Thomas Young: productieve polymath en bescheiden genie – Physics World

Thomas Young: productieve polymath en bescheiden genie – Physics World

Ter gelegenheid van de 250ste verjaardag van de geboorte van Thomas Young, Martin Rees, de Britse Astronomer Royal, belicht de brede expertise en ontdekkingen van de eigenzinnige Britse wetenschapper

Schilderij van een man die een remklauw voor zijn eigen oog houdt
polymath Thomas Young voerde veel natuurkundige en fysiologische experimenten uit, waaronder het meten van zijn eigen oogbollen om hem te helpen astigmatisme te verklaren. (Met dank aan: New York Public Library/Science Photo Library)
  • Een versie van dit artikel werd voor het eerst gepubliceerd als voorwoord bij de tweede editie van Andrew Robinson's De laatste man die alles wist, ter gelegenheid van de 250ste verjaardag van de geboorte van Thomas Young. Het wordt gepubliceerd onder a CC BY 4.0 licentie

“Het experiment dat ik ga vertellen… kan met groot gemak worden herhaald, waar de zon ook schijnt en zonder enig ander apparaat dan voor iedereen beschikbaar is.” Zo beschreef de Britse wetenschapper Thomas Young (1773–1829) zijn nieuw bedachte dubbelspletenexperiment in november 1803 aan de leden van de Royal Society. Zijn experiment onthulde een sleutelaspect van de ware aard van licht, en vandaag de dag vormt het een van de belangrijkste aspecten van licht. de belangrijkste pijlers van de kwantummechanica.

Natuurkundestudenten over de hele wereld zijn bekend met dit klassieke optische experiment (Young's spleten), evenals met zijn definitie van elasticiteit (Young's modulus). Maar misschien is niet iedereen zich even bewust van de vele andere verbazingwekkende prestaties van Young op het gebied van de wetenschappen – van alles van vloeistoffen tot het menselijk gezichtsvermogen – of van het feit dat Young een opgeleide arts en een autodidactische taalkundige was. Niet alleen begreep hij veel oude en moderne talen, hij analyseerde ook de woordenschat en grammatica van zo'n vierhonderd talen, en wordt vooral gevierd vanwege zijn rol bij het ontcijferen van de scripts op de Steen van Rosetta.

“'Natuurkundige, arts en egyptoloog' is hoe encyclopedieën moeite hebben om Young samen te vatten. Natuurkunde en fysiologie waren zijn sterkste kant, natuurkunde zijn beroep, egyptologie zijn voorliefde. Maar zijn expertise reikte veel verder dan deze enorme (zelfs in zijn tijd) kennisgebieden”, schrijft Andrew Robinson in de inleiding van zijn boek. De laatste man die alles wist. Youngs geschriften waren letterlijk encyclopedisch, en hij geldt als een van de meest productieve polymaths in de geschiedenis.

Young was opmerkelijk vanaf zijn vroege jeugd op het Engelse platteland in de jaren 1770. Het eerste hoofdstuk van Robinsons boek schetst hoe Young uitzonderlijk vroegrijp was in talen en wiskunde. Sommige ‘kindergenieën’ branden op in de volwassenheid, maar Young deed dat nadrukkelijk niet. Zijn jeugdige prestaties waren een voorloper van de genialiteit en breedte die hij gedurende zijn hele leven aan de dag legde – dat eindigde in 1829 toen hij nog maar 55 was.

In één oogopslag: Thomas Young

  • Thomas Young is vooral bekend vanwege het aantonen van het fenomeen interferentie, wat hem ertoe bracht de golftheorie van licht te promoten, in tegenstelling tot Newtons toen dominante idee dat licht uit deeltjes bestond.
  • Young, een polymathische geest, gaf in 1802-1803 een briljante reeks lezingen aan de Royal Institution met inzichten in mechanica en hitte die pas jaren later ten volle werden gewaardeerd
  • Hij was de eerste persoon die de term ‘energie’ in de moderne wetenschappelijke betekenis gebruikte als maatstaf voor het vermogen van een systeem om werk te verrichten.
  • Young was ook de eerste natuurkundige die de diameter van een molecuul schatte
  • Hij koppelde zelfs warmte en licht als één fenomeen, en stelde het moderne concept voor van een continu stralingsspectrum, waarin de golflengte stijgt naarmate de frequentie daalt.
  • Naast zijn werk in de natuurkunde was Young een gevierd fysioloog, arts en taalkundige, die de ontcijfering van Egyptische hiërogliefen inluidde.

Samenlevingen en de geest van onderzoek

Een belangrijk voordeel voor Young was dat Londen aan het begin van de 18e eeuw een cultureel levendige en stimulerende sfeer bood. Zoals beschreven in Het tijdperk van verwondering, het fascinerende boek van Richard Holmes over wetenschap in deze romantische periode, was er sprake van een vermenging tussen kunst en wetenschappen. De vruchten van ontdekkingen door ontdekkingsreizigers en natuuronderzoekers zoals James Cook en Joseph Banks, versmolten met de creativiteit van dichters als Samuel Taylor Coleridge en Percy Bysshe Shelley. Er was geen sprake van een scheiding tussen ‘twee culturen’, maar van luidruchtige interacties tussen wetenschappers, literatoren en ontdekkingsreizigers.

Deze geest van onderzoek dateerde tenminste uit de tijd van de begin van de Royal Society in 1660. De stichtende leden van de vereniging - Christoffel Wren, Robert Hooke, Samuël Pepys en andere ‘ingenieuze en nieuwsgierige heren’ (zoals ze zichzelf omschrijven) – ontmoetten elkaar regelmatig. Hun motto was om niets op gezag te aanvaarden. Ze deden experimenten, ontleedden vreemde dieren en tuurden door nieuw uitgevonden telescopen en microscopen. Eén experiment betrof zelfs de bloedtransfusie van een schaap naar een mens (die de procedure heeft overleefd).

Maar naast het toegeven aan hun nieuwsgierigheid, verdiepten deze baanbrekende wetenschappers zich ook in de praktische agenda van hun tijd: het verbeteren van de navigatie, het verkennen van de Nieuwe Wereld en de wederopbouw van Londen na de Grote Brand. Sommigen van hen waren diep religieus, maar hun wetenschappelijke inspiratie was Francis Bacon, die twee doelen voor ogen had waar wetenschappers naar zouden moeten streven: “kooplieden van licht” zijn, en “de verlichting van het landgoed van de mens” bevorderen. Ongeveer een eeuw later werd de Amerikaanse filosofische vereniging werd in Philadelphia opgericht voor de ‘bevordering van nuttige kennis’, met de polymathicus Benjamin Franklin als eerste president.

De 18e-eeuwse Royal Society moedigde jong talent aan. Young werd in 1794 tot fellow gekozen nadat hij een artikel had gepresenteerd over de structuur van het menselijk oog, en hoe het “zich aanpast aan de perceptie van objecten op verschillende afstanden”. Hij was toen nog maar 21 jaar oud, maar zo’n vroege toelating tot een fellowship – en op basis van slechts één paper – was toen minder uitzonderlijk dan nu. Young bleef de rest van zijn leven actief in de samenleving, maar het is onwaarschijnlijk dat het hem een ​​grote stimulans heeft geboden. Veel van de fellows in die tijd waren inderdaad welgestelde amateurs zonder enige pretentie op wetenschappelijke prestaties.

Blad met handgetekende lichtdiagrammen

Tegen het einde van de 18e eeuw was de Royal Society – net als de universiteiten van Oxford en Cambridge – verre van levendig. In plaats daarvan leidde de levendige belangstelling voor wetenschap in Londen in het begin van de 19e eeuw tot de oprichting van andere wetenschappelijke genootschappen. Sommigen waren gespecialiseerd – zoals de Linneaanse samenleving en Royal Astronomical Society – maar een van hen, de Koninklijke instelling (RI), opgericht in 1799, wedijverde werkelijk met de breedte van de Royal Society.

De RI werd gefinancierd door een hypergetalenteerde maar guitige avonturier, Benjamin Thompson, graaf Rumford, die voldoende geld doneerde om een ​​mooi gebouw aan Albemarle Street in het centrum van Londen te bouwen. Rumfords beroemdste wetenschappelijke bijdrage was zijn hittetheorie, dankzij zijn experimenten met artillerie en explosieven. In plaats dat warmte een ‘calorische’ substantie is, realiseerde hij zich – door het proces van het boren van een metalen kanon te bestuderen – dat warmte werd gegenereerd door de beweging van atomen en moleculen.

Rumford zag de missie van de RI niet alleen als onderzoek en experimenten, maar ook als de verspreiding van wetenschappelijk inzicht onder de bredere bevolking. De RI had inderdaad geluk met zijn kaliber eerste twee regisseurs, Humphry Davy en Michael Faraday. Beiden waren uitmuntende wetenschappers, maar bevorderden ook het bereik, voornamelijk via wekelijkse ‘discoursen’. Dit waren lezingen die veel leden van de Londense elite aantrokken en die nog steeds doorgaan, zij het met minder allure. Young was een van de eersten die daar vanaf 1801 een hoogleraarschap bekleedde. Hoewel hij geen charismatische docent was zoals Faraday, waren zijn toespraken veelomvattend, en de gepubliceerde versies ervan blijven een belangrijke bron voor het begrijpen van de stand van de kennis in die tijd.

Voorbij de “gentleman wetenschapper”

Tegen die tijd begon Young zich ook te vestigen als professionele arts. Hoewel hij werd opgevangen door een bescheiden erfenis, was hij niet rijk genoeg om zijn hele leven een gentleman-wetenschapper te zijn. Hij had geneeskunde gestudeerd in Londen en Edinburgh, en vervolgde in de jaren 1790 verdere studies in Göttingen en Cambridge. Dankzij zijn opleiding kon hij als arts in zijn levensonderhoud voorzien, maar de tijdrovende professionele verplichtingen van de geneeskunde maken zijn wetenschappelijke prestaties des te opmerkelijker.

Tijdens zijn medische werk bleef Young contact houden met de Royal Society en werd penningmeester ervan, en vervolgens minister van Buitenlandse Zaken in 1804. In zijn latere jaren werd hem gevraagd het presidentschap op zich te nemen, maar hij weigerde omdat hij niet van commissiewerk en officiële taken hield. activiteit.

Niettemin vervulde hij belangrijke administratieve functies. De voornaamste onder hen was de secretaris van de Raad van lengtegraad en hoofdinspecteur ervan Nautische Almanak uit 1819. Deze instantie was, zoals bekend, in 1714 opgericht om een ​​prijs van £ 20,000 uit te reiken aan de persoon die methoden kon bedenken om (binnen een bepaalde nauwkeurigheid) de lengtegraad van een schip op zee te bepalen. Na het succes van John Harrison, een timmerman en klokkenmaker uit Yorkshire, bleef het bestuur meer dan een eeuw bestaan ​​en financierde het expedities en nieuwe wetenschappelijke instrumenten. Het was in wezen de eerste onderzoeksraad.

De huidige grenzen van ons begrip zijn uitgebreider en moeilijker te bereiken, en daarom kunnen we nooit verwachten dat moderne wetenschappelijke polymaths zo ver over grenzen kunnen reiken als Young

Ondertussen is het jaarlijks Nautische Almanak de posities van hemellichamen in kaart gebracht. Gegevens met hoge nauwkeurigheid waren uiteraard van cruciaal belang voor astronomen, maar zeevaarders op zee wilden iets eenvoudiger en robuuster. Hun onvermijdelijke meningsverschillen bleken zeer controversieel en leidden tot de ontbinding van de Raad van Lengtegraad in 1828, wat in Youngs latere jaren een stressvolle afleiding bleek te zijn.

Deze verdeeldheid tussen deskundigen was een vroeg voorbeeld van de balkanisering van de kaart van het leren: een trend die zich tot op de dag van vandaag voortzet. Het wetenschappelijke inzicht is enorm toegenomen, en het meeste onderzoek omvat uitgebreide apparatuur en teaminspanningen. De grenzen van ons begrip zijn uitgebreider en moeilijker te bereiken, en daarom kunnen we nooit moderne wetenschappelijke polymaths verwachten die zo ver over de grenzen heen kunnen reiken als Young.

Begraven en vergeten

Zoals Robinson in zijn boek opmerkt, waarbij hij de woorden citeert van de grote 19e-eeuwse natuurkundige en fysioloog Hermann Helmholtz (met wie Young postuum de eer deelt voor de driekleurentheorie van kleurenvisie), was Young ‘een van de meest scherpzinnige mannen die ooit leefde, maar had de pech zijn tijdgenoten te ver voor te zijn. Ze keken hem verbaasd aan, maar konden zijn gedurfde speculaties niet volgen, en zo bleef een groot deel van zijn belangrijke gedachten verborgen en vergeten in de Transacties van de Royal Society totdat een latere generatie langzaamaan tot de herontdekking van zijn ontdekkingen kwam en de kracht van zijn argumenten en de nauwkeurigheid van zijn conclusies begon te waarderen.

Natuurlijk waren sommige technologieën en ambachten aan het begin van de 1800e eeuw al geprofessionaliseerd en hadden ze zich in de loop van de eeuwen stapsgewijs ontwikkeld: kathedralen, schepen en bruggen werden gebouwd met een verfijning die ons vandaag de dag nog steeds verbaast. Stoommachines werden verbeterd zonder formele inbreng van het onderwerp thermodynamica. Maar er werd veel minder intellectuele inspanning geleverd in wat we nu ‘wetenschap’ zouden noemen – het begrijpen van de fysieke wereld en haar leidende principes – dan in de ‘nuttige kunsten’.

Oude krantencartoon met een wetenschappelijke lezing

Het woord ‘wetenschapper’ bestond inderdaad niet in de tijd van Young. Het werd in 1833 geïntroduceerd door William Whwell: een polymath en een geleerde grandee in Cambridge, die zich niettemin verzette tegen het formele onderwijs van de wetenschap, met het argument dat de jongeren zich moesten concentreren op de eeuwige waarheden van de wiskunde en de theologie. Pas later werd wetenschap een gevestigd beroep – en een echt onderdeel van het Cambridge-curriculum, wat leidde tot de symbiose tussen ‘pure’ en ‘toegepaste’ wetenschap waarvan de gevolgen de moderne wereld hebben gevormd.

Ondanks al zijn formidabele talent, eruditie en vooruitziendheid was Young een bescheiden en geniaal mens. Je kunt je voorstellen dat hij zijn medische patiënten oprecht steunde en troostte, ook al had hij beter dan wie dan ook geweten hoe weinig er met de geneeskunde van zijn tijd kon worden bereikt. In een tijdperk vóór de uitvinding van de verdovingsmiddelen of de opkomst van de ziektekiementheorie was een groot deel van de geneeskunde gebaseerd op de anatomische kennis en behendigheid van chirurgen, en op de drankjes van apothekers.

Als polymath werd Young vaak ondergewaardeerd door het nageslacht, zowel vanwege zijn prestaties als vanwege zijn persoonlijkheid. Young zelf had zijn twijfels over de polymathie en schreef niet lang voor zijn dood: ‘Het is waarschijnlijk het beste voor de mensheid dat de onderzoeken van sommige onderzoekers binnen een nauw kompas worden opgevat, terwijl andere sneller een uitgebreider onderzoeksgebied doorlopen.’

Als hedendaagse Oxford-historicus met interesse in polymath legt Alexander Murray uit: “De geschiedenis is onaardig voor polymaths. Geen enkele biograaf zal gemakkelijk een onderwerp aanpakken waarvan de vaardigheden de zijne ver te boven gaan, terwijl de rest van ons, met of zonder biografieën om te lezen, geen mentaal 'slot' heeft om het geheugen van een polymath fris te houden. Dus de polymath wordt vergeten, of op zijn best verpletterd in een categorie wij wel herkennen, zoals Goethe wordt herinnerd als dichter, ondanks zijn bewering een wetenschapper te zijn geweest, of Hume als filosoof, voor alle zes dikke delen van zijn Geschiedenis van Engeland. '

We moeten dan ook dankbaar zijn dat Robinson deze uitdagingen heeft overwonnen. Door Young vanuit een breed en boeiend perspectief te portretteren, brengt hij een groot polymath tot leven in zijn biografie.

  • De laatste man die alles wist: Thomas Young, de anonieme polymath die het ongelijk van Newton bewees, legde uit hoe we zien, genezen de Ziek en ontcijferde de steen van Rosetta, naast andere geniale prestaties door Andrew Robinson wordt uitgegeven door Open Book, DOI:10.11647/OBP.0344

Tijdstempel:

Meer van Natuurkunde wereld