幼少期 編集
ブラッグは南オーストラリア州アデレードで、アデレード大学数学・物理学の長老教授であるウィリアム・ヘンリー・ブラッグ卿（1862～1942）と南オーストラリア州の政府天文学者チャールズ・トッド卿の娘グウェンドリン（1869～1929）の間に生まれた。 入学して間もなく、三輪車から落ちて腕を骨折した。 ヨーロッパでレントゲンの実験について読み、自らも実験を行っていた父親は、発見されたばかりのX線と実験装置を使って、折れた腕を診察しました。 1900年、ブラッグはノース・アデレードのクイーンズ・スクールに在籍し、その後アデレードのセント・ピーターズ・カレッジで5年間学びました。 16歳でアデレード大学に入学し、数学、化学、物理学を学び、1908年に卒業した。 同年、父親がリーズ大学のキャベンディッシュ物理学講座の教授に就任し、一家でイギリスに渡った。 1909年秋、ケンブリッジのトリニティ・カレッジに入学したブラッグは、肺炎で寝たきりの状態で受験したにもかかわらず、数学の主要な奨学金を獲得した。 当初は数学を得意としていたが、後期は物理学コースに移り、1911年に第一級の優等生として卒業した。 1914年、トリニティ・カレッジのフェローシップに選ばれる。ケンブリッジ大学のフェローシップは、論文の提出と擁護が条件である。
ブラッグの他の関心事のひとつは貝の収集で、彼の個人コレクションは約500種にのぼり、すべて南オーストラリアで自ら収集したものだった。
経歴
X線とブラッグ方程式 編集
X線の組成は不明で、彼の父はX線は粒子の流れだと主張し、他の者は波であると主張した。 マックス・フォン・ラウエは、写真立ての前の結晶にX線ビームを当てたところ、ビームが当たった場所の他に、偏向した光線による斑点があった。 1912年、ケンブリッジ大学の研究生だったW.L.ブラッグは、川辺を散歩しているときに、原子の平行シートでできた結晶は、その表面にほとんどの角度でX線ビームが当たっても回折しないことを見いだした。 しかし、X線ビームが結晶中の原子シート間を通過する距離がX線の波長と等しくなるような角度で衝突すると、偏向したX線の位相が揃って、近くのフィルムにスポットができる。 この洞察から、彼はX線の波長と単純な結晶中の原子シート間の距離を、入射したX線ビームが反射する角度に関連づける簡単なブラッグ方程式を書きました
彼の父は、反射のエネルギーを測定しながら結晶を正確な角度に回転させることができる装置を作りました。 これにより、父と息子は、多くの単純な結晶の原子シート間の距離を測定することができた。 彼らは、結晶の重さとアボガドロ定数から原子の間隔を計算し、X線管内の異なる金属ターゲットから発生するX線の波長を測定することが可能になった。 W.H.ブラッグは彼らの成果を会議や論文で報告し、その式については「息子」（無名）の功績としたが、共著者としては認めておらず、息子に「心労」を与えたが、彼はそれを克服できなかった。
音響測距に関する仕事 編集
ブラッグは第一次世界大戦初期、レスターシャー砲隊の少尉としてロイヤルホース砲兵に任官した。 1915年、彼は英国工兵隊に出向し、敵の大砲の発射音から位置を特定する方法を開発した。 1915年9月2日、彼の兄がガリポリ作戦で戦死した。 その直後、父とともにノーベル物理学賞を受賞した。 25歳であったが、現在でも最年少の科学賞受賞者である。 音による測距は、重砲のブーイングの周波数が低すぎて、マイクで感知できないという問題があった。 数ヵ月にわたる失敗の後、彼と彼のグループは、熱線式空気波検出器を考案し、この問題を解決した。 この研究には、チャールズ・ガルトン・ダーウィン、ウィリアム・サンソム・タッカー、ハロルド・ローパー・ロビンソン、ヘンリー・ハロルド・ヘミングが協力した。 イギリスの音響測距儀は非常に効果的で、イギリス軍には必ず1台はあり、そのシステムはアメリカ軍が参戦した時に採用された。 戦争中の功績により、彼は軍事十字章と大英帝国勲章のオフィサーに任命された。 また、1916年6月16日、1917年1月4日、1919年7月7日に叙勲された。
熱線測距は第二次世界大戦で用いられ、その間彼は民間人の顧問を務めていた。 第二次世界大戦後、ブラッグはケンブリッジに戻り、キャベンディッシュ研究所を研究グループに分割した。 ブラッグは、「理想的な研究ユニットは、6～12人の科学者と数人のアシスタントからなるユニットである」と考えていた。 父は有機結晶を研究し、息子は無機化合物を研究することで合意していた。 1919年、家族の長年の友人であったアーネスト・ラザフォードがケンブリッジに移ると、ローレンス・ブラッグは彼の後任としてマンチェスターのヴィクトリア大学の物理学のラングワージー教授に就任した。 彼は、元サウンドレンジャーなど優秀な教授陣を集めたが、物理学の知識は弱く、授業経験もないと考えていた。 学生たちは、ベテランが多く、批判的で乱暴な人が多かった。 しかし、家族の支えもあって、彼は立ち直ることができた。 彼は、R.W.ジェームスと共に、反射したX線の絶対エネルギーを測定し、戦前にC.G.ダーウィンが導き出した公式を検証した。 これで、反射してくる対象物の電子の数がわかるようになり、珪酸塩などのより複雑な結晶の構造も解読できるようになった。 しかし、それでもなお、推測と再挑戦を繰り返さなければならない難しさがあった。 1920年代後半には、データをフーリエ変換することで解析を容易にしました。
1930年、ロンドンのインペリアルカレッジからの仕事のオファーを吟味している間に、彼は深く動揺してしまいました。
国立物理学研究所（1937-1938）編集
1937年にテディントンの国立物理学研究所の所長に就任し、同僚を何人か連れてきた。
ケンブリッジ大学 (1938-1954) 編集
ラザフォードが亡くなり、調査委員会はキャベンディッシュ研究所を指揮するキャベンディッシュ教授の次の後継者としてローレンス・ブラッグを指名した。 研究所は原子物理学で優れた歴史を持ち、結晶学者を警戒するメンバーもいたが、ブラッグは公平な管理でこれを乗り越えた。 ブラッグは、回折パターンの解釈の改良に努めた。 この小さな結晶学研究室に、指導者のいない難民研究生がいた。 マックス・ペルッツ（Max Perutz）である。 彼は、ブラッグにヘモグロビンのX線回折データを見せ、巨大な生体分子の構造を解読できる可能性を示唆した。 ブラッグは、ペルッツを助手に任命し、数ヵ月後にはロックフェラー財団から助成金を得て、さらなる支援を受けることになった。 第二次世界大戦中、ペルッツは敵国人として抑留され、その後軍事研究に従事したため、研究は中断された
戦争中、Cavendishはレーダーに必要な電子工学に重点を置いた短縮大学院コースを提供した。 ブラッグは金属の構造を研究し、ソナーや音波測距のコンサルティングを行ったが、まだタッカー・マイクロフォンが使われていた。 1941年、ローレンス卿となる。 1942年に父親が亡くなり、その間にブラッグはカナダへの科学連絡官を6ヶ月間務めた。 戦後は、国際結晶学連合の設立を主導し、初代会長に選出された。 彼は、「理想的な研究ユニットとは、6～12人の科学者と数人のアシスタント、1人以上の一流の機器整備士、そして一般的な装置を作ることができるワークショップからなるユニットである」という信念のもと、キャベンディッシュをユニットに再編成したのです。 上級のスタッフには、オフィス、電話、秘書のサポートが与えられるようになった。 さらに、電波天文学の部門が新設され、研究室の規模も拡大された。 また、X線と電子顕微鏡を使った金属の構造解析にも力を入れた。 1947年には、医学研究評議会（MRC）を説得し、ペルッツ、ジョン・ケンドリューと2人の助手からなる分子生物学研究所として、タンパク質の構造を決定する「勇敢な試み」を支援することになった。 ブラッグは彼らと協力し、1960年までにミオグロビンの構造を原子レベルまで解明した。 その後、ブラッグの関与は少なくなったが、ヘモグロビンの分析には、各分子にマーカーとして2個の水銀原子を組み込んでから、より容易になった。 MRCの最初の大きな功績は、ジェームス・ワトソンとフランシス・クリックによるDNAの構造解析である。 ブラッグは、1953年4月8日にベルギーで開催されたタンパク質に関するソルベー会議でこの発見を発表しましたが、新聞では報道されませんでした。 その後、1953年5月14日木曜日にロンドンのガイズ病院医学部で講演を行い、その内容が1953年5月15日金曜日のロンドンのニュースクロニクル紙にリッチー・カルダーによる「なぜあなたはあなたなのか」という記事として掲載されることになった。 生命に近い秘密 “と題する記事を掲載した。 ブラッグは、クリック、ワトソン、モーリス・ウィルキンスを1962年のノーベル生理学・医学賞に推薦しました。ウィルキンスの取り分は、キングス・カレッジ・ロンドンのX線結晶学者たちの貢献が認められたものです。 その中には、ロザリンド・フランクリンも含まれていた。彼の「写真51」は、DNAが、ライナス・ポーリングが提唱した三重らせんではなく、二重らせんであることを示すものであった。
The Royal Institution (1954-1971) Edit
1953年、ブラッグ夫妻はロンドンの王立研究所にある教授用の優雅なフラットに引っ越したが、これは彼の父が亡くなったときに使用していたものである。 1934年と1961年にローレンスは王立研究所でクリスマス講演を行い、1938年からは同所の自然哲学教授として毎年講演を行っていた。 父の後を継いだ者たちが研究所を弱体化させたので、ブラッグは研究所を建て直さなければならなかった。 金曜日の夕方には、講演者と厳選されたパトロン（毎年120人以上）を招いてディナーパーティーを開き、企業スポンサーを募って財政を立て直した。 「1965年に行われた2つの講話は、彼に特別な喜びを与えた。 5月7日には、「結婚と離婚に関する王立委員会」（1951-55年）のメンバーであり、「全国結婚指導協議会」の会長を務めたブラッグ夫人が「結婚と離婚におけるパターンの変化」について講演し、11月15日には、当時ロールスロイス社の主任研究員で後にブルネル大学の副学長になったブラッグの技術者の息子スティーブンが「ジェットエンジンの振動と騒音」について講演したのを、彼は明らかに誇りを持って聞いていました” 。 彼はまた、研究所の特徴である手の込んだ実演で盛り上げる、評価の高い学校向け講義のプログラムも導入しました。
彼は、地下にあるデイヴィ-ファラデー研究所と隣接する家で働く少人数のグループを募集し、彼が得た助成金によって研究所での研究を継続した。 研究室を訪れた人が酵素リゾチームに重金属を挿入することに成功し、その結晶構造は1965年に英国王立研究所でD・C・フィリップスらによって解明された。9,040個の反射の計算はロンドン大学のデジタル・コンピュータで行われ、作業が大幅に簡素化された。 鎖の中のアミノ酸の位置関係を示す図のうち2枚は、ブラッグが描いたものである。 ミオグロビンはアミノ酸残基の80%近くがα-ヘリックス構造をとっているが、リゾチームではα-ヘリックス残基は4つの主要なストレッチに見られる約40%に過ぎない。 その他の領域は、彼らが以前から提唱していた310らせんというコンフォメーションである。 この構造では、3番目のペプチドごとに1番目のペプチドと水素結合し、10個の原子を含む環を形成している。 彼らは、ブラッグの75歳の誕生日に間に合うように、酵素の完全な構造を手に入れたのである。 その後、タンパク質構造のX線解析が盛んになり、世界中の研究所で数多くのタンパク質の構造が決定された。 その後、X線によるタンパク質構造解析が盛んになり、世界中の研究室で数多くのタンパク質の構造が決定された。X線解析を用いた研究に対して28のノーベル賞が授与されている。 この方法の欠点は、結晶の上で行うため、酵素が基質と結合したときの形の変化などを見ることができないことである。 この問題は、ブラッグが始めた、電子顕微鏡を改造して凍結した単一分子を画像化する別の方法、クライオ電子顕微鏡を開発することで解決された。
王立研究所との長い付き合いの中で、彼は
- 自然哲学教授（1938-1953）
- 化学のフラーレン教授（1954-1966）
- 館長（1954-1966）
- デイヴィ・ファラデー研究所の所長（Director of the Davy-Faraday Research Laboratory）
- 化学の博士号（1953-1995）
- 化学の博士号（1953-1995）。 1954-1966
- 王立研究所所長 1965-1966
- 名誉教授 1966-1971
化学の修士号（1996）
私生活編集
1921年にアリス・ホプキンソン（1899-1989）と結婚した。 エンジニアのスティーブン・ローレンス（1923-2014）、デヴィッド・ウィリアム（1926-2005）、マーガレット・アリス（1931年生まれ、外交官のマーク・ヒースと結婚）、ペイシェンス・メアリー（1935年生まれ）の4人の子供をもうけた。 アリスは、ブラッグが1937年に国立物理学研究所の所長に任命されるまで、ウィジントン女学校の職員として働いていた。
ブラッグの趣味は絵を描くことで、家族への手紙には生き生きとしたスケッチが描かれていた。 ロンドンに引っ越したとき、庭がないのが寂しくて、庭師のアルバイトをしていたのだが、その家の客に驚かれるほど、雇い主に認められていなかった。 そして、サフォーク州イプスウィッチのウォルドリングフィールドにある自宅近くの病院で息を引き取った。 ケンブリッジのトリニティ・カレッジに埋葬された。息子のデイヴィッドはケンブリッジのアセンション教区埋葬地に埋葬され、ブラッグの友人で、彼が生存していれば義兄になったであろうルドルフ・セシル・ホプキンソンも埋葬されている。
2013年8月にブラッグの親戚で放送家のメルヴィン・ブラッグはBBCラジオ4で、1915年のノーベル物理学賞受賞者についての番組（「ブラッグ夫妻について」）を発表していた。