Thomas Young: viljakas polümaat ja tagasihoidlik geenius – füüsikamaailm

Thomas Young: viljakas polümaat ja tagasihoidlik geenius – füüsikamaailm

Thomas Youngi 250. sünniaastapäeva tähistamiseks Martin Rees, Ühendkuningriigi kuninglik astronoom, tõstab esile briti imeliku teadlase laiaulatuslikke teadmisi ja avastusi.

Maal mehest, kes hoiab nihikut enda silmani
Polymath Thomas Young viis läbi palju füüsika- ja füsioloogiakatseid, sealhulgas mõõtis oma silmamuna, et aidata tal astigmatismi selgitada. (Visalus: New Yorgi avalik raamatukogu/teadusfotode raamatukogu)
  • Selle artikli versioon avaldati esmakordselt Andrew Robinsoni teise väljaande eessõnana Viimane mees, kes teadis kõike, tähistamaks Thomas Youngi 250. sünniaastapäeva. See avaldatakse all a CC BY 4.0 litsents

"Eksperimenti, millest ma peatselt räägin, võib väga kergesti korrata kõikjal, kus päike paistab, ja ilma ühegi muu aparatuurita, kui igaühel käepärast." Nii kirjeldas Briti teadlane Thomas Young (1773–1829) 1803. aasta novembris Kuningliku Seltsi liikmetele oma äsja väljatöötatud kahe piluga katset. Tema katse paljastas valguse tõelise olemuse võtmeaspekti ja tänapäeval on see üks kvantmehaanika peamised tugisambad.

Füüsikatudengid üle kogu maailma tunnevad seda klassikalist optilist katset (Youngi pilud) ja ka tema elastsuse määratlust (Youngi moodul). Kuid mitte kõik ei pruugi olla nii teadlikud Youngi paljudest teistest hämmastavatest saavutustest teaduses – alates vedelikest kuni inimese nägemiseni – või sellest, et Young oli koolitatud arst ja ise koolitatud keeleteadlane. Ta mitte ainult ei mõistnud paljusid iidseid ja tänapäevaseid keeli, vaid analüüsis ka umbes neljasaja keele sõnavara ja grammatikat ning on eriti tunnustatud oma rolli eest Rosetta kivil olevate skriptide dešifreerimisel.

„Füüsik, arst ja egüptoloog” on see, kuidas entsüklopeediad näevad Youngi kokkuvõtteid. Füüsika ja füsioloogia olid tema tugevus, füüsik tema elukutse, egüptoloogia tema meelsus. Kuid tema teadmised ulatusid nendest tohututest (isegi tema ajal) teadmiste valdkondadest palju kaugemale,“ kirjutab Andrew Robinson oma raamatu sissejuhatuses. Viimane mees, kes teadis kõike. Tõepoolest, Youngi kirjutised olid sõna otseses mõttes entsüklopeedilised ja ta on üks kõige viljakamaid polümaate ajaloos.

Young oli tähelepanuväärne juba varasest lapsepõlvest Inglismaal 1770. aastatel. Robinsoni raamatu esimene peatükk kirjeldab, kuidas Young oli keeltes ja matemaatikas erakordselt varakas. Mõned "lapsgeeniused" põlevad täiskasvanueas läbi, kuid Young selgelt mitte. Tema nooruslikud saavutused olid selle sära ja laiuse eelkäijaks, mida ta näitas kogu oma elu jooksul – mis lõppes aastal 1829, kui ta oli vaid 55-aastane.

Lühidalt: Thomas Young

  • Thomas Young on enim tuntud interferentsi fenomeni demonstreerimise poolest, mis pani ta propageerima valguse laineteooriat, vastandina Newtoni tol ajal domineerinud ideele, et valgus koosneb osakestest.
  • Polümaatilise mõistusega Young pidas aastatel 1802–1803 kuninglikule institutsioonile hiilgava loengusarja, mis sisaldas teadmisi mehaanikast ja soojusest, mida hakati täielikult tunnustama alles aastaid hiljem.
  • Ta oli esimene inimene, kes kasutas mõistet "energia" selle kaasaegses teaduslikus tähenduses süsteemi töövõime mõõtmiseks.
  • Young oli ka esimene füüsik, kes hindas molekuli läbimõõtu
  • Ta ühendas isegi soojuse ja valguse ühe nähtusena ning pakkus välja kaasaegse kontseptsiooni pidevast kiirgusspektrist, mille puhul lainepikkus tõuseb sageduse langedes.
  • Lisaks füüsikatööle oli Young tunnustatud füsioloog, arst ja keeleteadlane, kes avas Egiptuse hieroglüüfide dešifreerimise.

Ühiskonnad ja uurimise vaim

Youngi jaoks oli oluliseks eeliseks see, et London pakkus 18. sajandi vahetusel kultuuriliselt elavat ja ergutavat õhkkonda. Nagu kirjeldatud punktis Imede ajastu, Richard Holmesi põnev raamat teadusest sellel romantilisel perioodil, oli kunstide ja teaduste segunemine. Avastajate ja loodusteadlaste avastamise viljad nagu James Cook ja Joseph Banks, sulanud luuletajate loovusega nagu Samuel Taylor Coleridge ja Percy Bysshe Shelley. "Kahe kultuuri" vahel ei lõhenenud, vaid teadlaste, literaatide ja maadeavastajate vahel tekkis tormiline suhtlus.

See uurimisvaim pärineb vähemalt aastast Kuningliku Seltsi algus 1660. aastal. Seltsi asutajaliikmed – Christopher Wren, Robert konks, Samuel Pepys ja teised "geniaalsed ja uudishimulikud härrad" (nagu nad ennast kirjeldasid) – kohtusid regulaarselt. Nende motoks oli mitte midagi vastu võtta võimul. Nad tegid katseid, lahkasid veidraid loomi ja vaatasid läbi äsja leiutatud teleskoopide ja mikroskoopide. Üks katse hõlmas isegi vereülekanne lambalt mehele (kes jäi protseduurist ellu).

Lisaks uudishimu rahuldamisele sukeldusid need teedrajavad teadlased oma ajastu praktilisse tegevuskavasse: navigeerimise parandamisse, Uue Maailma uurimisse ja Londoni taastamisse pärast suurt tulekahju. Mõned neist olid sügavalt religioossed, kuid nende teaduslikuks inspiratsiooniks oli Francis Bacon, kes nägi ette kahte eesmärki, mille poole teadlased peaksid püüdlema: olla "valguskaupmehed" ja edendada "inimese pärandi leevendamist". Umbes sajand hiljem, Ameerika Filosoofia Selts asutati Philadelphias "kasulike teadmiste edendamiseks", mille esimeseks presidendiks oli polümaatiline Benjamin Franklin.

18. sajandi kuninglik selts julgustas noori talente. Young valiti stipendiaadiks 1794. aastal pärast seda, kui ta esitas ettekande inimsilma ehitusest ja sellest, kuidas see "kohaneb erinevatel kaugustel asuvate objektide tajumisega". Ta oli siis vaid 21-aastane, kuid nii varajane stipendiumisse astumine – ja ainult ühe paberi alusel – oli toona vähem erandlik kui praegu. Young jäi ühiskonnas aktiivseks elu lõpuni, kuid tõenäoliselt pole see talle suurt stiimulit pakkunud. Tõepoolest, paljud tolleaegsed stipendiaadid olid tublid amatöörid, kellel ei olnud mingeid pretensioone teaduslikele saavutustele.

Käsitsi joonistatud valgusskeemide leht

18. sajandi lõpuks ei olnud kuninglik selts – sarnaselt Oxfordi ja Cambridge’i ülikoolidega – kaugeltki elav. Selle asemel viis Londoni elav huvi teaduse vastu 19. sajandi alguses teiste haritud ühiskondade asutamiseni. Mõned olid spetsialiseerunud - näiteks Linne selts ja Kuninglik Astronoomia Selts – aga üks neist, Kuninglik institutsioon (RI) asutati 1799. aastal, konkureeris tõeliselt Kuningliku Seltsi laiusega.

RI-d panustas üliandekas, kuid jõhker seikleja, Benjamin Thompson, krahv Rumford, kes annetas piisavalt raha, et ehitada Londoni kesklinnas Albemarle Streetil hea hoone. Rumfordi kuulsaim teaduslik panus oli tema soojusteooria tänu tema katsetele relvade ja lõhkeainetega. Selle asemel, et soojus oleks aine, "kalor", mõistis ta – uurides metallikahuri puurimise protsessi –, et soojus tekkis aatomite ja molekulide segamisel.

Rumford nägi RI missioonina mitte ainult uurimistööd ja eksperimenteerimist, vaid ka teadusliku arusaama levitamist laiema elanikkonna seas. Tõepoolest, RI-l vedas oma kaliibriga kaks esimest režissööri, Humphry Davy ja Michael Faraday. Mõlemad olid silmapaistvad teadlased, kuid edendasid ka teavitustööd, peamiselt iganädalaste "diskursuste" kaudu. Need olid loengud, mis tõmbasid ligi paljusid Londoni eliiti ja kestavad tänagi, ehkki vähema võluga. Young oli üks esimesi, kes pidas seal professorit aastast 1801. Kuigi ta ei olnud Faraday taoline karismaatiline õppejõud, olid tema kõned kõikehõlmavad ja nende avaldatud versioonid on endiselt oluline allikas selle ajastu teadmiste olukorra mõistmisel.

Väljaspool "härrasmeesteadlast"

Selleks ajaks oli Young hakanud end kehtestama ka professionaalse meedikuna. Kuigi teda pehmendas tagasihoidlik pärand, ei olnud ta piisavalt jõukas, et olla eluaegne härrasmees. Ta oli õppinud arstiteadust Londonis ja Edinburghis ning täiendanud end 1790. aastatel Göttingenis ja Cambridge'is. Tema väljaõpe võimaldas tal end arstina ülal pidada, kuid meditsiini aeganõudvad ametialased kohustused muudavad tema teaduslikud saavutused veelgi tähelepanuväärsemaks.

Kogu oma arstitöö jooksul säilitas Young kontakti Kuningliku Seltsiga ning temast sai 1804. aastal selle laekur ja seejärel välissekretär. Hilisematel eluaastatel avaldati talle presidendiks asumise kohta häält, kuid ta keeldus, kuna talle ei meeldinud komitee töö ja ametnikud. tegevust.

Sellegipoolest täitis ta olulisi administratiivseid rolle. Nende hulgas oli silmapaistev sekretär Pikkuskraad ja selle ülem Merendusalmanahh 1819. aastast. See asutus loodi 1714. aastal, et pakkuda 20,000 XNUMX naela suurust auhinda inimesele, kes suudab välja töötada meetodid (määratud täpsusega) merel oleva laeva pikkuskraadi määramiseks. Pärast Yorkshire'i puusepa ja kellassepa John Harrisoni edu jäi juhatus eksisteerima enam kui sajandiks, rahastades ekspeditsioone ja uudseid teadusinstrumente. See oli sisuliselt esimene teadusnõukogu.

Meie arusaamade praegused piirid on ulatuslikumad ja raskemini ligipääsetavad ning seetõttu ei saa me kunagi oodata kaasaegseid teaduslikke polümaate, kes võivad ulatuda nii laialdaselt üle piiride kui Young.

Vahepeal selle iga-aastane Merendusalmanahh tabelisse taevakehade asukohad. Kõrge täpsusega andmed olid astronoomide jaoks loomulikult üliolulised, kuid merel sõitjad tahtsid midagi lihtsamat ja jõulisemat. Nende paratamatu lahknevus osutus sügavalt vaidlusi tekitavaks ja viis 1828. aastal pikkuskraadinõukogu laialisaatmiseni, mis osutus Youngi hilisematel aastatel stressirohkeks kõrvalekaldumiseks.

See ekspertide jagunemine oli varane näide õppimise kaardi balkaniseerimisest: suundumus, mis on jätkunud tänapäevani. Teaduslik arusaam on märkimisväärselt suurenenud ja enamik uuringuid hõlmab keerukaid seadmeid ja meeskonnatöö. Meie arusaamade piirid on ulatuslikumad ja raskemini ligipääsetavad ning seetõttu ei saa me kunagi oodata kaasaegseid teaduslikke polümaate, kes suudavad ulatuda nii laialdaselt üle piiride kui Young.

Maetud ja unustatud

Nagu Robinson oma raamatus märgib, tsiteerides 19. sajandi suure füüsiku ja füsioloogi Hermann Helmholtzi sõnu (kellega Young jagab postuumselt tunnustust kolmevärvilise värvinägemise teooria eest), oli Young „üks teravamaid mehi, kes eales. elas, kuid tal oli ebaõnn olla oma kaasaegsetest liiga kaugel ees. Nad vaatasid teda hämmastunult, kuid ei suutnud jälgida tema julgeid spekulatsioone ja seetõttu jäi hulk tema olulisi mõtteid maetud ja unustatud. Kuningliku Seltsi tehingud kuni hilisem põlvkond jõudis aeglaselt tema avastuste taasavastamiseni ning hakkas hindama tema argumentide jõudu ja järelduste täpsust.

Muidugi olid mõned tehnoloogiad ja käsitööd juba 1800. aastate alguses professionaalsed ja mitme sajandi jooksul järk-järgult edasi arenenud: katedraale, laevu ja sildu ehitati sellise keerukusega, mis meid tänapäevalgi üllatab. Aurumasinaid täiustati ilma termodünaamika teema ametliku sisendita. Kuid palju vähem intellektuaalseid jõupingutusi kasutati selles, mida me nüüd nimetaksime "teaduseks" - füüsilise maailma ja selle juhtpõhimõtete mõistmises - kui "kasulikes kunstides".

Vana ajalehe multikas, mis näitab teaduslikku loengut

Tõepoolest, sõna "teadlane" ei eksisteerinud Youngi ajal. Selle tutvustas 1833. aastal William Whewell: polümaat ja teadlase suurkuju Cambridge'is, kes sellegipoolest oli teaduse formaalse õpetamise vastu, leides, et noored peaksid keskenduma matemaatika ja teoloogia igavestele tõele. Alles hiljem sai teadusest väljakujunenud elukutse – ja õige osa Cambridge’i õppekavast, mis viis sümbioosini “puhta” ja “rakendusteaduse” vahel, mille tagajärjed on kujundanud tänapäeva maailma.

Vaatamata kogu oma tohutule andele, eruditsioonile ja ettenägelikkusele oli Young tagasihoidlik ja geniaalne inimolend. Võib ette kujutada, et ta on oma ravipatsientidele siiralt toeks ja lohutav, kuigi ta oleks teistest paremini teadnud, kui vähe on tema aja meditsiiniga võimalik saavutada. Ajastul enne anesteetikumide leiutamist või haiguste "iduteooria" tekkimist põhines suur osa meditsiinist kirurgide anatoomilistel teadmistel ja osavusel ning apteekide jookidel.

Kuna Young on polümaat, on teda alahinnatud nii oma saavutuste kui ka isiksuse tõttu. Young ise kahtles polümaatias ja kirjutas vahetult enne oma surma: "Ilmselt on inimkonnale parim, kui mõnede uurijate uurimused oleksid kavandatud kitsa kompassi piires, samas kui teised läbivad kiiremini ulatuslikumat uurimissfääri."

Kaasaegse Oxfordi ajaloolasena, kes tunneb huvi polümaatia vastu, selgitab Alexander Murray: „Ajalugu on polümaatidele ebasõbralik. Ükski biograaf ei hakka kergesti käsitlema teemat, mille oskuste ulatus ületab kaugelt tema oma, samas kui meil teistel, olgu siis biograafiad lugemiseks või ilma, ei ole vaimset "pesa", kus polümaadi mälu värskena hoida. Nii et polümaat unustatakse või heal juhul surutakse meie kategooriasse võimalik ära tunda, kuidas Goethet mäletatakse luuletajana, hoolimata tema väitest, et ta oli teadlane, või Hume'i kui filosoofi kõigi oma kuue tühjeneva köite puhul. Inglismaa ajalugu. "

Peaksime olema tänulikud, et Robinson on need väljakutsed ületanud. Kujutades Youngi laiast ja kaasahaaravast vaatenurgast, äratab ta oma eluloos ellu suure polümaadi.

  • Viimane mees, kes teadis kõike: Thomas Young, anonüümne polümaat, kes tõestas, et Newton eksib, selgitas, kuidas me näeme, paranes the,en Haige ja dešifreeris Rosetta kivi, teiste geniaalsete tegude hulgas Andrew Robinsoni väljaandja on Open Book, DOI:10.11647/OBP.0344

Ajatempel:

Veel alates Füüsika maailm