Уильям Экклз

Уильям Экклз (англ. William Eccles; 23 августа 1875, Барроу-ин-Фернесс — 29 апреля 1966, Оксфорд) — британский физик и инженер-электрик, пионер в области радиотехники и электроники. Известен как один из изобретателей триггера (бистабильного мультивибратора) — ключевого элемента цифровой электроники, а также как соавтор концепции ионосферы и её влияния на распространение радиоволн.

Биография

Ранние годы и образование

Уильям Генри Экклз родился в семье судовладельца. После окончания школы в Барроу-ин-Фернесс он поступил в Королевский колледж науки (Лондон), где изучал физику и математику. В 1898 году получил степень бакалавра, а затем продолжил обучение в Университетском колледже Лондона. В 1901 году Экклз был удостоен стипендии для исследований в области электромагнетизма.

Научная карьера

В 1902 году Экклз начал работу в Национальной физической лаборатории (Теддингтон), где занимался изучением характеристик радиопередатчиков и антенн. В 1906 году он перешёл в компанию «Маркони» (Marconi Company), где участвовал в разработке первых трансатлантических радиосистем. В 1910 году Экклз вернулся в академическую среду, став профессором физики в Лондонском университете (Биркбек-колледж). В 1916 году он был избран членом Лондонского королевского общества (FRS) за вклад в теорию распространения радиоволн.

В 1920-х годах Экклз активно занимался консультированием Британского адмиралтейства по вопросам радиосвязи. В 1930 году он вышел на пенсию, но продолжал публиковать научные работы до середины 1950-х годов.

Основные научные достижения

Изобретение триггера

В 1918 году Уильям Экклз совместно с Фрэнком Джорданом (Frank Jordan) разработал электронную схему, способную находиться в одном из двух устойчивых состояний и переключаться между ними под действием внешнего сигнала. Это устройство, названное триггером Экклза — Джордана (Eccles–Jordan trigger), стало основой для всех последующих цифровых логических схем, включая регистры, счётчики и ячейки памяти. Первоначально триггер использовался в радиолокации и военной связи для синхронизации импульсов.

Исследования ионосферы

В 1912 году Экклз выдвинул гипотезу о существовании в верхних слоях атмосферы ионизированного слоя, отражающего радиоволны. Эта идея была развита в его работах 1915–1920 годов, где он математически описал влияние ионосферы на распространение коротких и длинных волн. В 1925 году, после экспериментальных подтверждений Эдвардом Апплтоном, гипотеза Экклза стала общепринятой. В честь его вклада один из слоёв ионосферы (слой E) иногда называют «слоем Экклза».

Радиоастрономия

В 1920-х годах Экклз предпринял первые попытки регистрации радиошумов от космических источников. Хотя его эксперименты не увенчались успехом из-за недостаточной чувствительности аппаратуры, он считается одним из предшественников радиоастрономии.

Признание и награды

• Член Лондонского королевского общества (1916).
• Медаль Хьюза (1921) — за исследования распространения радиоволн.
• Президент Института инженеров-электриков (IEE) в 1925–1926 годах.
• Почётный доктор наук Оксфордского университета (1945).

Критика и наследие

Несмотря на фундаментальный вклад в электронику, имя Экклза остаётся малоизвестным широкой публике. Основная причина — его работы были засекречены в годы Первой мировой войны, а патент на триггер (1919) не принёс коммерческой выгоды из-за отсутствия массового спроса на цифровые устройства в то время. В 1950-х годах, с развитием транзисторной логики, схема Экклза — Джордана была переоткрыта заново, и её авторство часто приписывают другим инженерам.

В современной электронике триггеры Экклза — Джордана используются в микросхемах памяти, процессорах и системах синхронизации. В честь учёного названа премия Британского института физики (William Eccles Award) за достижения в области физики полупроводников.

Интересные факты

• Экклз был одним из первых, кто предложил использовать термин «ионосфера» (1926), хотя официально термин был введён Робертом Уотсоном-Уоттом.
• В 1920-х годах он консультировал компанию «Бритиш Бродкастинг Корпорейшн» (BBC) по вопросам распространения радиоволн, что помогло оптимизировать частотный план вещания.
• Триггер Экклза — Джордана изначально был реализован на вакуумных лампах и потреблял значительную мощность; современные транзисторные версии потребляют в миллионы раз меньше энергии.

Источники

• Eccles, W. H., Jordan, F. W. (1919). «A Trigger Relay Utilizing Three-Electrode Thermionic Vacuum Tubes». The Electrician, Vol. 83, pp. 298–300.
• Appleton, E. V. (1925). «The Existence of the Ionosphere». Nature, Vol. 115, pp. 627–628.
• Ratcliffe, J. A. (1966). «William Henry Eccles. 1875–1966». Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, Vol. 12, pp. 85–98.
• Burns, R. W. (1998). The Life and Work of William Eccles. London: Institution of Electrical Engineers.