تولمن، ریچارد چیس

[ričərd čeys tōlman]
Richard Chace Tolman
(ت. نیوتن غربی، مسچوسیتس، 14 اسفند 1259/ 4 مارس 1881؛ و. پسادینا، کلیفارنیا [کالیفرنیا]، 14 شهریور 1327/ 5 سپتامبر 1948)، شیمی فیزیکی، فیزیک ریاضی.
تولمن از خانواده‌ی نیوانگلندی مرفّهی بود که با جهان بازرگانی و فرهنگی پیوندهای نزدیک داشت. تولمن، پس از تمام کردن دبیرستان در نیوتن غربی، در تعقیب راه پدر، به «مؤسسه‌ی فنی مسچوسیتس» وارد شد. در 1282 در رشته‌ی مهندسی شیمی درجه‌ی لیسانس گرفت. سال بعد را در آلمان در «مدرسه‌ی عالی فنی شارلو تنبورک» و بعد در یک آزمایشگاه شیمی صنعتی در کرِفلت گذراند. در 1283 به صورت دانشجوی فوق لیسانس به «مؤسسه فنی مسچوسیتس» بازگشت و به آزمایشگاه پژوهشی شیمی فیزیکی آرثر اِیمس نویز پیوست و در 1289 درجه‌ی دکتری گرفت. تولمن مدتی کوتاه در دانشگاه میشیگان و دانشگاه سین سیناتی تدریس کرد و بعد به دانشگاه کالیفارنیا (برکلی) رفت (1291-1295). در 1295 استاد شیمی فیزیکی دانشگاه ایلینویز شد.
در 1297، که در سمت ریاست بخش موادّ معلّق «اداره‌ی جنگ شیمیایی» در واشینگتن کار می‌کرد، راهش بار دیگر با راه نویز، که در آن زمان رئیس کمیته‌ی تأمین نیترات بود، تلاقی کرد. نویز از قبل سخت در تلاش بود که دولت را مصمم سازد که بعد از جنگ نیز برنامه‌ی پژوهشهای خود در زمینه‌ی ترکیبات ازوت را که در مواد منفجره و نیز در کود شیمیایی بکار می‌رفت ادامه دهد. تلاشهای او به تأسیس «آزمایشگاه پژوهشی ازوت ثابت» در 1298، و انتصاب تولمن به سمت معاونت آزمایشگاه (1298-1299) و سپس به سمت ریاست آن (1299-1301) انجامید. آزمایشگاه تحت ریاست تولمن رونق بسیار یافت و به صورت کعبه‌ی متخصصان جوان و درخشان شیمی فیزیکی درآمد. توّلمن در 1301 در نتیجه‌ی تلاشهای نویز به هیأت علمی «مؤسسه‌ی فنّاوری کلیفارنیا» پیوست؛ و با سمت استادی شیمی فیزیکی و فیزیک ریاضی سالها سرپرستی دانشکده‌ی تحصیلات تکمیلی و عضویت شورای اجرایی را نیز بر عهده داشت.
تأثیر عمده‌ی کار تولمن در مکانیک آماری، گرماپویایی (ترمودینامیکِ) نسبیّتی، و کیهان‌شناسی کیفیت ریاضی و نظری داشت. اولین پژوهش علمی او (1289) شامل اندازه‌گیری نیروی محرّک برقیِ حاصل از اِعمال یک نیروی مرکزگریز بر یک محلول برقکافت بود. تولمن برای بدست آوردن عبارت ریاضی این نیروی محرّک، علاوه بر استفاده از استدلالهای رایج در گرماپویایی، اساس کار را بر استدلالهای جنبشی گذاشت، و نشان داد که این هر دو راه به یک معادله‌ی منتهی می‌شوند. تولمن سپس رو به جانب هادیهای فلزی نهاد و، ضمن همکاری با ت. دیلی استیوئرت در برکلی، نشان داد که وقتی که یک سیم پیچ در حال دوران حول محور به طور مکانیکی شتابانده و ناگهان بازایستانده شود نیروی محرک برقی در آن بوجود می‌آید، و پدید آمدن این نیرو را با اندازه‌گیری جریان برقی درون سیم پیچ ثابت کرد. آنها در 1295 اول بار جِرم حامل برق در فلزات را در آزمایشگاه معیّن کردند.
تولمن همچنین مقاله‌های متعدد مهمی در زمینه‌ی جنبش‌شناسی شیمیایی در دستگاه‌های گازی، یعنی درباره مسأله تبیین سرعت واکنشهای شیمیایی، منتشر کرد. بررسی نظری او درباره‌ی سرعت واکنش گرمایی و نور شیمیایی تک مولکولی بر لزوم روشن کردن مفهوم کارمایه فعال سازی، که تعریف محکمی از آن نشده بود، تأکید کرد. تولمن، پس از اجرای این امر، به کار تجربی فرینگتن دنیئل و همکارانش درباره‌ی تجزیه‌ی پنتوکسید ازوت روی کرد، یعنی به بهترین نمونه‌ی یک واکنش تک مولکولی درجه‌ی اول در گستره‌ای از تغلیظها و در مجموعه‌ای از دماها، برای وارسی سازوکارهای پیشنهادی مربوط به واکنش شیمیایی که در آن زمان رواج داشتند. بویژه، در 1304 نشان داد که نظریه‌ی ساده‌ی تشعشع درباره‌ی واکنش که از طرف ژان باتیست پرن و و. مک لوئیس عرضه شده بود سرعتهای شناخته شده‌ی واکنشی را به قدر کفایت تبیین نمی‌کرد. این مقاله‌ها نه فقط دقت استدلال و شم فیزیکی قوی تولمن را آشکار می‌کنند بلکه از علاقه‌ی فراوان او به کاربرد مکانیک آماری در موضوع سرعتهای تغییر فیزیکی-شیمیایی نیز پرده برمی‌دارند.
تولمن در 1288، با همکاری گیلبرت ن. لوئیس، نخستین شرح امریکایی نظریه‌ی نسبیّت خاص را منتشر کرد. تولمن بعداً کتاب Theory of the Relativity of Motion («نظریه‌ی نسبیّت حرکت»، برکلی، 1917) را نوشت. این علاقه‌ی آغازین به نظریه نسبیت با کشف هابل در 1308 مبنی بر این که قرمزگرایی خطوط طیف با فاصله تناسب دارد بیشتر برانگیخته شد، و به یک رشته بررسیها در خصوص استفاده از نظریه‌ی نسبیت عام در توضیح ساختار کلی و تحوّل کیهان انجامید. تولمن، در رساله‌ی جامع خود در زمینه گرماپویایی نسبیتی، نظریه‌‌‌‌‌‌‌اش را درباره‌ی جهانی ابراز کرد که به نحوی موزون مانند قلبی تپان منبسط و منقبض می‌شود، و استدلال کرد که ثقل تأثیر تشعشع را خنثی می‌کند، و به این ترتیب مانع توقف کامل حرکت-چنان که در اصل دوم گرماپویایی پیش بینی شده است-می‌گردد.
تولمن، در جریان جنگ جهانی دوم، در مقام نایب رئیس «کمیته‌ی تحقیقات دفاع ملی»، به عنوان رایزن علمی ژنرال لسلی ر: گرووز در «طرح منهتن»، و در سِمت مشاور ایالات متحد در «کمیته‌ی سیاست مختلط» زمان جنگ خدمت کرد. او بعداً مشاور علمی برنارد باروک در «کمیسیون کارمایه‌ی اتومی ایالات متحد» گردید. از جمله افتخاراتی که در زمان حیاتش نصیبش شد دریافت مدال لیاقت و انتخاب شدن به عضویت در فرهنگستان ملی علوم در 1302 بود.
تولمن در 1303 با یک روان‌‌شناسی به نام روث شرمن ازدواج کرد. آنان صاحب فرزندی نشدند. تولمن قسمت عمده داراییش را بر طبق وصیت خویش به «مؤسسه‌ی فنّاوری کلیفارنیا» واگذاشت.

کتابشناسی

تولمن چهار کتاب و بیش از 100 مقاله‌ی علمی انتشار داد، که فهرست همه‌ی آنها برحسب تاریخ نگارش در کتابشناسیِ منضم به مقدمه‌ی زندگینامه‌ای که ج، کرک وود، ا، ر، وولف، و پ. اپستاین تهیه کرده‌اند در BMNAS، 27 (1952)، 139-153، ذکر شده است. تولمن در کتاب In Principles of Statistical Mechanics (آکسفرد، 1938)، که تکنگاشتی است که در زمینه‌ی موضوع خود به صورت اثری مهم و معتبر باقی مانده است، چهره‌ی مکانیک آماری را بیشتر با استفاده از مکانیک کوانتومی دگرگون ساخته است تا با استفاده از مکانیک کلاسیک، که برای علم نقطه آغازی بود. جزئیات مربوط به خانواده و دوره کودکی تولمن را از خلال یادداشتهائی که برادر او در شرح زندگی خود نوشته است می‌توان ذرّه ذرّه بیرون کشید؛ چنین نوشته‌ای را در مقاله‌ی «Edward Chase Tolman»، از ب. ف. ریچی، همان، 37 (1964)، 293-324، می‌توان یافت. برنارد جَفی، در Outposts of Science (نیویورک، 1935)، 506-516، تصویر روشنی از کار تولمن در کیهان‌شناسی در «مؤسسه‌ی فناوری کلیفارنیا» در دهه‌ی 1930 بدست می‌دهد. فعالیتهای تولمن در جنگ جهانی دوم به طور کامل در Sailors Scientists and Rockets، از البرت ب. کریستمن، یکم (واشینگتن، 1971) مندرج است.
منابع دستنویس مشتملند بر نامه‌هائی در اوراق گیلبرت ن. لوئیس، که اینک در دفتر گروه شیمی دانشگاه برکلی محفوظند، و چندین جعبه از مکاتبات و نسخه‌های خطی انتشار نایافته در بایگانی «موسسه فناوری کلیفارنیا).
منبع مقاله :
گیلیپسی، چارلز کولستون، (1387) زندگینامه‌ی علمی دانشوران، ترجمه احمد آرام ... [و دیگران]، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ اول