Робърт Ендрюс Миликън (Robert Andrews Millikan)
22 март 1868 г. – 19 декември 1953 г.
Нобелова награда за физика, 1923 г.
(За работата му по определяне на електрическия заряд и фотоелектрическия ефект.)
Американският физик Робърт Ендрюс Миликън е роден в Морисън (щат Илинойс). Той е втори син на свещеника от конгрегационалната църква Сайлъс Франклин Миликън и Мери Джейн (Ендрюс) Миликън, бивш декан на женския отдел на колежа Оливие в Мичигън. През 1875 г. семейство Миликън се премества в Макуокът (щат Айова), малко градче близо до река Мисисипи, където Робърт расте заедно с двамата си братя и трите си по-малки сестри.
След завършване на средно училище в Макуокът Миликън постъпва в колежа, където е учила майка му - Оберлин в Охайо. Там интересите му са съсредоточени върху математиката и древногръцкия език. Макар че слуша само дванадесет седмици курс по физика, за който по-късно се изказва като напразна загуба на време, той е поканен да чете лекции по физика в подготвителното училище към колежа. Заради заплатата приема предложението и две години, след като през 1891 г. получава степента бакалавър, преподава физика. За уроците се готви по учебници, които успява да намери. Като награда факултетът към Оберлин колидж му присъжда през 1893 г. магистърска степен по физика и изпраша конспектите на занятията му в Колумбийския университет, който определя на Миликън аспирантска стипендия.
В Колумбийския университет Миликън се занимава под ръководството на известния физик и изобретател Майкъл И. Пюпин. Едно лято прекарва в Чикагския университет, където работи под ръководството на знаменития физик-експериментатор Албърт А. Майкелсън. Именно тогава се убеждава окончателно в това, че физиката е истинското му призвание. През 1805 г. защитава в Колумбийския университет дисертация за присъждане на докторска степен, в която се изследва поляризацията на светлината. Следващата година Миликън прекарва в Европа, посещава Йена, Берлин, Гьотинген и Париж, където се среща с Анри Бекерал, Макс Планк, Валтер Нернст и Анри Пуанкаре.
След връщането си в родината през 1896 г. Миликън става асистент на Майкелсън в Чикагския университет. През следващите дванадесет години написва няколко учебника по физика. Това са първите книги, написани за американски студенти, а не преводи на френски или немски учебници. Книгите на Миликън са приети като стандартни учебници в колежите и средните училища и с допълване остават такива повече от половин век. През 1907 г. Миликън е назначен за асистент-професор по физика, а през 1910 г. - за пълноправен професор.
През 1908 г. Миликън престава да пише учебници, за да отделя повече време за оригинални изследвания. Като много физици по това време го интересува открития наскоро електрон, особено големината на електрическия му заряд, която още не е измерена. Английският физик Г.А.Уилсън се опитал да направи това, изследвайки влиянието на електрическото поле върху зареден облак от етерни пари. Но неговите изчисления се основавали на усредненото поведение на микроскопичните капчици етер, защото Уилсън не успял да измисли метод, който би позволил да се направят всички измерения върху една капчица. Резултатите на Уилсън варирали в широки предели и някои учени започнали да подозират, че различните електрони имат различни заряди. А това би означавало, че електронът не е неделима заредена частица. Миликън решил да изясни дали всички електрони имат еднакъв заряд и да го измери точно. Той успял да разработи метода на заредената капчица, станал класически пример за изящен физически експеримент и едно от достиженията на Миликън, за които бил удостоен с Нобелова награда.
Преди всичко Миликън усъвършенствал експерименталната установка на Уилсън, изграждайки мощна батерия, създаваща много по-силно електрическо поле. Освен това успял да изолира в пространството няколко заредени капчици вода между металически пластинки. При включено поле между пластинките капчиците бавно се движели нагоре под въздействието на електрическото притегляне. При изключено поле се спускали надолу под въздействието на гравитацията. Включвайки и изключвайки полето, Миликън можел да изучава всяка от намиращите се между пластинките капчици в продължение на 45 секунди, след което те се изпарявали.
До 1909 г. Миликън успява да определи, че зарядът на всяка капчица вода е винаги цяло кратно число на фундаменталната величина е (заряда електрона). Това било убедително доказателство, че електроните са фундаментални частици с еднакъв заряд и маса. При измерването на точното значение на заряда на електрона пред Миликън възникват експериментални проблеми, който той търпеливо решава. Като заменя капчиците вода с капчици практически неизпаряващо се масло, той получава възможността да увеличи продължителността на наблюденията до 4.5 часа. През 1913 г., като изключва един след друг възможните източници на грешки, Миликън публикува своето първо окончателно значение на заряда на електрона: e = (4,774 ± 0,009)·10–10 електростатични единици. Полученото значение се задържа повече от 70 години. Една неотдавна с помощта на най-нова високочувствителна апаратура то е поправено. Новото значение на заряда на електрона е e = 4,80298·10–10 електростатични единици.
Още докато работи над учебниците, Миликън изследва фотоелектрическия ефект - избиването на електрони от повърхността на метал под въздействието на падаща върху повърхността му светлина. През 1905 г. Алберт Айнщайн се опитва да обясни някои особености на фотоелектрическия ефект с помощта на хипотезата, че светлината се състои от частици, които той нарича фотони. Хипотезата на Айнщайн е обобщение на по-ранна, предложена от Макс Планк, хипотеза, че енергията на колебаещия се атом се излъчва на порции, или кванти. Тъй като идеята на Айнщайн противоречала на общоприетата представа за светлината като вълна (вълновата природа на светлината била потвърдена от убедителни експериментални данни), повечето физици не повярвали в нея.
През 1912 г. Миликън решава да провери съотношението, което Айнщайн въвел за фотоелектрическия ефект. Това съотношение установявало връзката между енергията на избитите от повърхността електрони и честотата на квантите на падащата светлина. Като изгражда сложна експериментална установка, позволяваща да се изключат много източници на грешки, Миликън доказва, за собствено учудване, че съотношението на Айнщайн е правилно. Нещо повече, в резултат от този експеримент той успява да определи много по-точно от своите предшественици значението на константата на Планк (фундаментална константа в квантовата теория). Получените от него данни, публикувани през 1914 г., помагат да се убедят учените в справедливостта на кванотвата теория.
Към другите важни дейности на Миликън, осъществени в Чикаго, се отнася изследването на различните части на електромагнитния спектър с помощта на искровата спектография и работата му по брауновото движение в газовете, която помага да се потвърдят тези от молекулярната теория. Произведенията на Миликън му донасят международно признание, а резултатите от неговите изследвания започват да се внедряват в промишлеността. През 1913 г. той става консултант по вакуумни прибори в компанията "Уестърн електрик", а от 1916 до 1926 г. работи като експерт в патентно бюро. През 1917 г. по покана на астронома Джордж Елери Хейл заминава за Вашингтон, където заема поста на заместник-председател и на ръководител на научните изследвания в Националния съвет по изследванията - специална организация към Националната академия на науките, създадена от американското правителство по време на Първата световна война. Миликън служи в свързочни войски, където координира дейността на учени и инженери, особено в такава важна област като връзката с подводниците.
След войната Миликън се връща в Чикагския университет, но само за кратко време. Хейл, член на надзорния съвет на Калифорнийския технологичен институт (Калтех) в Пасадена, го кани през 1921 г. в Калифорния, като му предлага да оглави нова лаборатория с годишен фонд 90 000 долара. Той е назначен за директор на новата Бриджеска физическа лаборатория и за председател на изпълнителния комитет на Калтех, което по същество означава президент на института. Цялата си дейност през следващите години Миликън посвещава на това да превърне Калтех в един от най-добрите научноизследователски и инженерни институти в света. Но негова най-голяма заслуга става привличането в Калтех на най-добрите професори и способни студенти. Дори след излизането си в оставка като ръководител на изпълнителния комитет през 1946 г. Миликън до смъртта си продължава своята дейност на забележителен администратор
Първият проект на Миликън в Калтех е свързан с изследване на излъчването, падащо върху Земята от космическото пространство (това излъчване е открито за първи път от австрийския физик Виктор Ф. Хес). Миликън го нарича космически лъчи. Терминът се възприема бързо от учените и от широката публика. Стремейки се да разгадае природата на тайнствените лъчи, Миликън заедно със своите асистенти изкачва прибори на планински върхове, пуска ги с въздушни балони и ги спуска на дъното на дълбоки езера. По време на изследваният един от учениците му, Карл Д. Андерсън, открива позитрона и мюона.
През 1902 г. Миликън се жени за Грета Ървин Бланшар, завършила класическа филология в Чикагския университет. Специалността й е старогръцки език. Семейството има трима сина. Всичките стават известни учени. Миликън умира в Сан Марино, щат Калифорния.
Привърженик на консервативните възгледи в политиката, Миликън е противник на Новия курс на президента Франклин Д. Рузвелт. Той смята, че най-сигурното средство за излизане на Съединените щати от депресията е сътрудничеството на науката с промишлеността. Но като много консерватори по това време той е противник на изолационизма и доста дейно съдейства за обръщане на изследователските програми на Калтех към военните нужди по време на Втората световна война. Миликън е религиозен модернист и автор на няколко книги за взаимоотношенията между науката и религията. През свободното си време обича да играе тенис и голф.
Миликън е удостоен с много награди, сред които е медалът
Хюз на Лондонското кралско дружество (1923 г.) и медалът Фарадей
на Британското химическо дружество (1924 г.). Командор е на ордена на Почетния
легион и кавалер на ордена на Янтара, с който е награден от китайското
правителство. Двадесет и пет университета го избират за свой почетен доктор.
През различни периоди е президент на Американската асоциация за съдействие на
развитието на науката и на Американското физическо дружество, член е на
Американското философско дружество. От 1903 до 1916 г. е заместник главен
редактор на списание "American Physical Review". Към края на живота си е член на
двадесет и една чуждестранни академии.
Превод от руски: Павел Б. Николов
