Nobelpriset Nobelprisets logotyp
Jag föddes 1911 i Pittsburgh, Pennsylvania, som son till John MacLeod Fowler och Jennie Summers Watson Fowler. Mina föräldrar hade två andra barn, min yngre bror Arthur Watson Fowler och min ännu yngre syster Nelda Fowler Wood. Min farfars farfar, William Fowler, var gruvarbetare i Slammannan, nära Falkirk i Skottland, som emigrerade till Pittsburgh för att hitta arbete som gruvarbetare omkring 1880. Min morfar i morse, Alfred Watson, var livsmedelshandlare. Han emigrerade till Pittsburgh, också runt 1880, från Taniokey, nära Clare i County Armagh, Nordirland. Hans föräldrar undervisade i National School, den lokala gymnasieskolan för barn, i Taniokey i 60 år. Familjen bodde i den centrala delen av skolbyggnaden; min farfars farfar undervisade pojkarna i den ena flygeln av byggnaden och min farmor undervisade flickorna i den andra flygeln. Skolan finns fortfarande kvar och jag har besökt den.
Jag växte upp i Lima, Ohio, från två års ålder då min far, som var revisor, förflyttades till Lima från Pittsburgh. Varje sommar under min barndom åkte familjen tillbaka till Pittsburgh under min fars semester från arbetet. Han var en ivrig idrottsman och genom honom blev jag (och är fortfarande) ett lojalt fan av Pittsburgh Pirates i National Baseball League och Pittsburgh Steelers i National Football League.
Lima var ett järnvägscentrum som betjänades av Pennsylvania, Erie, Nickel Plate och Baltimore & Ohio railroads. Det var också hemvist för Lima Locomotive Works som byggde ånglokomotiv. Min bror, Arthur Watson Fowler, en mekanisk ingenjör, arbetade för Lima Locomotive hela sitt liv fram till sin pensionering. Efter 1960 tillverkade företaget kraftspadar och byggkranar. Som pojke tillbringade jag många timmar på Pennsylvania Railroads växlingsvarv inte långt från mitt familjehem. Det är inte konstigt att jag åker runt i världen för att leta efter passagerartåg som fortfarande dras av ånglok. År 1973 reste jag med den transsibiriska järnvägen från Chabarovsk till Moskva, bland annat därför att tåget drevs av ånga i nästan 2 500 kilometer från Chabarovsk till Chita. Det drivs inte av ånga, men nu har jag råd att åka med det nya Orientexpressen. Det är inte heller konstigt att mina kollegor och tidigare studenter på min 60-årsdag överlämnade en fungerande modell av ett brittiskt tanklokomotiv i spårvidd 3 1/4″ (1/16 standardstorlek) till mig i Cambridge, England. Jag körde den ofta på det upphöjda spåret i Cambridge and District Model Engineering Society. Den är min stolthet och glädje. Jag har döpt den till Prince Hal.
Jag gick i Horace Mann Grade School och Lima Central High School. Några av mina lärare i high school lever fortfarande och jag träffade dem vid min 50:e klassåterträff 1979. Jag var ordförande för sista årskursen 1929. Mina lärare uppmuntrade och främjade mitt intresse för teknik och naturvetenskap, men insisterade också på att jag skulle läsa fyra år latin i stället för franska eller tyska. Mitt familjehem låg tvärs över gatan från Horace Mann-skolans stora lekplatser. Det fanns basebollplaner, tennisbanor, en löparbana och en fotbollsplan. Under min gymnasietid spelade jag i fotbollslaget i Central High School och vann min brevlängd som senior. Horace Mann var Centrals hemmafotbollsplan. Under min collegetid tjänstgjorde jag som fritidsledare för Horace Mann-lekplatsen under sommaren. Inte långt från mitt hem fanns Baxter’s Woods med en rinnande bäck och badplats. Vilken underbar miljö allt detta var för min pojkdom!
Efter avslutad skolgång skrev jag in mig på Ohio State University i Columbus, Ohio, för att studera keramikteknik. Jag hade vunnit ett pris för en uppsats om produktion av Portlandcement och keramisk teknik verkade vara ett naturligt val för mig. Lyckligtvis fick alla ingenjörsstudenter samma kurser, inklusive fysik och matematik. Jag blev fascinerad av fysik och när jag fick veta av professor Alpheus Smith, chef för fysikavdelningen, att det fanns en ny examen som erbjöds i teknisk fysik skrev jag in mig på det alternativet i början av mitt andra år. Det gjorde även Leonard I. Schiff, som blev en mycket stor teoretisk fysiker. Vi var vänner för livet fram till hans död för några år sedan.
Mina föräldrar var inte välbärgade och min sommarlön som fritidsledare täckte inte mina utgifter på Ohio State. För mina måltider serverade jag, diskade och eldade upp ugnarna på Phi Sigma Sigma Sorority. På lördagar jobbade jag med att skära och sälja skinka och ost i ett utomhusstånd på Central Market i Columbus. Tidigt på morgonen satte vi upp ståndet och lastade av skinkorna och ostarna från grossistens lastbil; sent på kvällen städade vi och tog ner ståndet. För arton timmars arbete fick jag fem dollar. Jag skrapade ihop tillräckligt med pengar för att gå med i en social förening, Tau Kappa Epsilon. Under mitt juniorår valdes jag in i ingenjörernas hedersförening, Tau Beta Pi, och under mitt seniorår valdes jag till ordförande för Ohio State Chapter.
Mina professorer på Ohio State befäste mitt intresse för experimentell fysik. Willard Bennett tillät mig att göra ett examensarbete om ”Focussing of Electron Beams” i hans laboratorium. Av honom lärde jag mig hur annorlunda ett fungerande laboratorium är jämfört med ett studentlaboratorium. Svaren är inte kända! John Byrne tillät mig att arbeta efter skoltid i elektroteknikinstitutionens elektroniska laboratorium. Jag studerade pentodens egenskaper! Det var den bästa av världar – spänningen i att göra riktiga mätningar inom fysiken tillsammans med praktisk utbildning inom ingenjörsvetenskap.
När jag tog examen från Ohio State kom jag till Caltech och blev forskarstuderande under Charles Christian Lauritsen – fysiker, ingenjör, arkitekt och violinist – i W.K. Kellogg Radiation Laboratory. Kellogg byggdes enligt Lauritsens arkitektoniska planer med hjälp av medel som Robert Andrews Millikan fick från den amerikanska majsflingerkungen. Lauritsen var född i Danmark och i likhet med många skandinaver älskade han Carl Michael Bellmans sånger, den svenske poeten och musikern från 1700-talet. Han försökte lära mig att sjunga Bellmans dryckessånger med god svensk brytning men jag misslyckades kapitalt utom i anda eller ska jag säga sprit. Del Delsasso döpte mig till Willy och det fastnade.
Charlie Lauritsen var det största inflytandet i mitt liv. Han handledde min doktorsavhandling om ”Radioactive Elements of Low Atomic Number” där vi upptäckte spegelkärnor och visade att kärnkrafterna är laddningssymmetriska – samma mellan två protoner som mellan två neutroner när de laddade partiklarnas Coulombkrafter är uteslutna. Han lärde mig många praktiska saker – hur man reparerar motorer, VVS och elektriska ledningar. Mest av allt lärde han mig hur man gör fysik och hur man kan njuta av det. Jag lärde mig också av mina doktorandkollegor Richard Crane och Lewis Delsasso. Charlies son, Tommy Lauritsen, gjorde sitt doktorandarbete under oss och vi tre arbetade tillsammans som ett team i över trettiofem år. Vi var främst experimentalister. I början lärde Robert Oppenheimer oss de teoretiska konsekvenserna av våra resultat. Richard Tolman lärde oss att inte rusa iväg för att publicera förhastade resultat under dessa dagar av intensiv konkurrens mellan kärnkraftslaboratorier.
Hans Bethes tillkännagivande av CN-cykeln 1939 förändrade våra liv. Vi studerade protonernas kärnreaktioner med kol- och kväveisotoper i laboratoriet, just de reaktioner som ingår i CN-cykeln. Andra världskriget kom emellan. Kellogglaboratoriet var engagerat i försvarsforskning under hela kriget. Jag tillbringade tre månader i södra Stilla havet under 1944 som civilperson med simulerad militär rang. Jag såg på nära håll soldaternas och sjömännens hjältemod och de fasor de fick utstå.
Strax före kriget gifte jag mig med Ardiane Foy Olmsted vars familj kom till Kalifornien över slätterna och bergen i västra USA i guldrushen runt 1850. Vi är föräldrar till två döttrar, Mary Emily och Martha Summers, som vi kallar våra bibliska karaktärer. Martha och hennes man Robert Schoenemann är föräldrar till vårt barnbarn Spruce William Schoenemann. De bor i Pawlet, en liten by i Vermont – Green Mountain State.
Efter kriget återställde Lauritsens och jag Kellogg som ett kärnkraftslaboratorium och bestämde oss för att koncentrera oss på kärnreaktioner som äger rum i stjärnor. Vi kallade det för nukleär astrofysik. Före kriget hade Hans Staub och William Stephens bekräftat att det inte fanns någon stabil kärna vid massa 5. Efter kriget bekräftade Alvin Tollestrup, Charlie Lauritsen och jag att det inte fanns någon stabil kärna vid massa 8. Dessa massgap innebar slutet för George Gamows briljanta idé att alla kärnor som är tyngre än helium (massa 4) kunde byggas upp genom att neutroner adderades med en masseenhet i taget i hans big bang. Edwin Salpeter från Cornell kom till Kellogg sommaren 1951 och visade att fusionen av tre heliumkärnor med massan fyra till kolkärnan med massan tolv troligen skulle kunna ske i röda jättestjärnor men inte i big bang. År 1953 fick Fred Hoyle Ward Whaling i Kellogg att utföra ett experiment som kvantitativt bekräftade fusionsprocessen under de temperatur- och densitetsförhållanden som Hoyle, Martin Schwarzschild och Allan Sandage hade visat förekommer i röda jättar.
Fred Hoyle var det andra stora inflytandet i mitt liv. Det stora konceptet om nukleosyntes i stjärnor fastställdes först definitivt av Hoyle 1946. Efter Whalings bekräftelse av Hoyles idéer blev jag troende och 1954/1955 tillbringade jag ett sabbatsår i Cambridge, England, som Fulbright-stipendiat för att arbeta med Hoyle. Där anslöt sig Geoffrey och Margaret Burbidge till oss. År 1956 kom Burbidges och Hoyle till Kellogg och 1957 kulminerade våra gemensamma ansträngningar i offentliggörandet av ”Synthesis of the Elements in Stars”, där vi visade att alla grundämnen från kol till uran kan produceras genom kärnprocesser i stjärnor som börjar med väte och helium som produceras i big bang. Denna artikel har kommit att bli känd som B2FH efter författarnas sista initialer. A. G. W. Cameron kom ensam fram med samma breda idéer vid samma tidpunkt.
Fred Hoyle blev Plumian Professor i Cambridge, adlades av drottningen och grundade 1966 Institute of Theoretical Astronomy i Cambridge. Jag tillbringade många lyckliga somrar vid institutet tills Hoyle drog sig tillbaka till Cumbria i Lake District i England. Fred lärde mig mer än astrofysik. Han introducerade mig till engelsk cricket, rugby och associationsfotboll (vi kallar det fotboll). Han tog med mig till de skotska högländerna och lärde mig att läsa en karta och att njuta av att klättra på de 3 000 fot höga toppar som kallas Munros. Jag klättrar fortfarande någonstans på de brittiska öarna varje sommar. Det håller mig i form och förnyar min själ.
Det har varit en lång sträcka att gå igenom. Experimentella mätningar av tvärsnittet för hundratals kärnreaktioner och deras omvandling till reaktionshastigheter i stjärnor är nödvändiga om nukleosyntesen i stjärnor skall kunna bekräftas kvantitativt. Kellogglaboratoriet har under många år spelat en ledande roll i detta arbete. Jag är lyckligt lottad över att Nobelpriset tilldelades tack vare lagarbete. Det är omöjligt att ge alla mina kolleger beröm. Inom experimentell kärnastrofysik har Charles Barnes och Ralph Kavanagh spelat ledande roller. Det gjorde även Thomas Tombrello och Ward Whaling tills de hittade andra områden som var intressanta och lovande. Dessutom har Robert Christy och Steven Koonin inom teoretisk kärnfysik, Jesse Greenstein inom observationell och teoretisk astronomi och Gerald Wasserburg inom precisionsgeokemi på meteorit- och månprover spelat viktiga roller. Av mina 50 doktorander som har bidragit till området måste jag nämna Donald D. Clayton. Hans doktorand Stanford Woosley är min storebrorselev och hans student Rick Wallace är min gammelstorebrorselev. Kärnastrofysik fortsätter att vara ett aktivt och spännande område. Detta framgår tydligt av min festskrift på min 70-årsdag, ”Essays in Nuclear Astrophysics”, där Cambridge University Press presenterar de forskningsstudier som mina kollegor och tidigare studenter runt om i världen genomförde 1982.
Det är lämpligt att avsluta, utan att utveckla det, med några detaljer om mitt liv utanför laboratoriet:
President Harry Truman tilldelade mig en förtjänstmedalj 1948
Väljs till medlem av National Academy of Sciences 1956
Mottagit Barnardmedaljen för förtjänstfulla insatser för vetenskapen, 1965
Medlem av National Science Board, 1968-74
Medlem av Space Science Board, 1970-73, 1977-80
Utnämnd till Benjamin Franklin Fellow i Royal Society of Arts, 1970
Tilldelad G. Unger Vetlesen-priset 1973
President Gerald Ford tilldelade honom en nationell vetenskapsmedalj 1974
Designated Associate of the Royal Astronomical Society, 1975
Väljs till president för American Physical Society, 1976
Utnämns till hedersmedlem i Mark Twain Society, 1976
Tillerkänns Eddingtonmedalj av Royal Astronomical Society, 1978
Försedd med Bruce Gold Medal, Astronomical Society of the Pacific, 1979
Väljs till Society of American Baseball Research, 1980-
Honorary degrees från University of Chicago 1976, Ohio State University 1978, University of Liege 1981, Observatory of Paris 1981 och Denison University 1982.
Denna självbiografi/biografi skrevs vid tiden för priset och publicerades först i bokserien Les Prix Nobel. Den redigerades senare och publicerades på nytt i Nobel Lectures. Om du citerar detta dokument ska du alltid ange källan enligt ovan.
Addendum, 1991
Min 80-årsdag firades den 11-14 augusti 1991 i form av ett symposium om nukleär astrofysik, vilket var en del av Caltechs hundraårsjubileumsevenemang. Återigen deltog mina kollegor och tidigare studenter tillsammans med andra experter på kärnastrofysik.
Ardiane Fowler avled i maj 1988. I december 1989 gifte jag mig med Mary Dutcher, en ättling till de holländska grundarna av NewAmsterdam, numera NewYork. Hon hade undervisat i grundskolan i många år på Long Island och hade inte varit gift tidigare. Vi bor i det tvåvåningshus med vit ram i New England-stil som jag köpte 1958. Det ligger bara tio minuters promenad från Caltech. Jag har dragit mig tillbaka från läraryrket så mina enda rutinresor till institutet är på onsdagar för astronomiseminariet, torsdagar för fysikkolloquiet och fredagar för Kellogg-seminariet i kärnfysik. Mary Dutcher Fowler har målat i hela sitt liv och går nu på en målarskola i Pasadena. Vi håller oss sysselsatta genom att ta långa promenader på många helger och försöker i allmänhet hålla oss borta från problem.
Honorära examina
Arizona State University, 1985
Georgetown University, 1986
University of Massachusetts, 1987
Williams College, 1988
Gustavus Adolphus College, 1991
Utmärkelser
Nobelpriset i fysik, 1983
Sullivantmedalj, Ohio State University, 1985
Första mottagaren av William A. Fowler Award for excellence and Distinguished Accomplishments in Physics, Ohio Section, American Physical Society, 1986
Legion d’Honneur tilldelad av Frankrikes president Mitterrand, 1989
Medlemskap i Lima City Schools Distinguished Alumni Hall of Fame, 1990
Medlemskap i Ohio Sci. & Tech. Hall of Fame, 1991
William A. Fowler avled den 14 mars 1995.