ロナルド・N・ブレイスウェル

ロナルド・ニューボルド・ブレイスウェル AO（1921年7月22日 - 2007年8月12日）は、スタンフォード大学宇宙・電気通信・無線科学研究所のルイス・M・ターマン電気工学教授であった。

ブレイスウェルは1921年にシドニーで生まれ、シドニー・ボーイズ・ハイスクールで教育を受けた。1941年にシドニー大学で数学と物理学の理学士号を取得し、その後、一級優等で工学士（1943年）、工学修士（1948年）の学位を取得し、工学部で働きながらオクソメトリック協会の会長となった。第二次世界大戦中、彼はシドニーの連邦科学産業研究機構の無線物理学研究所でジョセフ・L・ポージーとエドワード・G・ボーエンの指導の下、マイクロ波レーダー装置を設計・開発し、1946年から1949年までケンブリッジのシドニー・サセックス・カレッジの研究生として、キャベンディッシュ研究所で電離層研究に従事し、 1949年にJA・ラットクリフの指導の下、物理学の博士号を取得した。^[要出典]

1949 年 10 月から 1954 年 9 月まで、ブレイスウェル博士はシドニーのCSIROの無線物理学研究所で超長波伝搬と電波天文学を担当する上級研究員を務めました。その後、オットー・ストルーベの招待により、1954 年 9 月から 1955 年 6 月までカリフォルニア大学バークレー校の天文学部で電波天文学の講義を行い、1955 年夏にはスタンフォード大学で講義を行い、1955 年 12 月にスタンフォード大学の電気工学部に加わりました。^[要出典]

1974年、彼は電気工学における最初のルイス・M・ターマン教授およびフェローに任命された（1974～1979年）。1979年に引退したが、亡くなるまで活動を続けた。^[要出典]

ブレイスウェル教授は、王立天文学会フェロー（1950 年）、電気電子学会フェローおよび終身会員（1961 年）、アメリカ科学振興協会フェロー（1989 年）であり、その他の重要な学会や組織のフェローでもありました。

ブレイスウェル博士は、超低周波による電離層の研究への実験的貢献により、1952年にロンドンの電気技術者協会からダッデル賞を受賞しました。1992年には、医用画像診断への基礎的貢献により、オーストラリア人として初めて米国科学アカデミー医学研究所の外国人準会員に選出されました。1992年に同窓生表彰が設けられた際には、脳スキャンの功績が認められ、シドニー大学の3人の受賞者の1人となりました。また、1994年には、電波天文学およびコンピューター支援断層撮影法に応用されたアンテナ開口合成および画像再構成の先駆的研究により、電気電子技術者協会のハインリッヒ・ヘルツ賞を受賞しました。1998年、ブレイスウェル博士は、電波天文学および画像再構成の分野における科学への貢献により、 オーストラリア勲章オフィサー（AO）を受章しました。

CSIRO 無線物理研究所では、1942 年から 1945 年にかけて機密扱いされていた作業が 12 件の報告書にまとめられました。活動内容には、10 cm マグネトロン用音声変調装置の設計、構築、実証 (1943 年 7 月)、円筒空洞共振器を使用した 25 cm マイクロ波三極管発振器、現場での使用を目的としたマイクロ波レーダー用に設計された装置 (波長計、エコー ボックス、サーミスタ電力計など)、マイクロ波測定技術などがありました。空洞内のフィールドの数値計算の経験により、戦後は工学修士号 (1948 年) を取得し、放射状伝送線路のステップ不連続に関する決定的な出版物 (1954 年) を出版しました。

ブレイスウェルは、ケンブリッジのキャベンディッシュ研究所（1946年 - 1950年）に在籍中、上層大気の電離の観測と理論に取り組み、実験技術（1948年）に貢献し、太陽の影響を説明し（1949年）、E層下の2つの層を区別（1952年）した。これらの研究はダッデル賞に認められた。

スタンフォード大学在学中、ブレイスウェル教授はマイクロ波分光ヘリオグラフ（1961年）を製作した。これは十字形に配置された32個の10フィートのアンテナからなる電波望遠鏡で、[ ^1]太陽周期の期間である11年間、太陽の毎日の温度マップを信頼性高く作成した。自動的に印刷形式で出力し、テレプリンターで世界中に配信できる最初の電波望遠鏡であり、その毎日の太陽天気マップは、NASAから月への最初の有人着陸を支援したことで認められた。その後、同じ場所に5つのより大きな60フィートのアンテナが建設され、最終的には2006年にその場所を保護するための努力の後、撤去された。^[2]ブレイスウェルはアンテナの破壊中にインタビューを受けた。^[3]

復元 (1954-1962)、干渉法(1958-1974)、再構築 (1956-1961) に関する多くの基礎論文が、機器や観測に関する論文とともに発表されました。1961 年までに、スペクトロヘリオグラフ用に開発された電波干渉計の較正技術により、 52 インチの扇形ビームを持つアンテナ システムが初めて 1 回の観測で人間の目の角度分解能に匹敵するようになりました。このビームにより、可変間隔開口合成干渉法による繰り返し観測を必要とせずに、100 インチ間隔で配置された白鳥座 Aの構成要素が直接確認されました。

銀河系外源ケンタウルス座Aの核は2つの別々の成分に分解され、その赤経は9.1cmで2.3分の扇形ビームによって正確に決定された。ケンタウルス座Aが合成星であることを知っていたブレイスウェルは、パークス天文台の64メートル電波望遠鏡の10cmで6.7分のビームを使用して成分の個別の赤緯を決定し、その際に銀河系外源で強い偏光を初めて観測した（1962年）。これは天体物理学的磁場の構造と役割にとって基本的な重要性を持つ発見であった。その後、パークスで他の観測者が14分以上のより広いビームと21cm以上の波長で行った観測では、成分は分解されなかったものの、磁場が偏光因子である場合にファラデー回転から予想される依存性と互換性があった。 ${\displaystyle \lambda ^{2}}$

2 番目の主要な電波望遠鏡 (1971 年) は、高度な概念を採用して 18 秒角の角度分解能を達成し、スタンフォードで設計および構築され、太陽と銀河の両方の研究に適用されました。この最先端の分解能の較正技術は、卒業生を通じて電波干渉計の一般的な使用に引き継がれました。

宇宙背景放射線の発見により:

• 宇宙論にとって理論的に重要な1.7ミリケルビンという注目すべき観測限界が、博士課程の学生EKコンクリン（1967）との共同研究で異方性に設定され、その後何年も改善されなかった。
• 黒体囲い内の相対論的観測者の正しい理論（1968年）は、同じ結果を得た様々な著者によるいくつかの論文の最初のもので示された。
• 宇宙背景放射を介した太陽の絶対速度308 km/s は、独立した確認の数年前の 1969 年にコンクリンによって測定されました。

宇宙時代の到来とともに、ブレイスウェルは天体力学に興味を持ち、スプートニク1号の電波放射を観測し、ソ連の衛星の軌道を予測する正確なチャートを報道機関に提供した。それらのチャートは、いつどこを見ればよいかがわかっていれば、完全に見えた。エクスプローラー1号の軌道上での不可解な動作に続いて、彼は観測された衛星のスピン不安定性について、内部摩擦のある非剛体のポアンソ運動の観点から初めて説明した論文（1958～59年）を発表した。彼はスプートニク1号、2号、3号からの信号を記録し、衛星のスピン、アンテナの偏波、電離媒体の伝播効果、特にファラデー効果の観点からそれらを論じた。

その後（1978年、1979年）、彼は、木星付近の軌道に打ち上げるスペースシャトルに適した、ミリ秒角の解像度を持つ回転式のヌルリング2要素赤外線干渉計を発明し、太陽以外の恒星の周りの惑星の発見につながる可能性がある。このコンセプトは1995年にエンジェルとウルフによって詳しく説明され、4要素のダブルヌルリングを備えた彼らの宇宙ステーションバージョンは、他の恒星の惑星の配置を画像化するためのNASAの候補である地球型惑星探査機（TPF）となった。 ^[4]

天文学における画像処理は、コンピュータ支援X線断層撮影法の開発への参加につながった。この技術では、ファンビームスキャンから電波天文学的再構成を行うためにブレイスウェルが開発したアルゴリズムを使用して、市販のスキャナで断層画像を再構成する。この一連の研究は、医学研究所、シドニー大学、ハインリッヒ・ヘルツ賞に認められている。ブレイスウェルは、 Journal for Computer-Assisted Tomographyの創刊編集委員を務め、同誌に論文を寄稿したほか、医療機器メーカーの科学諮問委員会にも参加し、医療画像処理への関心を維持した。この関心は、大学院で定期的に行われる画像処理に関する講義の重要な部分となり、1995年に執筆した画像処理に関するテキストの重要な部分となっている。

電波望遠鏡の光学、機械、制御に関する経験により、エネルギー危機の当時、水圧膨張による低コストの固体および穿孔放物面反射鏡の製造を含む太陽熱光起電エネルギーに関わるようになりました。

ブレイスウェルは、無線通信による対話の代替として、異星文明間の通信に自律型恒星間 宇宙探査機を使用するという最初の提案者としても知られています。この仮説的な概念は、発明者にちなんでブレイスウェル探査機と呼ばれています。

画像をフーリエ解析に関連付けた結果、1983年に彼は離散フーリエ変換行列の新しい因数分解を発見し、スペクトル解析の高速アルゴリズムを導きました。特に画像の場合に高速フーリエアルゴリズムよりも優れたこの方法は、「ハートレー変換」（1986年）、米国特許4,646,256（1987年、現在はパブリックドメイン）、およびこの発見に刺激を受けたさまざまな著者による200を超える技術論文で取り上げられています。最初は光で、後にマイクロ波でハートレー変換平面を作成するアナログ方法が実験室で実証され、二乗検波器を使用して電磁位相を決定できるようになりました。新しい基本信号表現であるチャープレット変換が発見されました（1991年）。これは、動的スペクトル解析で使用されるガボール基本信号表現を補完するものです（不確定性原理に関連する帯域幅と期間の最小値を満たす特性を備えています）。この進歩により、情報分析に幅広く応用できる適応型動的スペクトルという新しい分野が開かれました。

ブレイスウェル教授は、社会における科学の役割に対する認識を一般大衆に伝えること、卒業生グループとの交流を通じて科学的無知が公共の意思決定に与える影響を軽減すること、そして天文学課程プログラムと価値観、技術、科学、社会における西洋文化プログラムの枠組み内でのリベラルな学部教育に関心を持っており、教授は両プログラムで数年間教鞭を執りました。教授は 1996 年に「人間の運命」に関するバニヤン講演を行いました。

彼はスタンフォード大学のキャンパスの木々にも興味を持ち、それに関する本を出版した。また、「I Dig Trees」と題した学部生向けセミナーも教えた。^{[5] [6]}

ブレイスウェルは日時計の設計者であり製作者でもありました。彼と息子のマーク ブレイスウェルはターマン エンジニアリング ビルの南側に日時計を 1 つ作りました。そのビルが取り壊された後、同じ方向を向いたジェンスン ファン エンジニアリング センターに日時計の新しい設置場所が見つかりました。彼は息子の家にもう 1 つ、ジョン G. リンビル教授の家のデッキにもう 1 つ日時計を作りました。超大型電波干渉計のブレイスウェル電波日時計は彼に敬意を表して建てられました。

• ブレイスウェル、ロナルド N. およびパウジー、JL、電波天文学(オックスフォード、1955 年) (ロシア語にも翻訳され、中国でも再版されている)
• ブレイスウェル、ロナルド N.、「離散源の無線干渉測定法」（IRE 議事録、1958 年 1 月）
• ブレイスウェル、ロナルド N. 編著、パリ電波天文学シンポジウム、IAU シンポジウム第 9 号および URSI シンポジウム第 1 号、1958 年 7 月 30 日～8 月 6 日開催(スタンフォード大学出版局、スタンフォード、カリフォルニア州、1959 年) (ロシア語訳もあります)
• ブレイスウェル教授は、JLスタインバーグとJ.ルクーの『電波天文学』（マグロウヒル、1963年）をフランス語から翻訳した。
• Bracewell, Ronald N. ( 1999年 6 月) [1985、1978、1965]。フーリエ変換とその応用(第 3 版)。McGraw - Hill。ISBN 978-0-07303938-1。（注：第2版は日本語とポーランド語にも翻訳されています。）
• ブレイスウェル、ロナルド N.、スタンフォード キャンパスの木々 (スタンフォード: サミズダット、1973 年)
• ブレイスウェル、ロナルド N.、銀河クラブ: 宇宙空間における知的生命体(ポータブル スタンフォード: 同窓会、1974 年) (オランダ語、日本語、イタリア語にも翻訳されています)
• Bracewell, Ronald N. (1986)。ハートレー変換。オックスフォード工学科学シリーズ。第 19 巻 (第 1 版)。ニューヨーク: Oxford University Press, Inc. ISBN 0-19-503969-6。（注：ドイツ語とロシア語にも翻訳されています。）
• ブレイスウェル、ロナルド N.、2次元イメージング(Prentice-Hall、1995)
• ブレイスウェル、ロナルド N.、フーリエ解析とイメージング(プレナム、2004)
• ブレイスウェル、ロナルド N.、スタンフォードとその周辺の木々（スタンフォード歴史協会、2005 年）

Bracewell は以下の書籍に章を寄稿しています。

• レーダーマイクロ波伝送と空洞共振器理論の教科書、編者：EG Bowen、1946年
• 宇宙科学の進歩衛星の回転、 H. ジェイコブス編、1959 年
• 無線ノイズスペクトルビーム幅のノイズマップを修正、 DH Menzel 編、1960 年
• エンジニアのための現代物理学電波天文学、 L. Ridenour およびW. Nierenberg編、1960 年
• 電波伝搬における統計的手法アンテナ許容度理論、 WC ホフマン編、1960 年
• 地球物理学の進歩宇宙の電波による電離の衛星研究、 HE Landsberg 編、1961 年 (OK Garriott および Ronald N. Bracewell)
• Handbuch der Physik Radio Astronomy Techniques、編。 S. フリューゲ、1962 年
• 電子工学百科事典地球外電波ノイズ、編者 C. サスキンド、1962 年
• 星と銀河宇宙の深淵からのラジオ放送、編集：TL ペイジ、1962 年
• 電波と回路、アンテナとデータ処理、編者：S. Silver、1963年
• 宇宙の光と生命銀河の生命、 STバトラーとH.メッセル編、1964年
• ブリタニカ百科事典望遠鏡、ラジオ、1967年
• 科学の展望マイクロ波の空、デイビッド・L・アーム編、1968年
• 内宇宙と外宇宙の人間太陽（5章）、 H.メッセルとSTバトラー編、1968年
• 投影からの画像再構成: 実装とアプリケーション電波天文学における画像再構成、 G. Hermann 編、1979 年
• 天文学と天体物理学の年次レビューコンピュータ画像処理、 G. Burbidge 他編、1979 年
• 生存のためのエネルギー、すべてはこうして始まった、 人間は怠け者、そして太陽光からのエネルギー、 H. メッセル編、1979 年
• 宇宙の生命高度な文明の現れ、 J. ビリンガム編、1981年
• 地球外生命体：彼らはどこにいるのか？最初の先進文明による銀河の先制占領、 MH ハートと B. ズッカーマン編、1982 年、1995 年
• 光信号処理における変換欠陥データのフーリエ反転、 WT ローズ、JR フィエンアップ、BEA サレ編、1984 年
• 電波天文学の黎明期電波天文学における画像理論の初期研究、 WT サリバン III 編、1984 年
• 非平面可視性の間接画像反転、 JA Roberts 編、1984 年
• フーリエ技法と応用ジョセフ・フーリエの生涯とフーリエ技法と応用、 JF プライス編、1985 年
• 科学技術ウェーブレット年鑑、 1996
• 応用物理学百科事典フーリエ変換とその他の数学変換1997
• コーネリアス・ランチョス— 解説付き出版論文集高速フーリエ変換と分析と目視によるデータの平滑化編 WR デイビス他、1999

• cas（数学）

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