г. Макс Ньюман (который был задействован в компьютере Colossus ) подал заявление в Королевскому обществу для получения средств для начала задачи по созданию компьютера общего назначения в Манчестерском университете. Королевское общество передало запрос Хартри и К.Г. Дарвину, директору НПЛ, чтобы дать им совет. Хартри рекомендовал грант, но Дарвин выступил против него на том основании, что ACE Тьюринга по NPL будет достаточно для удовлетворения потребностей страны. Но точка зрения Хартри победила, и Манчестерские разработки в области вычислительной техники были начаты.
Хартри продолжал работать в системах управления и участвовал в раннем применении цифровых компьютеров, консультируя вооруженные силы США по использованию ENIAC для расчета баллистических таблиц. Летом 1946 года Хартри совершил вторую поездку на ENIAC для оценки его применимости к широкому кругу наук, когда он стал первым гражданским лицом, запрограммировавшим его. Для этого он выбрал задачу, включающую поток сжимаемой жидкости по поверхности, такой как воздух над поверхностью крыла, движущийся со скоростью, превышающей скорость звука.
В конце 1945 или в самом начале 1946 года. Хартри проинформировал Мориса Уилкса из Кембриджского университета о сравнительных разработках в области вычислений в США, которые он наблюдал. Уилкс, затем получил приглашение от Школы электротехники Мура (создателей ENIAC) пройти курс по электронным компьютерам. Перед отъездом Хартри смог более подробно проинформировать его об ENIAC. Именно на лодке домой Уилкс спроектировал первоначальную конструкцию EDSAC, которая должна была быть введена в эксплуатацию в мае 1949 года. Хартри тесно сотрудничал с Уилксом в разработке использования машины для решения широкого круга проблем и, в основном, что важно, показали пользователям из ряда областей в университете, как они могут использовать его в своей исследовательской работе.
Хартри вернулся в Кембридж, чтобы занять пост профессора математической физики Пламмера в 1946 году. В октябре он прочитал вступительную лекцию под названием «Вычислительные машины: последние и предполагаемые разработки и их влияние на математическую физику». ENIAC и работа, которую проделал над ним Хартри. Еще в 1946 году, за два года до того, как электронные вычисления стали реальностью, Хартри увидел необходимость в использовании подпрограмм. Его вступительная лекция закончилась рассмотрением того, что компьютеры могут делать Он сказал: «… есть, насколько я понимаю, многие проблемы, представляющие экономический, медицинский и социологический интерес, ожидающие изучения, которые в настоящее время не могут быть выполнены из-за огромной нагрузки на компьютеры».
7 ноября 1946 г. Daily Telegraph, взяв интервью у Хартри, процитировало его слова: «Значение машины настолько велико, что мы не можем представить, как они повлияют на нашу цивилизацию. Вот вам кое-что, что ускоряет одну область человеческой деятельности в 1000 раз. В области транспорта эквивалентом ACE была бы возможность добраться из Лондона в Кембридж... за пять секунд, как обычно. Это почти невообразимо ».
Четвертый и последний крупный вклад Хартри в британские вычисления начался в начале 1947 года, когда кейтеринговая фирма J. Lyons Co. в Лондоне узнала об ENIAC и прислала небольшая группа летом того же года для изучения того, что происходило в США, потому что они чувствовали, что эти новые компьютеры могут помочь в огромном объеме административной и бухгалтерской работы, которую должна была выполнить фирма. Команда встретилась с Колом Герман Голдстайн из Института перспективных исследований в Принстоне, который написал Хартри о своих поисках. Как только он получил это письмо, Хартри написал и пригласил представителей Лиона приехать. в Кембридж для встречи с ним и Уилксом. Это привело к разработке коммерческой версии EDSAC, разработанной Lyons, под названием LEO, первого компьютера, использованного для коммерческих бизнес-приложений. После смерти Хартри штаб-квартира Компания LEO Computers была переименована в Hartree House. Это иллюстрирует степень, в которой Лайонс чувствовал, что Хартри внес свой вклад в их новое предприятие.
Последним известным вкладом Хартри в вычислительную технику была оценка в 1950 году потенциального спроса на компьютеры, который был намного ниже, чем оказалось: «У нас есть компьютер здесь, в Кембридже, один в Манчестере и один в [НПЛ]. Я полагаю, что он должен быть в Шотландии, но это все ". Такие недооценки количества компьютеров, которые потребуются, были обычным явлением в то время.
Последний доктор Хартри. студентка Кембриджа Шарлотта Фрозе Фишер стала всемирно известной благодаря разработке и внедрению мультиконфигурационного подхода Хартри-Фока (MCHF ) и своим теоретическим предсказаниям относительно существование иона.
Он умер от сердечной недостаточности в больнице Адденбрука, Кембридж, 12 февраля 1958 года.
(1950) Cambridge University Press)
| Предшественник. Эдвард Артур Милн | Кафедра прикладной математики Бейера в Манчестерском университете. 1929–1937 | Преемник. Сидней Голдштейн |
| Профессиональные и академические ассоциации | ||
|---|---|---|
| Предыдущий. Роберт Генри Клейтон | Президент Манчестерского литературно-философского общества. 1939–40 | Преемник. Герберт Джон Флер |
