Thomas Young (naukowiec) - Thomas Young (scientist)

Thomas Young
Thomas Young autorstwa Briggs.jpg
Portret autorstwa Henry Perronet Briggs , 1822
Urodzić się ( 1773-06-13 )13 czerwca 1773
Zmarł 10 maja 1829 (1829-05-10)(w wieku 55)
Londyn, Anglia
Alma Mater Uniwersytet w Edynburgu Szkoła Medyczna
Uniwersytet w Getyndze
Emmanuel College, Cambridge
Znany z Falowa teoria światła
Doświadczenie z podwójną szczeliną
Astygmatyzm
Równanie
Younga-Duprégo Teoria
Younga- Helmholtza Równanie
Younga -Laplace'a Temperament
Younga Moduł
Younga Reguła Younga
Kariera naukowa
Pola Fizyka
Fizjologia
Egiptologia
Podpis
Młody Tomasz podpis.jpg

Thomas Young FRS (13 czerwca 1773 – 10 maja 1829) był brytyjskim erudytą, który wniósł znaczący wkład w pola widzenia , światło, mechanikę ciała stałego , energię, fizjologię , język , harmonię muzyczną i egiptologię . Dokonał wielu oryginalnych i wnikliwych innowacji w rozszyfrowaniu egipskich hieroglifów (w szczególności Kamienia z Rosetty ), zanim Jean-François Champollion ostatecznie rozszerzył swoją pracę.

Young został opisany jako „ Ostatni człowiek, który wiedział wszystko ”. Jego prace wpłynęły na prace Williama Herschela , Hermanna von Helmholtza , Jamesa Clerka Maxwella i Alberta Einsteina . Youngowi przypisuje się stworzenie falowej teorii światła , w przeciwieństwie do teorii cząstek Isaaca Newtona . Twórczość Younga została następnie wsparta twórczością Augustina-Jeana Fresnela .

Życie osobiste

Young należał do rodziny Quakerów z Milverton, Somerset , gdzie urodził się w 1773 roku jako najstarszy z dziesięciorga dzieci. W wieku czternastu lat Young nauczył się greki i łaciny .

Young rozpoczął studia medyczne w Londynie w St Bartholomew's Hospital w 1792 roku, w 1794 przeniósł się do Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Edynburgu , a rok później wyjechał do Getyngi w Dolnej Saksonii w Niemczech, gdzie uzyskał stopień doktora medycyny w 1796 roku od Uniwersytet w Getyndze . W 1797 wstąpił do Emmanuel College w Cambridge . W tym samym roku odziedziczył majątek swojego dziadka Richarda Brocklesby'ego , co uniezależniło go finansowo, aw 1799 roku ustanowił się jako lekarz przy 48 Welbeck Street w Londynie (obecnie oznaczony niebieską tablicą ). Young opublikował wiele swoich pierwszych artykułów naukowych anonimowo, aby chronić swoją reputację jako lekarza.

W 1801 r. Young został mianowany profesorem filozofii przyrody (głównie fizyki ) w Instytucie Królewskim . W ciągu dwóch lat wygłosił 91 wykładów. W 1802 r. został mianowany sekretarzem zagranicznym Towarzystwa Królewskiego , którego członkiem został wybrany w 1794 r. W 1803 r. zrezygnował z profesury, obawiając się, że jego obowiązki będą kolidować z jego praktyką lekarską. Jego wykłady zostały opublikowane w 1807 roku w Kursie Wykładów z Filozofii Przyrody i zawierają szereg antycypacji późniejszych teorii.

W 1811 r. Young został lekarzem Szpitala św. Jerzego , aw 1814 r. zasiadał w komisji powołanej do rozważenia niebezpieczeństw związanych z powszechnym wprowadzeniem gazu do oświetlenia w Londynie. W 1816 był sekretarzem komisji, której zadaniem było ustalenie dokładnej długości wahadła sekundowego (długości wahadła, którego okres wynosi dokładnie 2 sekundy), a w 1818 został sekretarzem Zarządu Długości Geograficznej i superintendentem HM Nautical Almanac Biuro .

Young został wybrany Honorowym Członkiem Zagranicznym Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk w 1822 roku. Kilka lat przed śmiercią zainteresował się ubezpieczeniem na życie , aw 1827 roku został wybrany jednym z ośmiu zagranicznych współpracowników Francuskiej Akademii Nauk . W tym samym roku został członkiem korespondentem pierwszej klasy, mieszkającym za granicą, Królewskiego Instytutu Niderlandów . W 1828 został wybrany członkiem zagranicznym Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk .

W 1804 r. Young poślubił Elizę Maxwell. Nie mieli dzieci.

Young zmarł w swoim 56. roku życia w Londynie 10 maja 1829 r. po nawracających atakach „astmy”. Sekcja zwłok wykazała miażdżycę aorty. Jego ciało zostało pochowane na cmentarzu kościoła St. Giles w Farnborough w hrabstwie Kent . W Opactwie Westminsterskim znajduje się tablica z białego marmuru upamiętniająca Younga, na której znajduje się epitafium autorstwa Hudsona Gurneya :

Poświęcony pamięci Thomasa Younga, MD, członka i sekretarza spraw zagranicznych Royal Society Członek Narodowego Instytutu Francji; człowiek równie wybitny w prawie każdym dziale ludzkiej nauki. Pacjent nieprzerwanej pracy, obdarzony zdolnością intuicyjnej percepcji, który wnosząc równe mistrzostwo do najbardziej zawiłych badań liter i nauki, najpierw ustalił falistą teorię światła i najpierw przeniknął mrok, który od wieków zakrywał hieroglify. Egiptu. Ukochany przyjaciołom cnotami domowymi, uhonorowany przez świat za niezrównane zdobycze, umarł w nadziei zmartwychwstania sprawiedliwych. Urodzony w Milverton, w Somersetshire, 13 czerwca 1773. Zmarł na Park Square w Londynie, 10 maja 1829, w 56. roku swojego życia.

Young był bardzo ceniony przez swoich przyjaciół i kolegów. Mówiono mu, aby nigdy nie narzucał swojej wiedzy, ale jeśli został poproszony, był w stanie z łatwością odpowiedzieć nawet na najtrudniejsze naukowe pytanie. Chociaż był bardzo uczony, miał reputację tego, że czasami miał trudności w przekazywaniu swojej wiedzy. Jeden z jego współczesnych powiedział, że „Jego słowa nie były tymi, które były w powszechnym użyciu, a układ jego idei rzadko był taki sam, jak te, z którymi rozmawiał. wiedza."

Poglądów religijnych

Choć czasami zajmował się religijnymi tematami historii w Egipcie i pisał o historii chrześcijaństwa w Nubii , niewiele wiadomo o osobistych poglądach religijnych Younga. Według George'a Peacocka , Young nigdy nie rozmawiał z nim o moralności, metafizyce czy religii, choć według żony Younga jego postawa wskazywała, że ​​„jego kwakierskie wychowanie silnie wpłynęło na jego praktyki religijne”. Źródła autorytetu opisują Younga w kategoriach kulturowego chrześcijańskiego kwakiera.

Hudson Gurney poinformował, że przed ślubem Young musiał wstąpić do Kościoła Anglii , a później został ochrzczony. Po tym, jak jego praca nad fizyką została skrytykowana przez Henry'ego Broughama , Young stwierdził: „Postanowiłem ograniczyć moje studia i pióro tylko do przedmiotów medycznych. Za talenty, których nie dał mi Bóg, nie jestem odpowiedzialny, ale te, które posiadałem, dotychczas kultywowałem i wykorzystywałem tak pilnie, jak tylko na to pozwalały mi sposobności, i będę nadal z wytrwałością i spokojem stosował je do tego zawodu, który zawsze był ostatecznym celem mojej pracy.

Gurney stwierdził, że Young „zachował znaczną część swojego dawnego wyznania wiary i przeniósł na studia biblijne zwyczaj inkwizycji w językach i obyczajach” zamiast zwyczaju prozelityzmu. Jednak na dzień przed śmiercią Young uczestniczył w sakramentach religijnych; jak podano w David Brewster „s Edinburgh Journal of Science :„Po pewnym informacji dotyczących jego sprawy, a niektóre instrukcje dotyczące hierographical papierów w ręku, powiedział, że doskonale zdaje sobie sprawę z jego sytuacji, wziął sakramentów Kościoła o dzień poprzedzający... Jego uczucia religijne były same w sobie określane jako liberalne, choć ortodoksyjne. Dogłębnie studiował Pismo Święte , którego nakazy były głęboko wyryte w jego umyśle od najmłodszych lat; i udowodnił wiarę, którą wyznawał ; w nieugiętym toku użyteczności i uczciwości."

Badania

Falowa teoria światła

W ocenie Younga z jego wielu dokonań najważniejsze było ustalenie falowej teorii światła . W tym celu musiał przezwyciężyć stuletni pogląd, wyrażony w czcigodnych Newtonowskich Optykach , że światło jest cząstką. Niemniej jednak na początku XIX wieku Young przedstawił szereg teoretycznych powodów wspierających falową teorię światła i opracował dwie trwałe demonstracje na poparcie tego punktu widzenia. Za pomocą wanny do fal zademonstrował ideę interferencji w kontekście fal wodnych. Za pomocą eksperymentu interferencyjnego Younga , poprzednika eksperymentu z podwójną szczeliną , zademonstrował interferencję w kontekście światła jako fali.

Tablica z „Wykładów” z 1802 r. (RI), wyd. 1807

Young, przemawiając 24 listopada 1803 r. do Royal Society of London, rozpoczął swój klasyczny już opis historycznego eksperymentu:

Eksperymenty, które zamierzam opowiedzieć... mogą być powtarzane z wielką łatwością, ilekroć świeci słońce, i bez żadnego innego aparatu, który jest pod ręką dla każdego.

W swoim kolejnym artykule, zatytułowanym Experiments and Calculations Relative to Physical Optics (1804), Young opisuje eksperyment, w którym umieścił kartę o wymiarach około 0,85 mm (0,033 cala) w wiązce światła z pojedynczego otworu w oknie i obserwował kolorowe obwódki w cieniu i po bokach karty. Zauważył, że umieszczenie kolejnej karty przed lub za wąskim paskiem, aby promień światła nie padł na jeden z jego brzegów, powodował znikanie prążków. To potwierdzało twierdzenie, że światło składa się z fal .

Young wykonał i przeanalizował szereg eksperymentów, w tym interferencję światła od odbić od pobliskich par rowków mikrometrowych, od odbić od cienkich warstw mydła i oleju oraz od pierścieni Newtona . Przeprowadził również dwa ważne eksperymenty dyfrakcyjne z użyciem włókien i długich wąskich pasków. W swoim Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts (1807) przypisuje Grimaldiemu pierwsze obserwowanie prążków w cieniu obiektu umieszczonego w wiązce światła. W ciągu dziesięciu lat większość prac Younga została odtworzona, a następnie rozszerzona przez Augustina-Jeana Fresnela .

Moduł Younga

Matematyczne elementy filozofii naturalnej Younga

Young opisał charakterystykę sprężystości, która stała się znana jako moduł Younga, oznaczony jako E , w 1807 roku, a następnie opisał ją w swoim Kursie Wykładów z Filozofii Naturalnej i Sztuk Mechanicznych . Jednak po raz pierwszy koncepcja modułu Younga w eksperymentach została zastosowana przez Giordano Riccati w 1782 r. — wyprzedzając Younga o 25 lat. Co więcej, pomysł ten można prześledzić do artykułu Leonharda Eulera opublikowanego w 1727 roku, około 80 lat przed artykułem Thomasa Younga z 1807 roku.

Moduł Younga wiąże naprężenie (ciśnienie) w ciele z towarzyszącym mu odkształceniem (zmiana długości jako stosunek długości pierwotnej); to znaczy naprężenie = E × odkształcenie, dla próbki obciążonej jednoosiowo. Moduł Younga jest niezależny od badanego składnika; oznacza to, że jest to nieodłączna właściwość materialna (termin moduł odnosi się do nieodłącznej właściwości materialnej). Moduł Younga umożliwił po raz pierwszy przewidzenie odkształcenia w elemencie poddanym znanemu naprężeniu (i vice versa). Przed wkładem Younga inżynierowie byli zobowiązani do zastosowania zależności Hooke'a F = kx w celu zidentyfikowania odkształcenia (x) ciała poddanego znanemu obciążeniu (F), gdzie stała (k) jest funkcją zarówno geometrii, jak i materiału pod namysł. Znalezienie k wymagało testów fizycznych dla każdego nowego komponentu, ponieważ zależność F = kx jest funkcją zarówno geometrii, jak i materiału. Moduł Younga zależy tylko od materiału, a nie od jego geometrii, co pozwala na rewolucję w strategiach inżynierskich.

Problemy Younga z czasami niewyraźnym wyrażaniem się zostały ukazane przez jego własną definicję modułu: „Moduł sprężystości każdej substancji jest kolumną tej samej substancji, zdolną do wytworzenia nacisku na jej podstawie, który jest do ciężaru powodującego pewien stopień kompresji, jak długość substancji, do zmniejszenia jej długości." Kiedy to wyjaśnienie zostało przedstawione Lordom Admiralicji, ich urzędnik napisał do Younga, mówiąc: „Chociaż nauka jest bardzo szanowana przez ich lordowska mości, a twoja praca jest bardzo ceniona, jest zbyt uczona… w skrócie nie jest zrozumiała”.

Teoria widzenia i koloru

Young został również nazwany twórcą optyki fizjologicznej. W 1793 wyjaśnił sposób, w jaki oko dostosowuje się do widzenia z różnych odległości, w zależności od zmiany krzywizny soczewki krystalicznej ; w 1801 jako pierwszy opisał astygmatyzm ; a w swoich wykładach przedstawił hipotezę, rozwiniętą później przez Hermanna von Helmholtza ( teoria Younga-Helmholtza ), że percepcja barw zależy od obecności w siatkówce trzech rodzajów włókien nerwowych. Zapowiadało to współczesne rozumienie widzenia kolorów , w szczególności odkrycie, że oko rzeczywiście ma trzy receptory kolorów, które są wrażliwe na różne zakresy długości fal.

Równanie Younga-Laplace'a

W 1804 r. Young opracował teorię zjawisk kapilarnych na zasadzie napięcia powierzchniowego . Zaobserwował również stałość kąta kontaktu powierzchni cieczy z ciałem stałym i pokazał, jak z tych dwóch zasad wywnioskować zjawiska działania kapilarnego. W 1805 roku francuski filozof Pierre-Simon Laplace odkrył znaczenie promieni łąkotki w odniesieniu do działania kapilarnego.

W 1830 roku Carl Friedrich Gauss , niemiecki matematyk, połączył prace tych dwóch naukowców, aby wyprowadzić równanie Younga-Laplace'a , wzór opisujący różnicę ciśnień kapilarnych utrzymującą się na granicy między dwoma płynami statycznymi.

Young jako pierwszy zdefiniował termin „energia” we współczesnym znaczeniu.

Równanie Younga i równanie Younga-Dupré

Równanie Younga opisuje kąt zwilżania kropli cieczy na płaskiej powierzchni ciała stałego w funkcji swobodnej energii powierzchniowej, swobodnej energii międzyfazowej i napięcia powierzchniowego cieczy. Równanie Younga zostało rozwinięte około 60 lat później przez Dupré w celu uwzględnienia efektów termodynamicznych i jest znane jako równanie Younga-Dupré.

Medycyna

W fizjologii Young wniósł ważny wkład do hemodynamiki w wykładzie Croonia z 1808 r. na temat „Funkcji serca i tętnic”, gdzie wyprowadził wzór na prędkość fali tętna, a jego prace medyczne obejmowały Wstęp do literatury medycznej , w tym system Praktycznego nozologii (1813) i praktyczne i traktat historyczny na konsumpcyjna Chorób (1815).

Young opracował praktyczną zasadę określania dawki leku dla dziecka. Zasada Younga mówi, że dawka dla dzieci jest równa dawce dla dorosłych pomnożonej przez wiek dziecka w latach, podzielonej przez sumę 12 plus wiek dziecka.

Języki

W dodatku do jego rozprawy z Getyngi z 1796 r. De corporis hvmani viribvs conservatricibvs dodano cztery strony, proponując uniwersalny alfabet fonetyczny (aby „nie pozostawiać tych stron pustych”; dosł.: „Ne vacuae starent hae paginae, libuit e praelectione ante disputationem habenda tabellam literarum vniuersalem raptim descriptionre”). Zawiera 16 „czystych” symboli samogłosek, samogłosek nosowych, różnych spółgłosek i ich przykładów, zaczerpniętych głównie z języka francuskiego i angielskiego.

W swoim artykule Encyclopædia Britannica „Languages” Young porównał gramatykę i słownictwo 400 języków. W osobnym dziele w 1813 r. wprowadził termin języki indoeuropejskie , 165 lat po tym, jak holenderski językoznawca i uczony Marcus Zuerius van Boxhorn zaproponował ugrupowanie, do którego odnosi się ten termin w 1647 r.

Hieroglify egipskie

Młoda wniosły znaczący wkład do deszyfrowania z egipskich hieroglifów . Swoją egiptologię rozpoczął dość późno, bo w 1813 roku, gdy prace były już w toku wśród innych badaczy.

Zaczął od używania egipskiego alfabetu demotycznego składającego się z 29 liter, stworzonego przez Johana Davida Åkerblada w 1802 roku (14 okazało się niepoprawne). Åkerblad miał rację podkreślając znaczenie tekstu demotycznego w próbie odczytania inskrypcji, ale błędnie uważał, że demotyczny jest całkowicie alfabetyczny.

W 1814 roku Young całkowicie przetłumaczył „zachwalający” tekst Kamienia z Rosetty (używając listy z 86 demotycznymi słowami), a następnie studiował alfabet hieroglificzny, ale początkowo nie rozpoznał, że teksty demotyczne i hieroglificzne są parafrazami, a nie prostymi tłumaczeniami.

Między Youngiem a Jean-François Champollionem istniała znaczna rywalizacja, podczas gdy obaj pracowali nad odszyfrowaniem hieroglifów. Początkowo krótko współpracowali przy pracy, ale później, od około 1815 roku, zapanował między nimi chłód. Przez wiele lat utrzymywali od siebie szczegóły swojej pracy.

Niektóre z wniosków Younga pojawiły się w słynnym artykule „Egipt”, który napisał dla wydania Encyclopædia Britannica z 1818 roku .

Kiedy w 1822 Champollion ostatecznie opublikował tłumaczenie hieroglifów i klucza do systemu gramatycznego, Young (i wielu innych) pochwalił jego pracę. Niemniej jednak rok później Young opublikował sprawozdanie z ostatnich odkryć w literaturze hieroglificznej i starożytności egipskiej , aby jego własne dzieło zostało uznane za podstawę systemu Champolliona.

Young prawidłowo ustalił wartość dźwiękową sześciu znaków hieroglificznych, ale nie wydedukował gramatyki języka. Sam Young przyznał, że znajdował się w nieco gorszej sytuacji, ponieważ wiedza Champollion o odpowiednich językach, takich jak koptyjski, była znacznie większa.

Kilku uczonych sugerowało, że prawdziwym wkładem Younga w egiptologię było odszyfrowanie pisma demotycznego. Dokonał pierwszych poważnych postępów w tej dziedzinie; trafnie zidentyfikował też demotykę jako składającą się zarówno ze znaków ideograficznych, jak i fonetycznych.

Następnie Young poczuł, że Champollion nie chciał podzielić się zasługą odszyfrowania. W wyniku kontrowersji, silnie motywowanych ówczesnymi napięciami politycznymi, Brytyjczycy zwykle opowiadali się za Youngiem, podczas gdy Francuzi w większości opowiadali się za Champollionem. Champollion docenił część wkładu Younga, ale raczej oszczędnie. Jednak po 1826 roku, kiedy Champollion był kustoszem w Luwrze , zaoferował Youngowi dostęp do demotycznych manuskryptów.

W Anglii, podczas gdy Sir George Lewis jeszcze w 1862 roku wątpił w osiągnięcia Champolliona, inni byli bardziej otwarci. Na przykład Reginald Poole i Sir Peter Le Page Renouf bronili Champollion.

Muzyka

Młody rozwinął młody temperament , metodę strojenia instrumentów muzycznych.

Spuścizna

Późniejsi uczeni i naukowcy chwalili pracę Younga, chociaż mogą go poznać tylko dzięki jego osiągnięciom w swoich dziedzinach. Jego współczesny Sir John Herschel nazwał go „prawdziwie oryginalnym geniuszem”. Albert Einstein pochwalił go w 1931 przedmowie do wydania Isaac Newton „s Opticks . Inni wielbiciele to fizyk Lord Rayleigh i laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki Philip Anderson .

Nazwisko Thomasa Younga zostało przyjęte jako nazwa londyńskiego Thomas Young Centre , sojuszu akademickich grup badawczych zajmujących się teorią i symulacją materiałów.

Young Sound we wschodniej Grenlandii został nazwany na jego cześć przez Williama Scoresby'ego (1789-1857).

Wybrane pisma

Zobacz też

Bibliografia

Prace cytowane

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki