Thomas Young (vědec) - Thomas Young (scientist)
Thomas Young | |
---|---|
narozený |
Milverton, Somerset , Anglie
|
13. června 1773
Zemřel | 10.05.1829 Londýn, Anglie
|
(ve věku 55)
Alma mater |
University of Edinburgh Medical School University of Göttingen Emmanuel College, Cambridge |
Známý jako |
Vlnová teorie světla Dvouramenný experiment Astigmatismus Young – Dupré rovnice Young – Helmholtzova teorie Young – Laplaceova rovnice Mladý temperament Youngův modul Youngovo pravidlo |
Vědecká kariéra | |
Pole |
Fyzika fyziologie egyptologie |
Podpis | |
Thomas Young FRS (13. června 1773 - 10. května 1829) byl britský polymat, který významně přispěl k oblasti vidění , světla, pevné mechaniky , energie, fyziologie , jazyka , hudební harmonie a egyptologie . Než „ Jean-François Champollion svou práci nakonec rozšířil, „ udělal řadu originálních a bystrých inovací ”v dešifrování egyptských hieroglyfů (konkrétně Rosettského kamene ) .
Young byl popsán jako „ Poslední muž, který všechno věděl “. Jeho práce ovlivnila práci Williama Herschela , Hermanna von Helmholtze , Jamese Clerka Maxwella a Alberta Einsteina . Young je připočítán s ustanovením vlnové teorie světla , na rozdíl od částicové teorie Isaaca Newtona . Youngovu práci následně podpořila tvorba Augustina-Jeana Fresnela .
Osobní život
Young patřil do rodiny Quakerů z Milvertonu v Somersetu , kde se narodil v roce 1773, nejstarší z deseti dětí. Ve čtrnácti letech se Young naučil řecky a latinsky .
Young začal studovat medicínu v Londýně v nemocnici sv. Bartoloměje v roce 1792, v roce 1794 se přestěhoval na lékařskou fakultu University of Edinburgh a o rok později odešel do německého Göttingenu v Dolním Sasku, kde v roce 1796 získal titul doktora medicíny z University of Göttingen . V roce 1797 vstoupil na Emmanuel College v Cambridgi . Ve stejném roce zdědil panství svého prastrýce Richarda Brocklesbyho , díky čemuž byl finančně nezávislý, a v roce 1799 se etabloval jako lékař na 48 Welbeck Street v Londýně (nyní zaznamenaný s modrou plaketou ). Young publikoval mnoho ze svých prvních akademických článků anonymně, aby chránil svou pověst lékaře.
V roce 1801 byl Young jmenován profesorem přírodní filozofie (hlavně fyziky ) na Královské instituci . Za dva roky pronesl 91 přednášek. V roce 1802 byl jmenován zahraničním tajemníkem Královské společnosti , z níž byl zvolen kolegou v roce 1794. Rezignoval na svou profesuru v roce 1803 v obavě, že by její povinnosti zasahovaly do jeho lékařské praxe. Jeho přednášky byly publikovány v roce 1807 v Kurzu přednášek o přírodní filozofii a obsahují řadu očekávání pozdějších teorií.
V roce 1811 se Young stal lékařem nemocnice St George's Hospital a v roce 1814 sloužil ve výboru jmenovaném pro zvážení nebezpečí spojených s obecným zavedením plynu pro osvětlení do Londýna. V roce 1816 byl tajemníkem komise pověřené zjišťováním přesné délky sekundového kyvadla (délka kyvadla, jehož perioda byla přesně 2 sekundy), a v roce 1818 se stal tajemníkem rady délky a dozorce HM námořního almanachu Kancelář .
Young byl zvolen zahraničním čestným členem Americké akademie umění a věd v roce 1822. Několik let před smrtí se začal zajímat o životní pojištění a v roce 1827 byl vybrán jako jeden z osmi zahraničních spolupracovníků Francouzské akademie věd . Ve stejném roce se stal členem první třídy odpovídajícím členem, žijícím v zahraničí, Královského institutu v Nizozemsku . V roce 1828 byl zvolen zahraničním členem Královské švédské akademie věd .
V roce 1804 se Young oženil s Elizou Maxwell. Neměli žádné děti.
Young zemřel ve svých 56. letech v Londýně 10. května 1829 poté, co utrpěl opakující se záchvaty „astmatu“. Jeho pitva odhalila aterosklerózu aorty. Jeho tělo bylo pohřbeno na hřbitově kostela St. Giles Church ve Farnborough v hrabství Kent . Westminsterské opatství obsahuje na památku Younga bílý mramorový tablet s epitafem Hudsona Gurneyho :
Posvátný památce Thomas Young, MD, kolega a ministr zahraničí Královské společnosti Člen Národního institutu Francie; muž, který je významný téměř v každém oddělení lidského učení. Pacient nepřerušované práce, obdařený schopností intuitivního vnímání, který, přinášející rovnocenné mistrovství i těm nejobtížnějším vyšetřováním písmen a vědy, nejprve založil vlnovou teorii světla a poprvé pronikl do nejasností, které po věky zakrývaly hieroglyfy Egypta. Zemřel v naději na vzkříšení spravedlivých, milován svými domácími ctnostmi, oceněný světem za jeho bezkonkurenční úspěchy. —Narozen v Milvertonu, v Somersetshire, 13. června 1773. Zemřel na Park Square v Londýně, 10. května 1829, v 56. roce svého věku.
Younga si jeho přátelé a kolegové velmi vážili. Říkal, že nikdy nebude vnucovat své znalosti, ale pokud byl požádán, dokázal snadno odpovědět i na nejtěžší vědeckou otázku. Přestože byl velmi učený, měl pověst, že někdy měl potíže sdělit své znalosti. Jeden z jeho současníků řekl: „Jeho slova nebyla ta, která se běžně používala, a uspořádání jeho myšlenek bylo jen zřídka stejné jako s těmi, s nimiž hovořil. Byl proto hůře vypočítavý než kterýkoli muž, kterého jsem kdy pro komunikaci znalost."
Náboženské pohledy
Ačkoli se někdy zabýval náboženskými tématy historie v Egyptě a psal o historii křesťanství v Núbii , o Youngových osobních náboženských názorech se toho moc neví. Na účet George Peacocka s ním Young nikdy nemluvil o morálce, metafyzice nebo náboženství, ačkoli podle Youngovy manželky jeho postoje ukázaly, že „jeho výchova Quaker silně ovlivnila jeho náboženské praktiky“. Zdroje autorit popsaly Younga jako kulturního křesťana Quakera.
Hudson Gurney informoval, že před svatbou se Young musel připojit k anglikánské církvi a byl pokřtěn později. Poté, co jeho práce na fyzice přijala kritiku od Henryho Broughama , Young uvedl: "Rozhodl jsem se omezit svá studia a své pero pouze na lékařská témata. Nejsem zodpovědný za talenty, které mi Bůh nedal, ale za ty, které jsem vlastnit, doposud jsem se kultivoval a zaměstnával tak svědomitě, jak mi to mé možnosti umožňovaly; a budu je i nadále vytrvale a klidně uplatňovat na tuto profesi, která byla neustále hlavním předmětem všech mých prací.
Gurney uvedl, že Young „si zachoval značnou část svého starého vyznání víry a přenesl do svých studií písem svůj zvyk inkvizice jazyků a způsobů“, spíše než zvyk proselytismu. Přesto se den před svou smrtí Young účastnil náboženských svátostí; jak uvádí David Brewster 's Edinburgh Journal of Science : „Po několika informacích týkajících se jeho záležitostí a několika instrukcích týkajících se hierografických dokumentů, které měl ve svých rukou, řekl, že když si byl vědom své situace, přijal svátosti církve na den předcházející ... Jeho náboženské cítění bylo samo o sobě prohlášeno za liberální, i když ortodoxní. Bohatě studoval Písma , z nichž tato pravidla byla do jeho mysli hluboce zapůsobena již od jeho nejranějších let; a prokázal víru, kterou vyznával ; v nekonečném průběhu užitečnosti a poctivosti. "
Výzkum
Vlnová teorie světla
Podle Youngova úsudku bylo z jeho mnoha úspěchů nejdůležitější vytvořit vlnovou teorii světla . Aby to dokázal, musel překonat stoletý pohled, vyjádřený ctihodnými Newtonovými Optiky , že světlo je částice. Na počátku 19. století však Young předložil řadu teoretických důvodů podporujících vlnovou teorii světla a vyvinul dvě trvalé demonstrace na podporu tohoto úhlu pohledu. Pomocí zvlňovací nádrže demonstroval myšlenku interference v kontextu vodních vln. S Youngova interferenčního experimentu , předchůdce Youngův experiment předvedl zásah do kontextu světlo jako vlny.
Young, který hovořil 24. listopadu 1803 v Královské společnosti v Londýně, zahájil svůj nyní klasický popis historického experimentu:
Experimenty, o kterých se chystám hovořit ... se mohou velmi snadno opakovat, kdykoli svítí slunce, a bez jakéhokoli jiného zařízení, než jaké má každý po ruce.
Ve svém následném příspěvku s názvem Experimenty a výpočty ve vztahu k fyzické optice (1804) Young popisuje experiment, ve kterém umístil kartu měřící přibližně 0,85 milimetru (0,033 palce) do paprsku světla z jediného otvoru v okně a pozoroval barevné okraje ve stínu a po stranách karty. Všiml si, že umístění další karty před nebo za úzký proužek, aby se zabránilo tomu, že světelný paprsek zasáhne jeden z jeho okrajů, způsobilo, že třásně zmizely. To podpořilo tvrzení, že světlo se skládá z vln .
Young provedl a analyzoval řadu experimentů, včetně interference světla odraženého od blízkých párů mikrometrových rýh, od odrazu od tenkých vrstev mýdla a oleje a od Newtonových prstenů . Provedl také dva důležité difrakční experimenty pomocí vláken a dlouhých úzkých proužků. Ve svém kurzu přednášek o přírodní filozofii a strojírenství (1807) dává Grimaldimu uznání za první pozorování okrajů ve stínu předmětu umístěného v paprsku světla. Během deseti let byla většina Youngovy práce reprodukována a poté rozšířena Augustinem-Jeanem Fresnelem .
Youngův modul
Young popsal charakterizaci pružnosti, která začala být známá jako Youngův modul, označovaný jako E , v roce 1807, a dále ji popsal ve svém kurzu přednášek o přírodní filozofii a mechanickém umění . První použití konceptu Youngova modulu v experimentech však provedl Giordano Riccati v roce 1782 - předcházel Youngovi o 25 let. Kromě toho lze tuto myšlenku vysledovat na papír Leonharda Eulera publikovaný v roce 1727, asi 80 let před papírem Thomase Younga z roku 1807.
Youngův modul vztahuje napětí (tlak) v tělese k jeho souvisejícímu napětí (změna délky jako poměr původní délky); tj. napětí = napětí E × pro jednoosý zatížený vzorek. Youngův modul je nezávislý na zkoumaném komponentu; to znamená, že je to inherentní materiální vlastnost (termín modul odkazuje na inherentní materiální vlastnost). Youngův modul poprvé umožnil predikci napětí v komponentě vystavené známému napětí (a naopak). Před Youngovým příspěvkem museli inženýři použít Hookeův vztah F = kx k identifikaci deformace (x) tělesa vystaveného známému zatížení (F), kde konstanta (k) je funkcí jak geometrie, tak materiálu pod ohleduplnost. Nalezení k vyžaduje fyzické testování pro jakoukoli novou součást, protože vztah F = kx je funkcí jak geometrie, tak materiálu. Youngův modul závisí pouze na materiálu, nikoli na jeho geometrii, což umožňuje revoluci v inženýrských strategiích.
Youngovy problémy s tím, že se někdy nevyjadřují jasně, ukázala jeho vlastní definice modulu: „Modul pružnosti jakékoli látky je sloupec stejné látky, schopný vyvinout tlak na její základnu, což je do hmotnosti způsobující určitý stupeň stlačení, protože délka látky je zmenšením její délky. " Když bylo toto vysvětlení předloženo pánům admirality, jejich úředník napsal Youngovi: „Ačkoli je věda jejich lordstvími velmi respektována a váš papír je velmi vážený, je příliš naučený ... zkrátka není srozumitelný.“
Vize a teorie barev
Young byl také nazýván zakladatelem fyziologické optiky. V roce 1793 vysvětlil režim, ve kterém se oko přizpůsobuje vidění na různých vzdálenostech, v závislosti na změně zakřivení krystalické čočky ; v roce 1801 jako první popsal astigmatismus ; a ve svých přednáškách představil hypotézu, kterou následně vypracoval Hermann von Helmholtz ( teorie Young – Helmholtz ), že vnímání barev závisí na přítomnosti tří druhů nervových vláken v sítnici. To předznamenalo moderní chápání barevného vidění , zejména zjištění, že oko skutečně má tři barevné receptory, které jsou citlivé na různé rozsahy vlnových délek.
Young -Laplaceova rovnice
V roce 1804 vyvinul Young teorii kapilárních jevů na principu povrchového napětí . Pozoroval také stálost úhlu kontaktu kapalného povrchu s pevnou látkou a ukázal, jak z těchto dvou principů odvodit jevy kapilárního působení. V roce 1805 francouzský filozof Pierre-Simon Laplace objevil význam meniscus radius s ohledem na kapilární působení.
V roce 1830 Carl Friedrich Gauss , německý matematik, sjednotil práci těchto dvou vědců na odvození Youngovo -Laplaceovy rovnice , vzorce, který popisuje rozdíl v kapilárním tlaku udržovaný na rozhraní mezi dvěma statickými tekutinami.
Young byl první, kdo definoval termín „energie“ v moderním smyslu.
Youngova rovnice a Young – Dupré rovnice
Youngova rovnice popisuje kontaktní úhel kapky kapaliny na rovném pevném povrchu jako funkci povrchové volné energie, mezifázové volné energie a povrchového napětí kapaliny. Youngova rovnice byla dále vyvinuta asi o 60 let později Duprým, aby zohlednila termodynamické efekty, a toto je známé jako rovnice Young – Dupré.
Lék
Ve fyziologii Young významně přispěl k hemodynamice v chorvatské přednášce z roku 1808 na téma „Funkce srdce a tepen“, kde odvodil vzorec pro vlnovou rychlost pulsu a jeho lékařské spisy zahrnovaly Úvod do lékařské literatury , včetně System of Practical nozologii (1813) a praktické a historické pojednání o souchotinářský nemocí (1815).
Young vymyslel pravidlo pro stanovení dávky léku u dítěte. Youngovo pravidlo uvádí, že dávka pro dítě se rovná dávce pro dospělé vynásobené věkem dítěte v letech, děleno součtem 12 plus věk dítěte.
Jazyky
V dodatku k jeho disertační práci z Göttingenu z roku 1796 De corporis hvmani viribvs konzervatricibvs jsou přidány čtyři strany, které navrhují univerzální fonetickou abecedu (aby „tyto stránky nezanechávaly prázdné“; rozsvíceno: „Ne vacuae starent hae paginae, libuit e praelectione ante disputationem habenda tabellam literarum vniuersalem raptim descriptionere “). Obsahuje 16 „čistých“ samohláskových symbolů, nosní samohlásky, různé souhlásky a jejich příklady, čerpané převážně z francouzštiny a angličtiny.
Ve svém článku Encyclopædia Britannica „Jazyky“ Young porovnal gramatiku a slovní zásobu 400 jazyků. V samostatné práci v roce 1813 zavedl termín indoevropské jazyky , 165 let poté, co nizozemský lingvista a učenec Marcus Zuerius van Boxhorn navrhl v roce 1647 seskupení, na které se tento termín vztahuje.
Egyptské hieroglyfy
Young dělal významné příspěvky k rozluštění všech egyptských hieroglyfů . S egyptologickou prací začal poměrně pozdě, v roce 1813, kdy již práce probíhala mezi ostatními badateli.
Začal pomocí egyptské demotické abecedy 29 písmen, kterou vytvořil Johan David Åkerblad v roce 1802 (14 se ukázalo jako nesprávných). Åkerblad správně zdůrazňoval důležitost demotického textu při pokusu o čtení nápisů, ale mylně se domníval, že demotika byla zcela abecední.
V roce 1814 Young zcela přeložil „enchorial“ text Rosettského kamene (pomocí seznamu s 86 demotickými slovy) a poté studoval hieroglyfickou abecedu, ale zpočátku nedokázal rozpoznat, že demotické a hieroglyfické texty jsou parafráze a ne jednoduché překlady.
Mezi Youngem a Jean-Françoisem Champollionem byla značná rivalita, zatímco oba pracovali na hieroglyfickém dešifrování. Zpočátku krátce spolupracovali při své práci, ale později, zhruba od roku 1815, mezi nimi začal mrazit. Mnoho let od sebe drželi detaily o své práci.
Některé Youngovy závěry se objevily ve slavném článku „Egypt“, který napsal pro vydání Encyclopædia Britannica z roku 1818 .
Když v roce 1822 Champollion konečně publikoval překlad hieroglyfů a klíče gramatického systému, Young (a mnoho dalších) jeho práci ocenil. Nicméně o rok později Young publikoval Účet nedávných objevů v hieroglyfické literatuře a egyptských starožitnostech , aby jeho vlastní práce byla uznána jako základ pro Champollionův systém.
Young správně našel zvukovou hodnotu šesti hieroglyfických znaků, ale neodvodil gramatiku jazyka. Sám Young uznal, že je poněkud v nevýhodě, protože Champollionova znalost příslušných jazyků, jako je koptština, byla mnohem větší.
Několik učenců navrhlo, že Youngovým skutečným přínosem pro egyptologii bylo jeho rozluštění demotického písma. Udělal první velké pokroky v této oblasti; také správně identifikoval demotika jako složeného jak ideografickými, tak fonetickými znaky.
Následně Young cítil, že Champollion nebyl ochoten podělit se o zásluhy o rozluštění. V následné kontroverzi, silně motivované tehdejším politickým napětím, měli Britové tendenci bojovat za Younga, zatímco Francouzi většinou bojovali za Champollion. Champollion uznal určitý Youngův přínos, ale spíše střídmě. Po roce 1826, kdy byl Champollion kurátorem v Louvru , však Youngovi nabídl přístup k demotickým rukopisům.
V Anglii, zatímco Sir George Lewis stále pochyboval o Champollionově úspěchu až v roce 1862, ostatní byli více přijímající. Například Reginald Poole a Sir Peter Le Page Renouf oba bránili Champollion.
Hudba
Young vyvinul Youngův temperament , způsob ladění hudebních nástrojů.
Dědictví
Pozdější učenci a vědci ocenili Youngovu práci, ačkoli ho mohli znát pouze díky úspěchům, kterých dosáhl ve svých oborech. Jeho současník Sir John Herschel jej označil za „skutečně originálního génia“. Albert Einstein chválil jej v 1931 předmluvě k vydání Isaac Newton ‚s Opticks . Mezi další obdivovatele patří fyzik Lord Rayleigh a laureát Nobelovy fyziky Philip Anderson .
Jméno Thomase Younga bylo přijato jako název londýnského Thomas Young Center , aliance akademických výzkumných skupin zabývajících se teorií a simulací materiálů.
Young Sound ve východním Grónsku na jeho počest pojmenoval William Scoresby (1789–1857).
Vybrané spisy
- Kurz přednášek o přírodní filozofii a strojírenství (1807, publikováno 2002 Thoemmes Press).
- Miscellaneous Works of the Late Thomas Young, MD, FRS (1855, 3 volume, editor John Murray, republished 2003 by Thoemmes Press).
Viz také
Reference
Citované práce
- Adkins, Lesley; Adkins, Roy (2000). Klíče Egypta: Posedlost rozluštění egyptských hieroglyfů . Vydavatelé Harper Collins. ISBN 978-0-06-019439-0.
- Thomasson, Fredrik (2013). The Life of JD Åkerblad: Egyptian Decipherment and Orientalism in Revolutionary Times . BRILL.
Další čtení
- Barr, E. Scott (1963). „Muži a milníky v optice. II. Thomas Young“ . Aplikovaná optika . 2 (6): 639–647. Bibcode : 1963ApOpt ... 2..639B . doi : 10,1364/AO.2,000639 .- Odkaz je na verzi článku ve formátu pdf.
- Robinson, Andrew (2005). „Polymathovo dilema“ . Příroda . 438 (7066): 291. Bibcode : 2005Natur.438..291R . doi : 10,1038/438291a . PMID 16292291 . S2CID 4417924 .
- Robinson, Andrew (duben 2006). „Thomas Young: Muž, který všechno věděl“. Historie dnes . 56 : 53–57.
-
Robinson, Andrew (2006). Poslední muž, který věděl všechno: Thomas Young, anonymní polymath, který dokázal, že Newton je špatný, vysvětlil, jak vidíme, léčil nemocné a dešifroval Rosettský kámen . New York: Pi Press. ISBN 978-0-13-134304-7.
- Zkontroloval Nicholas Shakespeare v The Telegraph , 24. září 2006.
- Recenze : Michael Bywater v The New Statesman , 13. listopadu 2006.
- Zkontroloval Simon Singh v The Telegraph , 26. listopadu 2006.
- Přezkoumáno Rosemary Hill v The Times , 10. prosince 2006.
- Přezkoumáno PD Smith v The Guardian , 20. ledna 2007.
- Saslow, Wayne (2002). Elektřina, magnetismus a světlo . Toronton: Thomson Learning. ISBN 978-0-12-619455-5.- pojednává o Youngově teoretické a experimentální práci o interferenci
- Wood, Alex; Oldham, Frank (1954). Thomas Young . Cambridge: Cambridge University Press.
- Young, Thomas (1823). Účet některých nedávných objevů v hieroglyfické literatuře a egyptských starožitnostech . Londýn: John Murray.Youngův popis jeho hieroglyfického výzkumu. (znovu vydáno Cambridge University Press , 2010. ISBN 978-1-108-01716-9 )