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ロバート・A・ミリカン | |
|---|---|
 1923年のミリカン | |
| カリフォルニア工科大学の初代学長 | |
| 在任期間 1920–1946 | |
| 後継者 | リー・アルヴィン・デュブリッジ |
| 個人情報 | |
| 生まれる | ロバート・アンドリュース・ミリカン 1868年3月22日 イリノイ州モリソン、米国 |
| 死亡 | 1953年12月19日（享年85歳）米国 カリフォルニア州サンマリノ |
| 母校 | |
| 知られている |
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| 配偶者 | グレタ（旧姓ブランチャード） |
| 子供たち | |
| 受賞歴 | |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 物理 |
| 機関 | |
| 論文 | 白熱固体および液体の表面から放射される光の偏光について。 (1895) |
| 博士課程の指導教員 | |
| その他の学術アドバイザー | ミハイロ・プピン アルバート ・A・ミヒェルソン ヴァルター ・ネルンスト |
| 博士課程の学生 | |
| 軍歴 | |
| 忠誠 | .svg/500px-Flag_of_the_United_States_(1912-1959).svg.png){kind=small} アメリカ合衆国 |
| サービス/ | アメリカ陸軍[3] |
| 勤続年数 | 1917–1918 |
| ランク | 中佐 |
| ユニット | 米国通信部隊航空部 |
| サイン | |
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ロバート・アンドリュース・ミリカン（1868年3月22日 - 1953年12月19日）は、アメリカの実験物理学者であり、素電荷の測定と光電効果に関する研究により1923年にノーベル物理学賞を受賞した。
ミリカンは1891年にオバリン大学を卒業し、1895年にコロンビア大学で博士号を取得した。 1896年にシカゴ大学の助手となり、1910年に教授となった。1909年にミリカンは電子1個が運ぶ電荷を決定するための一連の実験を開始した。彼はまず、電場内で帯電した水滴の軌道を測定した。結果は、水滴の電荷が基本電荷の倍数であることを示唆したが、実験は説得力のあるほど正確ではなかった。彼は1910年に、蒸発しやすい水を油に置き換えた油滴実験でより正確な結果を得た。[4]
1914年、ミリカンは同様の手腕で、アルバート・アインシュタインが1905年に光電効果を説明するために導入した方程式の実験的検証に着手した。彼はこの同じ研究を利用してプランク定数の正確な値を得た。1921年、ミリカンはシカゴ大学を離れ、カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学(Caltech)のノーマン・ブリッジ物理学研究所の所長となった。そこで彼は、物理学者ビクター・ヘスが宇宙からやってくると検出した放射線の主要な研究に着手した。ミリカンはこの放射線が確かに地球外起源であることを証明し、それを「宇宙線」と名付けた。1921年から1945年に引退するまで、Caltech (当時の大学の運営組織) の理事会の議長として、ミリカンは大学を米国有数の研究機関に成長させることに貢献した。[5] [6]彼はまた、 1921年から1953年まで、 現在は科学と公衆のための協会として知られるサイエンスサービスの評議員を務めた。
ミリカンはアメリカ哲学協会[7]、アメリカ芸術科学アカデミー[ 8]、米国科学アカデミー[9]の会員に選出された。彼は1950年にアメリカ光学会の名誉会員に選出された。 [10]
バイオグラフィー
教育
ロバート・アンドリュース・ミリカンは1868年3月22日、イリノイ州モリソンで生まれました。[6]アイオワ州マクオケタの高校に通い、 1891年にオバリン大学で古典学の学士号を取得し、 1895年にコロンビア大学で物理学の博士号を取得しました。 [11]ミリカンはコロンビア大学で物理学の博士号を取得した最初の人物でした。[12]
2 年生の終わりに、ギリシャ語の教授が [...] 私に、次の 1 年間、予備学部で基礎物理学のコースを教えるよう依頼しました。物理学をまったく知らないと答えると、教授の答えは「ギリシャ語が得意な人なら誰でも物理学を教えることができます」でした。「わかりました」と私は言いました。「結果は受け入れるしかないでしょうが、私はそれで何ができるか試してみます」。私はすぐに Avery の『物理学要綱』を購入し、1889 年の夏休みの大半を自宅で過ごし、物理学をマスターしようとしました。 [...] 1889 年の最初の物理学のコースほど、人生でうまく教えたことはないと思います。私は自分の知識をクラスの生徒より先へ進めることに非常に熱心だったので、クラスが私の興味と熱意をいくらか引き付けたのかもしれません。[13]
ミリカンの教育に対する熱意は生涯を通じて続き、彼は人気があり影響力のあった一連の入門書[14]の共著者でもあった。これらの本は多くの点で時代を先取りしていた。当時の他の本と比べると、これらの本は物理学者が考えていた方法に近い形で主題を扱っていた。また、単に数式に数字を当てはめるだけの宿題ではなく、概念的な質問をする宿題も数多く含まれていた。
電子の電荷
1908年、シカゴ大学の教授であったころから、ミリカンは油滴実験に取り組み、単一電子の電荷を測定しました。電子の電荷と質量の比は、 JJ トムソンがすでに発見していました。しかし、実際の電荷と質量の値は不明でした。したがって、これら2つの値の1つが判明すれば、もう1つは簡単に計算できます。ミリカンと当時大学院生だったハーヴェイ フレッチャーは、油滴実験を使用して電子の電荷を測定しました (電子の電荷との関係がわかっていたため、電子の質量とアボガドロ定数も測定しました)。
ミリカン教授は、ハーヴェイ・フレッチャーが博士論文の関連結果の全著者であると主張するのと引き換えに、単独で功績を主張した。[15]ミリカンは、この研究の功績もあって1923年のノーベル物理学賞を受賞し、フレッチャーは死ぬまでこの合意を秘密にしていた。[16] 1910年に最初の結果を発表した後、[17]フェリックス・エーレンハフト による矛盾した観察が2人の物理学者の間で論争を引き起こした。[18]ミリカンはセットアップを改良した後、1913年に画期的な研究を発表した。[19]
素電荷は基本的な物理定数の 1 つであり、その値を正確に知ることは非常に重要です。ミリカンの実験では、2 つの金属電極の間に重力に逆らって浮かんでいる小さな帯電油滴にかかる力を測定しました。電場がわかれば、液滴の電荷を決定できます。多くの液滴に対して実験を繰り返し、ミリカンは結果が共通の値 (1.592 × 10 −19クーロン) の整数倍として説明できることを示しました。この値は単一の電子の電荷です。この値が現代の値1.602 176 53(14) x 10 −19クーロンよりいくらか低いのは、ミリカンが空気の粘性に不正確な値を使用したためと考えられます。[20] [21]
ミリカンの油滴実験の時点では、亜原子粒子のようなものが存在することは明らかになりつつあったが、誰もがそれを確信していたわけではない。 1897年に陰極線実験を行ったJJトムソンは、彼が「粒子」と呼んだ、電荷と質量の比が水素イオンの1840倍である負に帯電したものを発見した。同様の結果は、ジョージ・フィッツジェラルドとウォルター・カウフマンによっても発見されていた。電気と磁気について当時知られていたことのほとんどは、電荷が連続変数であるという前提で説明できた。これは、光の特性の多くを、光子の流れではなく連続波として扱うことで説明できるのとほぼ同じである。
油滴実験の素晴らしい点は、電荷の基本単位をかなり正確に決定できるだけでなく、ミリカンの装置によって電荷が実際に量子化されていることを「実際に」実証できたことです。ゼネラル・エレクトリック社のチャールズ・スタインメッツは、電荷は連続変数であると以前は考えていましたが、ミリカンの装置を使用した後、その考えが間違っていると確信するようになりました。
データ選択論争
ミリカンが電子の電荷を測定する2番目の実験の結果をどのように選択したかについては議論がある。この問題は、コロラド大学の元高エネルギー実験者で現在は科学哲学者であるアラン・フランクリン[22]によって議論されている。フランクリンは、ミリカンがデータを除外したことは得られた電荷の最終値には影響しないが、ミリカンの大幅な「整形手術」によって統計誤差が低減したと主張する。これにより、ミリカンは電子の電荷を0.5%より正確に与えることができた。実際、ミリカンが除外したデータをすべて含めていたとしたら、誤差は2%未満だっただろう。それでもミリカンはe −の電荷を当時誰よりも正確に測定したことになるが、わずかに大きい不確実性によって、物理学界内で彼の結果に対する意見の相違がさらに大きくなっていた可能性があり、ミリカンはそれを避けようとした可能性が高い。デイビッド・グッドスタインは、ミリカンの60日間に渡って観察されたすべての滴が論文に使用されたという発言は、その後の文章で「完全な一連の観察が行われた滴」をすべて特定することで明確化されたと主張している。グッドスタインは、これが事実であることを証明し、2つの文章の間には5ページの表があることを指摘している。[23]
光電効果
アルバート・アインシュタインが1905 年に光の粒子理論に関する論文を発表したとき、ミリカンは光が波であることを示す膨大な証拠があったため、その論文は間違いに違いないと確信した。彼はアインシュタインの理論をテストするために 10 年にわたる実験プログラムに着手したが、そのプログラムには光電極の非常にきれいな金属表面を準備するために「真空の機械工場」と彼が表現した場所を作ることが必要だった。1914 年に発表された彼の結果はアインシュタインの予測を細部まで確認したが[24]、ミリカンはアインシュタインの解釈に納得せず、1916 年になっても「アインシュタインの光電方程式は... 私の判断では、現時点ではいかなる種類の満足のいく理論的基礎にもとづいているとは見なせない」と書いている。「それは実際には光電効果の挙動を非常に正確に表している」にもかかわらずである。しかし、1950年の自伝では、彼の研究は「アインシュタインが当初示唆した光自体の半粒子理論または光子理論以外の解釈をほとんど許さない」と述べている。[25]
ミリカンの研究は現代の素粒子物理学の基礎の一部を形成したが、光子理論の場合のように、20世紀の物理学の発展については保守的な意見だった。別の例として、彼の教科書は、1927年版でさえ、エーテルの存在をはっきりと述べており、アインシュタインの相対性理論については、アインシュタインの肖像画の下のキャプションの末尾の曖昧な注釈でのみ言及されており、業績リストの最後に「1905年に特殊相対性理論、1914年に一般相対性理論を考案し、どちらも、それまで説明できなかった現象を説明し、新しい現象を予測することに大きな成功を収めた」と記されている。
ミリカンは、様々な金属の光電放出グラフを用いてプランク定数の値を測定したことでも知られています。 [26]
晩年
1917年、太陽天文学者のジョージ・エラリー・ヘイルはミリカンを説得し、カリフォルニア州パサデナにある小さな学術機関であるスループ工科大学で毎年数か月を過ごすようにさせた。ヘイルは、この大学を科学研究と教育の主要なセンターに変えるつもりだった。数年後、スループ工科大学はカリフォルニア工科大学(Caltech) となり、ミリカンはシカゴ大学を離れ、Caltech の「理事会議長」(事実上の学長) となった。ミリカンは 1921 年から 1945 年までその職を務めた。Caltech では、彼の科学研究の大半は「宇宙線」(彼の造語) の研究に集中した。1930 年代、彼はアーサー・コンプトンと、宇宙線が高エネルギー光子 (ミリカンの見解) で構成されているのか、それとも荷電粒子 (コンプトンの見解) で構成されているのかをめぐって論争した。ミリカンは、宇宙線光子は、エントロピーに対抗し、宇宙の熱的死を防ぐために絶えず生成される新しい原子の「産声」であると考えました。宇宙線は地球の磁場によって偏向される（したがって荷電粒子であるに違いない）という観察によって、コンプトンは最終的に正しいことが証明されました。
ミリカンは第一次世界大戦中、全米研究会議の副議長を務めた。この間、対潜水艦や気象観測装置の開発に尽力した。戦時中、監察総監ウィリアム・T・ウッドの調査により、ミリカンが私腹を肥やすために別の発明家の遠心砲の設計図を盗もうとしたことが判明した。 [27]ウッドはミリカンの陸軍任務の解任を勧告したが、その後の陸軍参謀総長の秘書官フランク・マッキンタイアによる調査でミリカンは潔白となった。 [27]彼は中国翡翠勲章を受章した[いつ？ ]。戦後、ミリカンは他の著名な研究者 (マリー・キュリー、アルバート・アインシュタイン、ヘンドリック・ローレンツなど ) とともに、国際連盟の知的協力委員会の活動に貢献した(1922年から1931年まで、ジョージ・E・ヘイルに代わって) 。[28]ミリカンは1932年のロサンゼルスオリンピックの組織委員会のメンバーであり、[29]私生活では熱心なテニス選手だった。彼は結婚していて3人の息子がおり、長男のクラーク・B・ミリカンは著名な空気力学エンジニアになった。もう一人の息子のグレンも物理学者で、 「そこにこそある」でエベレスト登山で有名になったジョージ・リー・マロリーの娘（クレア）と結婚した。グレンは1947年にカンバーランド山脈での登山事故で亡くなった。[30]
1933年のロングビーチ地震の後、ミリカンは地震対策に関する合同技術委員会の委員長を務めた。彼らは、より厳しい建築基準を提唱することで将来の地震による人命と財産の損失を最小限に抑える方法を提案する報告書を執筆した。[31]
牧師の息子で信仰深い人物であったミリカンは、晩年、キリスト教の信仰と科学の相互補完的な関係を強く主張した。[32] [33] [34] [35]彼は1926年から1927年にかけてエール大学で行ったテリー講義でこのことを取り上げ、 Evolution in Science and Religionとして出版した。[36]彼はキリスト教の有神論者であり、有神論的進化論の提唱者であった。[37]彼のより物議を醸した信念は優生学であった。彼は人類向上財団の最初の理事の一人で、カリフォルニア州サンマリノを「北欧文明の最西端の前哨地であり、ニューヨーク、シカゴ、またはこの国のどの大都市よりも2倍のアングロサクソン人が住んでいる」と称賛した。[38] 1936年、ミリカンは当時人種差別が厳しかったアメリカ南部のデューク大学の学長に対し、女性物理学者の採用に反対し、若い男性を雇用する方が良いと主張した。[39]
ミリカンがヒューマン・ベターメント財団 に所属していたため、2021年1月、カリフォルニア工科大学の理事会は、ミリカンの名前（および財団に所属する他の5人の歴史上の人物の名前）をキャンパスの建物から削除することを承認しました。[40]
この批判は2023年に数学者トーマス・C・ヘイルズによって厳密に分析され、[41]次のように結論づけている。「カリフォルニア工科大学の主張を覆す形で、この論文はカリフォルニア工科大学の優生学反対の科学的証言者3人全員が、実際には程度の差こそあれ優生学賛成派であったことを示している。ミリカンの信念は当時の科学的基準の範囲内であった。」彼の分析はさらに、カリフォルニア工科大学の決定を次のように是正することを提案している。「以下の是正策が推奨される。ローゼンバウム学長とカリフォルニア工科大学理事会は、CNR報告書の承認を取り消すべきである。報告書自体は、世界有数の科学機関の1つが発行する公式文書に期待される最低限の正確性と学識の基準を満たしていないため撤回されるべきである。カリフォルニア工科大学は、ロバート・アンドリュース・ミリカンを名誉ある地位に復帰させるべきである。」[41]
ウェスティングハウスのタイムカプセル
1938年に彼はウェスティングハウスタイムカプセルに入れる短い文章を書いた。[42]
1938 年 8 月 22 日のこの瞬間、アングロサクソン、フランス、スカンジナビア諸国の政府に代表される代表投票政治の原理は、2 世紀前まで、事実上歴史の記録全体を通じて人類の運命を支配してきた専制政治の原理と致命的な衝突を起こしています。この闘争で合理的、科学的、進歩的な原理が勝利すれば、人類にとって戦争のない黄金時代が到来する可能性があります。専制政治の反動的な原理が現在および将来勝利すれば、人類の将来の歴史は過去と同様に戦争と抑圧の悲しい物語を繰り返すことになります。
死と遺産
ミリカンは1953年にパサデナの老人ホームで85歳で亡くなり、[43] [44] [45]カリフォルニア州グレンデールのフォレスト・ローン・メモリアル・パーク墓地の「名誉の法廷」に埋葬された。[46]
1982年1月26日、彼はアメリカ合衆国郵政公社から37セントの偉大なアメリカ人シリーズ（1980-2000）の切手で表彰された。[47]
テクトロニクスはオレゴン州ポートランドのキャンパス内の通りをミリカンにちなんで名付けた[48] 。ポートランドのMAXブルーラインのミリカンウェイ（MAX駅）もこの通りにちなんで名付けられた。[説明が必要]
21世紀の大学キャンパスから名前が削除される
20世紀半ばから後半にかけて、いくつかの大学が建物、物理的特徴、賞、教授職にミリカンの名を付けました。1958年、ポモナ大学はミリカンに敬意を表して科学ビルをミリカン研究所と名付けました。ミリカンと優生学運動との関わりを検討した後、大学当局は2020年10月に建物の名前をメアリー・エステラ・シーバー女史とカールトン・シーバー氏の研究所に変更することを決議しました。[49]
カリフォルニア工科大学のキャンパスには、1966年に完成したミリカン図書館を含め、ミリカンに敬意を表して命名された建物や部屋、賞、教授職がいくつかある。2021年1月、理事会は優生学との関連を理由に、カリフォルニア工科大学のキャンパスからミリカンの名前を直ちに削除することを決議した。ロバート・A・ミリカン図書館はカリフォルニア工科大学ホールに改名された。[50] 2021年11月、ロバート・A・ミリカン教授職はシャーリー・ハフステドラー判事教授職に改名された。[51]
21世紀に中学校から名前が削除される可能性
2020年11月、ロサンゼルス郊外シャーマンオークス地区にあるミリカン中学校（旧ミリカン中学校）は、校名変更の手続きを開始しました。[52] 2022年2月、ロサンゼルス統一学区の教育委員会は、ミュージシャンのルイ・アームストロングに敬意を表して校名を変更することを全会一致で決議しました。[53]
2020年8月、ロングビーチ統一学区はロバート・A・ミリカン高等学校の改名の必要性を検討する委員会を設立した。[54] [55] 2023年10月、教育委員会に停滞している改名プロセスを再開させようとする試みは失敗した。[56] 2024年8月現在[アップデート]、ロングビーチはミリカンに敬意を表して名付けられた教育機関を有する唯一の都市である。
賞から名前を削除
2021年春、アメリカ物理教師協会は満場一致で、物理学の教育に対する「顕著で知的に創造的な貢献」を称えるロバート・A・ミリカン賞からミリカンの名前を削除することを決議した。 [57]数か月後、AAPTは、前年に亡くなったワシントン大学の物理学教授リリアン・C・マクダーモットに敬意を表して、賞の名前を変更すると発表した。[58]
私生活
1902年にグレタ・アーヴィン・ブランチャード（1876年 - 1953年）と結婚したが、彼女は彼より3か月早く亡くなった。2人の間にはクラーク・ブランチャード、グレン・アラン、マックス・フランクリンの3人の息子がいた。[6] [59] [60]
有名な発言
「ケビン・ハーディングの方程式とアストンの曲線が、たとえおおよそ正しいとしても、キャメロン博士と私はそれらの助けを借りて放射性変化で発生する最大エネルギーを計算し、それが観察とよく一致することを発見したので、私はそう確信しているが、共通元素の崩壊によるエネルギーの進化というこの仮定は、ある観点からは子供じみたユートピアの夢であり、他の観点からは愚かな恐怖である。」[61]
「彼らほど真剣に真実を探求する人々、彼らほど鋭い洞察力を持つ知識人は、いつの時代もどこにも見つからない。しかし、彼ら全員が敬虔で宗教の信奉者であることを公言している。」[62]
文献
- ミリカン、ロバート・アンドリュース (1906)。中等学校向け物理学実験コース。ボストン: ギン。
- ミリカン、ロバート・アンドリュース（1922年）。『実用物理学』ボストン：ギン。
- Goodstein, D.、「ロバート・アンドリュース・ミリカンの弁護」、エンジニアリング・アンド・サイエンス、2000年、第4号、pp30-38（pdf）。
- ミリカン、RA（1950）。ロバート・ミリカンの自伝
- ミリカン、ロバート・アンドリュース（1917年）。『電子：その分離と測定およびいくつかの特性の決定』シカゴ大学出版局。
- ノーベル賞講演、「ロバート A. ミリカン – ノーベル賞の伝記」。エルゼビア出版、アムステルダム。
- Segerstråle, U (1995) 最後の一滴までおいしい? ミリカン物語は「缶詰」教育法、科学と工学倫理第 1 巻、pp197–214
- ロバート・アンドリュース・ミリカン「ロバート・A・ミリカン – ノーベル伝記」。
- 定数、単位、不確実性に関する NIST リファレンス
- ケヴレス、ダニエル A (1979) 。「ロバート A. ミリカン」。サイエンティフィック・アメリカン。240 (1): 142–151。Bibcode :1979SciAm.240a.142K。doi : 10.1038/scientificamerican0179-142。
- カルゴン、ロバート H ( 1977)。「保守主義モード: ロバート A. ミリカン と20 世紀の物理学革命」。Isis。68 ( 4): 509–526。doi : 10.1086/351871。JSTOR 230006。S2CID 170329412 。
- カルゴン、ロバート H (1982)。ロバート ミリカンの台頭: アメリカ科学界における生涯の肖像。イサカ: コーネル大学出版局。
参照
- ノーベル賞論争- ミリカンは、フェリックス・エーレンハフトがミリカンの素電荷よりも小さい電荷を測定したと主張したため、1920 年の物理学賞を剥奪されたと広く信じられています。エーレンハフトの主張は最終的に却下され、ミリカンは 1923 年にノーベル賞を受賞しました。
- 1927 年 1 月にポピュラーサイエンス誌に掲載された、量子論という名称で物理学の新しい分野を発表したミリカンの文章。
参考文献
引用
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カリフォルニア工科大学の創設者であり、世界の物理学者の長でもあったロバート・アンドリュース・ミリカン博士が、昨日正午過ぎにパサデナの療養所で死去した。享年85歳。
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の物理学者の長老であり、ノーベル賞受賞の権威であるロバート A. ミリカン博士が、本日、療養所で亡くなりました。享年 85 歳。
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的に有名な物理学者で宇宙線の権威であるロバート・アンドリュース・ミリカン博士(85歳)が本日、老人ホームで死去。老衰のため数ヶ月間寝たきりだった。
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出典
- ウォーラー、ジョン、「アインシュタインの幸運：いくつかの偉大な科学的発見の背後にある真実」オックスフォード大学出版局、2003年。ISBN 0-19-860719-9。
- 物理学論文「基本電荷とアボガドロ定数について」（抜粋）ロバート・アンドリュース・ミリカン、www.aip.org/ history 、2003年
- プロジェクト・グーテンベルクのロバート・ミリカンの作品
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ロバート・アンドリュース・ミリカンに関連するメディアがあります。
ウィキクォートにロバート・アンドリュース・ミリカンに関する引用があります。
- Nobelprize.org の Robert Andrews Millikan 氏1924年5月23日のノーベル賞受賞講演を含む「実験的観点から見た電子と光量子」
- 「有名なアイオワ人」トム・ロングドン著
- ウェイバックマシンにあるミリカンのイラスト入り伝記（2006年5月16日アーカイブ）。2007年3月30日閲覧。
- ロバート・ミリカン: 科学者 2007 年 10 月 11 日、Wayback Machineにアーカイブ。著名なアメリカのユニテリアンに関するシリーズの一部。
- 主な参加者: ロバート・ミリカン –ライナス・ポーリングと化学結合の性質: ドキュメンタリー史
- ロバート・アンドリュース・ミリカン —米国科学アカデミーの伝記
- インターネット アーカイブにあるロバート アンドリュース ミリカンの著作またはロバート アンドリュース ミリカンに関する作品
- LibriVoxの Robert Andrews Millikan の作品(パブリック ドメインのオーディオブック)
- Find a Graveの Robert Andrews Millikan
- 1928 年、グッゲンハイム航空基金理事会の歴史的な集会で右に立つロバート ミリカン。右から 2 番目に座っているのはオービル ライト、右から 3 番目に立っているのはチャールズ リンドバーグ
アーカイブコレクション
- ロバート ミリカン文書 [マイクロフォーム]、1821-1953 (大部分は 1921-1953)、ニールス ボーア図書館およびアーカイブ
- ウィリアム・ポーク・ジェシーの学生ノート、1919-1921年、ニールス・ボーア図書館およびアーカイブ（ロバート・A・ミリカンの講義のノート、ミルカンが教えた電子理論、量子理論、運動論の講義を含む）