كارل هيرزفيلد

كارل فرديناند هيرزفيلد ( 24 فبراير 1892 - 3 يونيو 1978) فيزيائي وكيميائي نمساوي أمريكي . عمل في فيزياء المادة المكثفة ، وديناميكا الموائع ، والميكانيكا الإحصائية . في عام 1927، كان أول من حدد كميًا متى تكون المادة فلزًا أو عازلًا. سُمي معيار غولد هامر-هيرزفيلد لتصنيف أشباه الفلزات باسمه. ^{[ 2 ]} درس مع فرانك أو. رايس معادلات معدل التحلل الحراري للأستالديهايد في عام 1934. يُعرف نموذجهما بآلية رايس-هيرزفيلد . ^{[ 3 ]}

كتب هيرزفيلد أيضاً في الفلسفة واللاهوت . وكان متزوجاً من عالمة الأنثروبولوجيا ريجينا فلانيري .

وُلد كارل فرديناند هيرتسفيلد في 24 فبراير 1892 في فيينا ، لعائلة يهودية مرموقة اندمجت حديثًا في المجتمع. ^{[ 4 ]} كان والده أستاذًا في قسم أمراض النساء والتوليد بجامعة فيينا . أما والدته، كاميلا هيرتسوغ، فكانت ابنة ناشر صحيفة وشقيقة الكيميائي العضوي ر. أ. هيرتسوغ. ^{[ 4 ]}

في عام ١٩٠٢، التحق هيرزفيلد بمدرسة شوتينجيمنازيوم الثانوية . ودرس فيها حتى عام ١٩١٠، ثم التحق بجامعة فيينا لدراسة الفيزياء والكيمياء . وفي عام ١٩١٢، درس في جامعة زيورخ والمعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ . وهناك التقى بأوتو شتيرن ، الذي أرجع هيرزفيلد لاحقاً الفضل في فهمه العميق للديناميكا الحرارية إلى محادثاته مع شتيرن.

في عام 1913، ذهب هيرزفيلد للدراسة في جامعة غوتينغن ، وبعد ذلك عاد إلى فيينا وحصل على درجة الدكتوراه في العام التالي تحت إشراف فريدريش هازينورل ، الذي أصبح مديرًا لمعهد الفيزياء النظرية بعد انتحار لودفيج بولتزمان في عام 1906. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

طبّق هيرزفيلد في أطروحته الميكانيكا الإحصائية على غاز من الإلكترونات الحرة كنموذج لنظرية المعادن. وبحلول وقت حصوله على الدكتوراه، كان قد نشر بالفعل ست أوراق علمية. في إحداها، حاول اشتقاق نموذج لذرة الهيدروجين. نُشرت هذه الورقة عام ١٩١٢، ^{[ ٦ ]} قبل وقت قصير من تقديم نيلز بور ورقته الأولى حول نموذج بور لذرة الهيدروجين. ^{[ ٧ ]}

بعد حصوله على الدكتوراه، تطوع هيرزفيلد للخدمة في الجيش النمساوي المجري . اندلعت الحرب العالمية الأولى بعد ذلك بفترة وجيزة، وخدم حتى عام ١٩١٨، وترقى إلى رتبة ملازم أول. استُدعي مشرف أطروحته، هاسينورل، للخدمة خلال الحرب العالمية الأولى، وقُتل على الجبهة. ^{[ ٨ ]} خلال فترة خدمته العسكرية، نشر هيرزفيلد ستة أبحاث حول الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها في الفيزياء والكيمياء، وخاصةً في بنية المادة - الغازات والسوائل والمواد الصلبة. ^{[ ٤ ]}

بعد الحرب، عاد هيرزفيلد إلى جامعة فيينا، إلا أن الجامعة كانت تعاني من ضائقة مالية شديدة، ما دفعه للانتقال إلى ميونخ عام ١٩١٩، بهدف دراسة الكيمياء التحليلية والحصول على وظيفة في الصناعة الكيميائية الألمانية، التي كانت تتمتع بسمعة مرموقة. في البداية، عمل مساعدًا في مختبر كازيمير فايانس للكيمياء الفيزيائية في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونخ . لكن ما إن وصل إلى هناك، حتى وجد أن تحدي الفيزياء النظرية يروق له أكثر. أصبح محاضرًا خاصًا في الفيزياء النظرية والكيمياء الفيزيائية في جامعة لودفيغ ماكسيميليان، وبالتالي ارتبط اسمه ارتباطًا وثيقًا بأرنولد سومرفيلد ، ^{[ ٩ ]} الذي كان أستاذًا للفيزياء النظرية ومديرًا لمعهد الفيزياء النظرية - وهو مؤسسة بارزة لدراسة التركيب الذري والجزيئي. من عام ١٩٢٥ وحتى مغادرته جامعة لودفيغ ماكسيميليان عام ١٩٢٦، شغل منصب أستاذ غير متفرغ للفيزياء النظرية. خلال هذه الفترة، أجرى لينوس باولينغ دراسات ما بعد الدكتوراه معه، وكان المشرف على أطروحة والتر هايتلر ، الذي حصل على درجة الدكتوراه عام 1926. وفي عام 1925، نشر هيرزفيلد كتابه عن النظرية الحركية والميكانيكا الإحصائية، ^{[ 10 ]} والذي أصبح كتابًا دراسيًا على مستوى الدراسات العليا في الجامعات الناطقة بالألمانية. ^{[ 4 ]}

في عام 1926، شغل هيرزفيلد منصب أستاذ زائر في جامعة جونز هوبكنز في بالتيمور ، ميريلاند ، والذي تطور لاحقًا إلى منصب عضو هيئة تدريس دائم. وخلال عامي 1930 و1932، كان محاضرًا في جامعة كوبر يونيون وجامعة فوردهام في مدينة نيويورك . ^{[ 4 ]}

أثناء عمله في جامعة جونز هوبكنز، أجرى هيرزفيلد أبحاثًا مكثفة مع الكيميائي فرانسيس أو. رايس، الذي انضم إلى الجامعة كأستاذ مشارك في نفس العام الذي وصل فيه هيرزفيلد. تناولت ورقتهم البحثية المنشورة عام 1928 ^{[ 11 ]} دور الاهتزازات الجزيئية في نقل الطاقة بين الموجات فوق الصوتية وجزيئات الغاز. في جونز هوبكنز، عمل هيرزفيلد مع زملاء أوروبيين آخرين في كلية الفيزياء بالجامعة، وهما جيمس فرانك وماريا غوبرت ماير ، اللذان حصلا على جائزتي نوبل في الفيزياء عامي 1925 و1963 على التوالي. انضم فرانك إلى جونز هوبكنز بعد مغادرته ألمانيا عام 1933، حيث كان أستاذًا للفيزياء التجريبية ومديرًا للمعهد الثاني للفيزياء التجريبية في جامعة غوتنغن، وزميلًا مقربًا لماكس بورن ، الذي كان مديرًا لمعهد الفيزياء النظرية في غوتنغن. كانت غوبرت-ماير تلميذةً لبورن، وانضمت إلى هيئة التدريس في جامعة جونز هوبكنز عام 1931. نشرت غوبرت-ماير وهيرزفيلد مقالاتٍ حول حالات التجمع ^{[ 12 ]} وتفاعلات الاندماج النووي. ^{[ 13 ]} شارك هيرزفيلد في تأليف مقالاتٍ مع فرانك حول عملية التمثيل الضوئي، إحداها بعد مغادرتهما جامعة جونز هوبكنز. ^{[ 14 ] [ 15 ]} حصل جون أرشيبالد ويلر ، الذي أصبح فيزيائيًا بارزًا، على درجة الدكتوراه تحت إشراف هيرزفيلد عام 1933. ^{[ 4 ]}

في عام 1936، انتقل هيرزفيلد إلى الجامعة الكاثوليكية الأمريكية في واشنطن العاصمة ، حيث عاش حتى وفاته عام 1978. وحصل على لقب أستاذ فخري عام 1969 وظل نشطًا لبقية حياته. ^{[ 4 ]}

وُصفت أسباب مغادرة هيرزفيلد لجامعة جونز هوبكنز في رسالة إلى أرنولد سومرفيلد. كان أحد الأسباب الرئيسية هو الوضع المالي المتردي في الجامعة. إلا أن هناك أسبابًا أخرى أيضًا، منها تدهور علاقته مع آر دبليو وود ، أستاذ الفيزياء التجريبية ورئيس قسم الفيزياء. كما رأى جيه إيه بيردن، وهو فيزيائي تجريبي آخر، أن التركيز مُفرط على الفيزياء النظرية، وأن عدد الفيزيائيين الألمان في القسم الصغير غير متوازن. وشكّ بيردن أيضًا في أن هيرزفيلد قد جلب فرانك إلى جونز هوبكنز لتعزيز طموحاته في رئاسة القسم. وأخيرًا، اعتقد بيردن أن هيرزفيلد قد تسبب في خلافات داخل القسم بسبب دعمه القوي لترقية غوبرت-ماير من باحث مشارك في الفيزياء إلى عضو هيئة تدريس دائم. ورغم أن هيرزفيلد تلقى عروضًا من جامعة فوردهام والجامعة الكاثوليكية، إلا أن أيًا منهما لم يكن جذابًا لضعف أقسام البحث فيهما. أثناء مناقشة الوضع مع إشعيا بومان ، رئيس جامعة جونز هوبكنز، اتضح أن الصعوبات المالية التي تواجهها الجامعة قد تستدعي تقليص عدد أعضاء هيئة التدريس في قسم الفيزياء. وبناءً على ذلك، قبل هيرزفيلد عرض الجامعة الكاثوليكية. كانت مسؤوليات هيرزفيلد التدريسية وراتبه في الجامعة الكاثوليكية مماثلين تقريبًا لما كان عليه الحال في جامعة جونز هوبكنز، ولكن كانت هناك مهام إدارية إضافية، كونه رئيسًا لقسم الفيزياء أيضًا. ^{[ 4 ]}

في أواخر أربعينيات القرن العشرين، زاد هيرزفيلد من اهتمام الجامعة الكاثوليكية بالحسابات الكمومية المتعلقة بالبنية الإلكترونية للجزيئات متعددة الذرات، مما رسخ مكانة مرموقة للجامعة في هذا المجال. ^{[ 16 ] [ 17 ]} وكانت فيرجينيا غريفينغ ، أول امرأة تنضم إلى هيئة التدريس في قسم الفيزياء بالجامعة، إحدى طالباته في الدكتوراه بالجامعة الكاثوليكية . ^{[ 18 ]}

في عام 1959، تعاون هيرزفيلد مع ثيودور أ. ليتوفيتز في تأليف كتاب، لخص جزئيًا أفكار هيرزفيلد حول الموجات فوق الصوتية على مدى أكثر من 30 عامًا منذ مقالته مع ف. أ. رايس. ^{[ 19 ]} وفي عام 1966، نشر هيرزفيلد مقالًا استعراضيًا يلخص 50 عامًا من التطورات في مجال الموجات فوق الصوتية الفيزيائية. ^{[ 20 ]}

في عام 1938، تزوج هيرزفيلد من ريجينا فلانيري ، التي كانت محاضرة في علم الإنسان بالجامعة الكاثوليكية. وبحلول وقت تقاعدها في عام 1970، كانت قد وصلت إلى منصب أستاذة، وأصبحت أول امرأة تترأس ذلك القسم. ^{[ 4 ]}

كان هيرزفيلد كاثوليكياً ذا اهتمام عميق باللاهوت الكاثوليكي. وقد حصل على ميدالية الكاردينال جيمس جيبونز لمساهماته في الولايات المتحدة والكنيسة الكاثوليكية والجامعة الكاثوليكية الأمريكية. ^{[ 21 ]}

• 1958 – تم انتخابه لعضوية الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم ^{[ 4 ]}
• 1960 – تم انتخابه لعضوية الأكاديمية الوطنية للعلوم ^{[ 4 ]}
• 1964 – شهادة تقدير الخدمة المتميزة من البحرية الأمريكية لخدماته خلال الحرب العالمية الثانية ^{[ 4 ]}

• ميهرا، جاغديش ، وهيلموت ريشنبرغ. التطور التاريخي لنظرية الكم. المجلد 5: إرفين شرودنغر ونشأة ميكانيكا الموجة. الجزء 1: شرودنغر في فيينا وزيورخ 1887-1925. (سبرينغر، 2001) ISBN 0-387-95179-2

• كارل هيرزفيلد – مذكرات سيرة ذاتية
• مقابلة تاريخية شفهية أجراها توماس إس. كون مع كارل هيرزفيلد في 14 يونيو 1962، محفوظة في مكتبة وأرشيف نيلز بور، المعهد الأمريكي للفيزياء
• مقابلة تاريخية شفهية أجراها بروس ويتون مع كارل هيرزفيلد في 11 مايو 1978، محفوظة في مكتبة وأرشيف نيلز بور، المعهد الأمريكي للفيزياء