Чарльз Галтон Дарвин (англ. Sir Charles Galton Darwin; 18 декабря 1887, Кембридж — 31 декабря 1962, Кембридж) — английский физик-теоретик и математик. Член Лондонского королевского общества (1922). Наиболее известен своими работами по теории дифракции рентгеновских лучей, статистической механике (метод Дарвина — Фаулера), квантовой физике (квантовомеханическая теория эффекта Зеемана, теория электрона дираковского типа и др.). В качестве общественного деятеля много внимания уделял проблемам народонаселения и евгеники.
Биография
Происхождение. Начало научной карьеры
Чарльз Галтон Дарвин родился в Кембридже в научной династии: его отцом был известный математик и астроном Джордж Говард Дарвин, а дедом — знаменитый естествоиспытатель Чарлз Роберт Дарвин. Его мать, американка Мод дю Пюи (Maud du Puy), была дочерью филадельфийского инженера-изобретателя. Его крёстными отцами были также заметные личности — основоположник евгеники Фрэнсис Гальтон и знаменитый физик лорд Кельвин. Юный Дарвин учился сначала в подготовительной школе Святой Веры (St. Faith’s), а затем получил классическое образование в школе Марлборо. С 16-летнего возраста он начал специализироваться в математике. В 1901 и 1906 годах для получения практики в немецком языке он посетил Германию, причём в свой второй приезд встретился в Гёттингене с известным математиком Карлом Рунге.
В 1906 году Дарвин поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, где изучал математику и математическую физику. Одним из преподавателей, оказавших влияние на будущего учёного, был Джозеф Лармор, в то время Лукасианский профессор в Кембридже; непосредственным наставником студента был Роберт Херман (Robert A. Herman). Дарвин окончил математический курс (Mathematical Tripos) пятым (fifth wrangler). После окончания обучения в 1910 году он начал работать в Манчестерском университете под руководством Эрнеста Резерфорда, получив должность Шустеровского лектора по математической физике (в основном Дарвин читал курсы термодинамики и кинетической теории газов). Первые работы Дарвина были посвящены некоторым вопросам физики атмосферы и радиоактивного распада тория (совместно с Эрнестом Марсденом). Вскоре он занялся проблемой поглощения и рассеяния альфа-частиц веществом. Его работа по этой тематике стала одним из первых теоретических исследований, в которых использовалось представление о ядерном строении атома, предложенное незадолго до этого Резерфордом. Эта работа Дарвина была подвергнута критике Нильсом Бором и стала отправным пунктом, с которого последний начал свою деятельность в русле резерфордовских представлений, приведшую его к построению первой квантовой теории атома. После приезда Бора в Манчестер Дарвин обсуждал с ним и Генри Мозли роль атомного номера в прояснении последовательности расположения элементов в периодической таблице Менделеева и возможность экспериментальной проверки этого предположения. В 1913 году Дарвин отошёл от вопросов атомной физики, направив свои усилия на построение адекватной теории дифракции рентгеновских лучей.
Война. Работа в Кембридже и Эдинбурге
После начала Первой мировой войны Дарвин, который прошёл обучение в Корпусе подготовки офицеров в Манчестерском университете, был отправлен во Францию в составе одного из первых британских подразделений. В течение примерно года он оставался в Булони, осуществляя функции цензуры и радиосвязи. Затем он присоединился к Корпусу королевских инженеров, где принимал участие в возглавляемых Уильямом Лоуренсом Брэггом работах по звуковой локации вражеских снарядов. В 1917 году Дарвин был награждён Военным крестом и отправлен в распоряжение Королевских военно-воздушных сил для исследования шумов, издаваемых самолётами.
В 1919 году Дарвин был избран членом колледжа Христа (Christ’s College) в Кембридже и до 1922 года читал лекции, а также исполнял функции консультанта по математике в Кавендишской лаборатории. Это время отмечено плодотворным сотрудничеством с Ральфом Фаулером, итогом которого стали значительные результаты в области статистической механики. В 1922 году Дарвин получил должность приглашённого профессора в Калифорнийском технологическом институте, где провёл год. На родину он возвратился через Южную Америку, где побывал во многих местах, которые посетил его знаменитый предок во время путешествия на корабле «Бигль».
