Thomas Young: płodny polityk i skromny geniusz – Świat Fizyki

Thomas Young: płodny polityk i skromny geniusz – Świat Fizyki

Aby uczcić 250. rocznicę urodzin Thomasa Younga, Martin Rees, brytyjski Astronomer Royal, podkreśla szeroką wiedzę i odkrycia niezależnego brytyjskiego naukowca

Malarstwo przedstawiające mężczyznę trzymającego zaciski przy własnym oku
Erudyta w wielu dziedzinach Thomas Young przeprowadził wiele eksperymentów fizycznych i fizjologicznych, w tym zmierzył własne gałki oczne, aby pomóc mu wyjaśnić astygmatyzm. (Dzięki uprzejmości: Biblioteka Publiczna Nowego Jorku/Biblioteka fotografii naukowej)

„Doświadczenie, które zaraz opowiem… można z łatwością powtórzyć, gdziekolwiek świeci słońce i bez innego aparatu niż ten, który jest dostępny dla każdego”. Tak brytyjski naukowiec Thomas Young (1773–1829) opisał członkom Towarzystwa Królewskiego w listopadzie 1803 r. swój nowo opracowany eksperyment z podwójną szczeliną. Eksperyment ten ujawnił kluczowy aspekt prawdziwej natury światła, które dziś stanowi jeden z główne filary mechaniki kwantowej.

Studenci fizyki na całym świecie znają ten klasyczny eksperyment optyczny (szczeliny Younga), a także jego definicję sprężystości (moduł Younga). Ale nie wszyscy mogą być świadomi wielu innych zdumiewających osiągnięć Younga w nauce – obejmujących wszystko, od płynów po ludzkie widzenie – lub faktu, że Young był z wykształcenia lekarzem i samoukiem lingwistą. Nie tylko rozumiał wiele języków starożytnych i współczesnych, ale także przeanalizował słownictwo i gramatykę około czterystu języków, a szczególnie jest znany ze swojej roli w rozszyfrowaniu pisma na Kamieniu z Rosetty.

„‚Fizyk, lekarz i egiptolog’ – tak encyklopedie usiłują podsumować Younga. Fizyka i fizjologia były jego mocną stroną, fizyka jego zawodem, egiptologia jego upodobaniem. Jednak jego wiedza wykraczała daleko poza te rozległe (nawet w jego czasach) dziedziny wiedzy” – pisze Andrew Robinson we wstępie swojej książki Ostatni człowiek, który wiedział wszystko. Rzeczywiście, pisma Younga były dosłownie encyklopedyczne i zalicza się go do najpłodniejszych polityków w historii.

Young był niezwykły już od wczesnego dzieciństwa na wiejskich terenach Anglii w latach siedemdziesiątych XVIII wieku. Pierwszy rozdział książki Robinsona opisuje, jak Young był wyjątkowo przedwcześnie rozwinięty w językach i matematyce. Niektórzy „dziecięcy geniusze” wypalają się w wieku dorosłym, ale Young zdecydowanie tego nie zrobił. Jego młodzieńcze osiągnięcia były prekursorem błyskotliwości i rozmachu, jaki okazywał przez całe życie – które zakończyło się w 1770 roku, gdy miał zaledwie 1829 lat.

W skrócie: Thomas Young

  • Thomas Young jest najbardziej znany z wykazania zjawiska interferencji, co skłoniło go do promowania falowej teorii światła w opozycji do dominującej wówczas koncepcji Newtona, że ​​światło składa się z cząstek
  • Young, posiadający umysł polimatyczny, wygłosił w latach 1802–1803 w Instytucie Królewskim błyskotliwą serię wykładów, zawierających spostrzeżenia na temat mechaniki i ciepła, które w pełni doceniono dopiero wiele lat później
  • Był pierwszą osobą, która użyła terminu „energia” we współczesnym, naukowym znaczeniu jako miary zdolności układu do wykonania pracy
  • Young był także pierwszym fizykiem, który oszacował średnicę cząsteczki
  • Połączył nawet ciepło i światło jako jedno zjawisko i zaproponował nowoczesną koncepcję ciągłego widma promieniowania, w którym długość fali rośnie wraz ze spadkiem częstotliwości
  • Oprócz pracy w fizyce Young był znanym fizjologiem, lekarzem i lingwistą, który zainaugurował rozszyfrowanie egipskich hieroglifów

Społeczeństwa i duch dociekań

Ważną zaletą dla Younga było to, że Londyn na przełomie XIX i XX wieku oferował tętniącą życiem kulturowo i stymulującą atmosferę. Jak opisano w Wiek cudów, fascynującej książce Richarda Holmesa o nauce w okresie romantyzmu, istniało przenikanie się sztuki i nauki. Owoce odkryć odkrywców i przyrodników m.in James Cook i Józef Banks, w połączeniu z twórczością poetów takich jak Samuel Taylor Coleridge i Percy Bysshe Shelley. Nie było podziału między „dwiema kulturami”, ale zamiast tego burzliwe interakcje między naukowcami, literatami i odkrywcami.

Ten duch dociekań sięga co najmniej czasów Początki Towarzystwa Królewskiego w roku 1660. Członkowie założyciele Towarzystwa – Christophera Wrena, Robert hooke, Samuela Pepysa i inni „pomysłowi i ciekawscy panowie” (jak sami siebie określali) – spotykali się regularnie. Ich dewizą było nie akceptowanie niczego na mocy autorytetu. Przeprowadzali eksperymenty, dokonywali sekcji dziwnych zwierząt i zaglądali przez nowo wynalezione teleskopy i mikroskopy. Jeden z eksperymentów obejmował nawet transfuzja krwi od owcy do człowieka (który przeżył procedurę).

Jednak oprócz zaspokajania swojej ciekawości, ci pionierzy naukowcy zanurzyli się w praktycznym programie swojej epoki: ulepszaniu nawigacji, odkrywaniu Nowego Świata i odbudowie Londynu po Wielkim Pożaru. Niektórzy z nich byli głęboko religijni, ale ich naukową inspiracją był Francis Bacon, który przewidział dwa cele, do których powinni dążyć naukowcy: być „kupcami światła” i promować „odciążenie majątku ludzkiego”. Mniej więcej sto lat później Amerykańskie Towarzystwo Filozoficzne została założona w Filadelfii w celu „propagowania użytecznej wiedzy”, a jej pierwszym prezydentem był polimatyczny Benjamin Franklin.

XVIII-wieczne Towarzystwo Królewskie zachęcało młode talenty. Young został wybrany na członka w 18 r. po przedstawieniu artykułu na temat budowy ludzkiego oka i tego, jak „dopasowuje się ono do postrzegania obiektów z różnych odległości”. Miał wtedy zaledwie 1794 lat, ale tak wczesne przyjęcie do stypendium – i to na podstawie tylko jednego artykułu – nie było wówczas czymś wyjątkowym niż byłoby dzisiaj. Young pozostał aktywny społecznie przez resztę swojego życia, ale jest mało prawdopodobne, aby dostarczyło mu to wielkiego bodźca. Rzeczywiście, wielu ówczesnych stypendystów było zamożnymi amatorami, nie mającymi pretensji do osiągnięć naukowych.

Arkusz ręcznie rysowanych schematów świetlnych

Pod koniec XVIII wieku Towarzystwo Królewskie – podobnie jak uniwersytety w Oksfordzie i Cambridge – nie było zbyt prężne. Zamiast tego żywe zainteresowanie nauką w Londynie doprowadziło na początku XIX wieku do powstania innych towarzystw naukowych. Niektóre były wyspecjalizowane – jak np Towarzystwo Linnejskie oraz Królewskie Towarzystwo Astronomiczne – ale jeden z nich, tzw instytucja królewska (RI), założona w 1799 r., rzeczywiście dorównywała szerokością Towarzystwu Królewskiemu.

RI zostało sfinansowane przez niezwykle utalentowanego, ale łobuzerskiego poszukiwacza przygód, Benjamin Thompson, hrabia Rumford, który przekazał wystarczające środki na budowę wspaniałego budynku przy Albemarle Street w centrum Londynu. Najsłynniejszym wkładem naukowym Rumforda była teoria ciepła, uzyskana dzięki eksperymentom z bronią artyleryjską i materiałami wybuchowymi. Zamiast, aby ciepło było substancją „kaloryczną”, zdał sobie sprawę – badając proces wiercenia metalowej armaty – że ciepło powstaje w wyniku mieszania atomów i cząsteczek.

Rumford postrzegał misję RI nie tylko jako badania i eksperymenty, ale także jako szerzenie wiedzy naukowej wśród szerszej populacji. Rzeczywiście, RI miał szczęście w swoim kalibrze dwóch pierwszych reżyserów, Humphry Davy i Michael Faradaya. Obaj byli wybitnymi naukowcami, ale także promowali działania informacyjne, głównie poprzez cotygodniowe „dyskursy”. Były to wykłady, które przyciągnęły wielu londyńskich elit i są kontynuowane do dziś, choć z mniejszym urokiem. Young był jednym z pierwszych, którzy piastowali tam stanowisko profesora od 1801 r. Choć nie był charyzmatycznym wykładowcą jak Faraday, jego wykłady były wszechstronne, a ich opublikowane wersje pozostają ważnym źródłem zrozumienia stanu wiedzy tamtej epoki.

Poza „dżentelmenem naukowcem”

W tym czasie Young zaczął już być zawodowym medykiem. Choć posiadał skromne dziedzictwo, nie był wystarczająco bogaty, aby przez całe życie być dżentelmenem-naukowcem. Studiował medycynę w Londynie i Edynburgu, a w latach dziewięćdziesiątych XVIII wieku kontynuował studia w Getyndze i Cambridge. Wykształcenie pozwoliło mu utrzymać się jako lekarz, ale czasochłonne obowiązki zawodowe medycyny czynią jego osiągnięcia naukowe jeszcze bardziej niezwykłymi.

Przez całą swoją pracę medyczną Young utrzymywał kontakt z Towarzystwem Królewskim i został jego skarbnikiem, a w 1804 r. sekretarzem spraw zagranicznych. W późniejszych latach próbowano go objąć na stanowisku prezydenta, lecz odmówił, ponieważ nie lubił pracy w komitetach i oficjalnych działalność.

Niemniej jednak podjął ważne role administracyjne. Wśród nich wyróżniał się sekretarz ds Tablica długości geograficznej i jego nadzorca Almanach żeglarski od 1819 r. Komisja ta, jak wiadomo, została utworzona w 1714 r. w celu przyznania nagrody w wysokości 20,000 XNUMX funtów osobie, która wymyśli metody określania (z określoną dokładnością) długości geograficznej statku na morzu. Po sukcesie Johna Harrisona, stolarza i zegarmistrza z Yorkshire, tablica istniała przez ponad sto lat, finansując wyprawy i nowatorskie instrumenty naukowe. Była to w istocie pierwsza rada badawcza.

Dzisiejsze granice naszego zrozumienia są bardziej rozległe i trudniejsze do osiągnięcia, i dlatego nigdy nie możemy spodziewać się współczesnych naukowych polityków, którzy potrafią przekraczać granice tak szeroko, jak Young

Tymczasem jest roczny Almanach żeglarski przedstawił położenie ciał niebieskich. Dane o wysokiej precyzji były oczywiście kluczowe dla astronomów, ale nawigatorzy na morzu chcieli czegoś prostszego i solidniejszego. Ich nieunikniona rozbieżność poglądów okazała się głęboko kontrowersyjna i doprowadziła do rozwiązania Zarządu Długości Geograficznej w 1828 r., co okazało się stresującą odskocznią w późniejszych latach Younga.

Ten podział między ekspertami był wczesnym przykładem bałkanizacji mapy uczenia się: tendencji, która trwa do dnia dzisiejszego. Wiedza naukowa znacznie wzrosła, a większość badań wymaga skomplikowanego sprzętu i wysiłków zespołowych. Granice naszego zrozumienia są bardziej rozległe i trudniejsze do osiągnięcia, i dlatego nigdy nie możemy spodziewać się współczesnych naukowych polityków, którzy potrafią przekraczać granice tak szeroko jak Young.

Pochowany i zapomniany

Jak zauważa Robinson w swojej książce, cytując słowa wielkiego XIX-wiecznego fizyka i fizjologa Hermanna Helmholtza (z którym Young podziela pośmiertne uznanie za trójbarwną teorię widzenia barw), Young był „jednym z najbystrzejszych ludzi, jaki kiedykolwiek żył, lecz miał nieszczęście wyprzedzić swoich współczesnych. Patrzyli na niego ze zdziwieniem, ale nie mogli nadążać za jego śmiałymi spekulacjami, w związku z czym masa jego ważnych myśli pozostała pogrzebana i zapomniana w Transakcje Towarzystwa Królewskiego aż późniejsze pokolenie powoli, stopniowo, ponownie odkryło jego odkrycia i doceniło siłę jego argumentów i trafność wniosków”.

Oczywiście na początku XIX wieku niektóre technologie i rzemiosła były już sprofesjonalizowane i rozwijały się stopniowo przez kilka stuleci: katedry, statki i mosty budowano z wyrafinowaniem, które wciąż zadziwia nas dzisiaj. Silniki parowe udoskonalano bez formalnego wkładu ze strony termodynamiki. Jednak znacznie mniej wysiłku intelektualnego włożono w to, co teraz nazwalibyśmy „nauką” – zrozumienie świata fizycznego i rządzących nim zasad – niż w „sztukach użytecznych”.

Stary rysunek z gazety przedstawiający wykład naukowy

Rzeczywiście, w czasach Younga słowo „naukowiec” nie istniało. Został wprowadzony w 1833 roku przez Williama Whewella: polityk i dostojnik naukowy w Cambridge, który mimo to sprzeciwiał się formalnemu nauczaniu nauk ścisłych, twierdząc, że młodzi powinni skupiać się na odwiecznych prawdach matematyki i teologii. Dopiero później nauki ścisłe stały się uznanym zawodem – i właściwą częścią programu nauczania w Cambridge, co doprowadziło do symbiozy między nauką „czystą” i „stosowaną”, której konsekwencje ukształtowały współczesny świat.

Mimo całego swego ogromnego talentu, erudycji i przewidywania Young był skromnym i genialnym człowiekiem. Można sobie wyobrazić, że szczerze wspiera i pociesza swoich pacjentów, chociaż wiedział lepiej niż ktokolwiek inny, jak niewiele mogła osiągnąć medycyna jego czasów. W erze przed wynalezieniem środków znieczulających lub pojawieniem się „teorii zarazków” chorób duża część medycyny opierała się na wiedzy anatomicznej i zręczności chirurgów oraz na miksturach aptekarskich.

Jako polityk, Young był zwykle niedoceniany przez potomność, zarówno ze względu na swoje osiągnięcia, jak i osobowość. Sam Young miał wątpliwości co do polimatii, pisząc niedługo przed śmiercią: „Prawdopodobnie najlepiej dla ludzkości będzie, jeśli badania niektórych badaczy będą ujęte w wąskim kręgu badań, podczas gdy inni szybciej przejdą przez szerszą sferę badań”.

Jako współczesny historyk z Oksfordu zainteresowany polimatią Alexander Murray wyjaśnia: „Historia jest niemiła dla polityków. Żaden biograf nie podejmie się łatwo tematu, którego zakres umiejętności znacznie przekracza jego umiejętności, podczas gdy reszta z nas, z biografiami do przeczytania lub bez, nie ma mentalnej „przestrzeni”, w której mógłby zachować świeżość pamięci erudyty. Zatem polityk zostaje zapomniany lub, w najlepszym razie, wrzucony do kategorii „my”. mogą rozpoznać, w sposób, w jaki Goethe jest pamiętany jako poeta, pomimo jego twierdzeń, że był naukowcem, a Hume jako filozof, dla wszystkich sześciu tandetnych tomów jego Historia Anglii".

Powinniśmy być zatem wdzięczni, że Robinson sprostał tym wyzwaniom. Portretując Younga z szerokiej i wciągającej perspektywy, ożywia w swojej biografii wielkiego polityka.

  • Ostatni człowiek, który wiedział wszystko: Thomas Young, anonimowy polityk, który udowodnił, że Newton się mylił, wyjaśnił, jak widzimy, wyleczony dotychczasowy Chory i odszyfrował kamień z Rosetty, wśród innych genialnych wyczynów autorstwa Andrew Robinsona ukazuje się nakładem Open Book, DOI:10.11647/OBP.0344

Znak czasu:

Więcej z Świat Fizyki