Thomas Young – ostatni człowiek, który wiedział wszystko

Thomas Young uczony

Thomas Young nie chodził zbyt wiele do szkoły, gdyż rodziny nie było na to stać. Jednak wiedział wszystko albo prawie wszystko na bardzo wiele tematów. Bez niego nie odkryto by interferencji światła, nie wyjaśniono by mechanizmu akomodacji oka czy też nie rozszyfrowano by hieroglifów egipskich. Ten wybitny fizyk, lekarz i egiptolog żyjący na przełomie XVIII i XIX wieku jest uważany przez współczesnych za „ostatniego człowieka, który wiedział wszystko”.

Thomas Young urodził się 13 czerwca 1773 roku w Milverton w Anglii. Był najstarszym z dziesięciorga dzieci. Rodzice Younga byli kwakrami, a więc wyznawcami jednej z protestanckich sekt religijnych. Jego ojciec pracował jako kupiec i bankier. Młody Thomas już we wczesnym dzieciństwie zdradzał wybitne zdolności. W wieku zaledwie 2 lat nauczył się czytać. Szybko też opanował czternaście języków obcych m.in. grekę, łacinę, hebrajski, perski i arabski. Ponadto miał zdolności artystyczne, interesował się szczególnie muzyką.

W 1792 roku wyjechał do Londynu, gdzie podjął studia medyczne, dwa lata później przeniósł się zaś do Edynburga. Jako kwakier nie mógł studiować na takich uczelniach, jak Oxford czy Cambridge. Na terenie Wielkiej Brytanii miał wstęp jedynie na szkockie uniwersytety. Dlatego, by kontynuować naukę, wyjechał do Getyngi, gdzie w 1796 roku uzyskał stopień doktora fizyki.

Po powrocie chciał uzupełnić swoje wykształcenie medyczne w Cambridge, ale zanim wstąpił na uniwersytet musiał przejść konwersję i stać się członkiem Kościoła anglikańskiego. W tym czasie odziedziczył po swoim wuju dom w Londynie i znaczną sumę pieniędzy, co dało mu finansową niezależność.

Już w wieku dwudziestu lat Young odczytał w Towarzystwie Królewskim pracę na temat mechanizmu akomodacji oka i na tej podstawie wybrany został na członka szacownego gremium. W jego pracy chodziło o mechanizm wytwarzania na siatkówce ostrego obrazu przedmiotów w szerokim przedziale odległości: od pewnej minimalnej aż do nieskończoności. W aparacie fotograficznym wysuwa się w tym celu obiektyw, niektórzy sądzili, że coś podobnego zachodzi w oku. Inni uważali, że to rogówka zmienia kształt.

Young wysunął twierdzenie, że kształt zmienia soczewka oka poruszana przez pewne mięśnie. W 1801 roku opisał też przy okazji wadę własnego wzroku, która była znana później jako astygmatyzm. Niebawem twierdzenia Younga zaczęły być kwestionowane, z tego powodu rozgorzała dyskusja na temat akomodacji Wydawało się, że młodzieńca, którego koledzy z Cambridge nazywali: „Young-fenomen”, przedwcześnie uznano za pełnoprawnego badacza. Jednak to Young miał rację.

Thomas_Young_portret

Portret Thomas Younga, autor: Henry Adlard, ok. 1830 roku, źródło National Portrait Gallery w Londynie, xródło: wikimedia commons

Zresztą kontrowersje towarzyszyły mu zresztą przez lata,  ale nie był nigdy agresywny w prezentowaniu własnych osiągnięć. Jego najważniejsze prace były na temat natury światła. Po Newtonie mało kto się ośmielił twierdzić, że światło nie składa się z cząstek.  Thomas Young był pilnym czytelnikiem Optyki i wkrótce zdał sobie szybko sprawę, że wiele opisanych tam zjawisk niezbyt zgadza się z oficjalnym punktem widzenia słynnego przewodniczącego Towarzystwa Królewskiego. Ponadto Young zajmował się falami dźwiękowymi (), gdzie dostrzegał pewne analogie między akustyką i optyką. Można zauważyć tutaj przedłużenie zainteresowań medycznych i muzycznych. Young wysunął hipotezę, że światło to fale. W ojczyźnie Newtona brzmiało to jak prowokacja, czego sumienny i skupiony na dociekaniu prawdy Young zdawał się nie dostrzegać.

Jednym z doświadczalnych dowodów falowego charakteru światła jest zjawisko interferencji. Obserwował je m.in. patrząc na umieszczony w pewnej ustalonej odległości przed okiem włos o grubości 0,042 mm, na który padało światło dalekiej świecy. Widać było prążki na przemian jasne i ciemne dla różnych kątów θ.

young_interferencja

Zjawisko interferencji, źródło: kierul.wordpress

Dla kąta zero otrzymuje się zawsze prążek jasny. Pierwszy prążek jasny dla światła czerwonego powstawał, gdy kąt wynosił θ=0,78º. Znaczyło to, że fala z jednego końca włosa musi przebyć drogę dłuższą niż z drugiego dokładnie o jedną długość fali: w ten sposób grzbiet jednej fali przypada na grzbiet drugiej, a dolina na dolinę i wypadkowa fala ma dwa razy większą amplitudę. Długość fali światła czerwonego wyszła Youngowi równa 0,58 μm = 0,00058 mm, nieco za mało, prawdopodobnie za sprawą błędu w pomiarze grubości włosa.

Zastosowanie teorii Younga do eksperymentów Newtona cytowanych w Optyce dawało bliższą prawdy długość fali światła czerwonego 0,65 μm. Young później udoskonalił swe doświadczenie tak, aby interferowały dwie fale biegnące z dwóch stron cienkiego obiektu. Udowodnił, że prążki pojawiają się wtedy, gdy światło dociera do ekranu z obu stron przeszkody: fala rozdziela się na dwie, po czym łączy z powrotem. Kiedy jedną stronę przesłonimy, obraz interferencyjny znika. Dziś doświadczenie Younga przedstawia się zwykle w postaci takiej, jak na fotografii poniżej.

interferencja_young_2

Doświadczenie Younga, źródło The Gadgeteer’s Procject Projects.blogspot.com

Jest to obraz fali świetlnej lasera po przejściu przez jedną szczelinę oraz przez dwie takie szczeliny. Widzimy, że natężenie światła dla dwóch szczelin nie jest sumą natężeń dla dwóch oddzielnych szczelin – zmienia się całkowicie charakter obrazu: dzieli się on niejako na prążki. Są one efektem sumowania pól elektrycznych obu fal, a nie natężeń.

Prace optyczne Younga jednak zostały wyszydzone we wpływowym czasopiśmie „The Edinburgh Review”. Anonimowy recenzent wyśmiewał „drżący i falujący sposób myślenia” Younga, wytykał mu zmiany poglądów w różnych kwestiach i ubolewał nad tym, że Towarzystwo Królewskie rzekomoe degraduje się, dopuszczając do wygłaszania jakichś niejasnych hipotez o falowej naturze światła. Jak widać głupców krytykujących rzeczy, których sami nie potrafią zrobić, nie brakowało oczywiście i wtedy. Kłopot Younga polegał jednak na tym, że owym autorem recenzji był Henry Brougham, arystokrata, prawnik z wykształcenia, człowiek  bardzo wpływowy, który w przyszłości zostanie lord kanclerzem Anglii.

Zaatakował on także poezję lorda George’a Byrona, który zrewanżował mu się satyrycznym wierszem. Poeta nazywal potem Broughama – „jadowitą gadzinę” – jako jedną z dwóch osób na świecie, których nienawidzi. Drugim był odnoszący oficjalne sukcesy poeta Robert Southey. Niestety Young źle zniósł fale krytykę Broughama i przestał zajmować się w ogóle optyką na wiele lat. Dopiero wrócił do niej wtedy, gdy po drugiej stronie Kanału La Manche zaczęły ukazywać się prace Augustina Fresnela, który był drugim pionierem falowej teorii światła.

W 1801 roku w wieku 28 lat Young został profesorem w Royal Institution. Był osobą bardzo wszechstronną, na swoich wykładach poruszał tematy dotyczące fizyki, takie jak astronomia, grawitacja, optyka, elektryczność, akustyka, skąd się biorą przypływy i odpływy.  Oprócz zagadnień ściśle związanych z fizyką, wykładał także tematy związane z życiem zwierząt, wegetacją roślin czy klimatem Ziemi. Poruszał także tematy dotyczące metod pomiarów, właściwości cieczy, różnic pomiędzy pompami wodnymi i powietrznymi, czy jak zachowuje się woda w zbiornikach i kanałach. Także przedstawiał swoje audiencji swoje poglądy na temat istoty energii i form jakie może przyjmować.

W 1804 roku ożenił się z Elizą Maxwell. Małżeństwo było bezdzietne.  Uczony został też sekretarzem Royal Society. W 1811 roku zatrudnił się jako lekarz w szpitalu Saint George. Mimo swoich niewątpliwych talentów i ogromnej wiedzy nie robił jednak na pacjentach imponującego wrażenia. Bardziej sprawdzał się jako teoretyk medycyny niż praktykujący lekarz.

Kamien z Rosetty Young

Kamień z Rosetty, z którego hieroglify rozszyfrowany odczytał Thomas Younga w 1823 roku, źródło: wikimedia commons.

Kolejną pracą jaką się zajmował Young, była praca nad tłumaczeniem egipskich hieroglifów. Jednak w tym wypadku nie musiał się zanadto wysilać, ponieważ dysponował on próbką, przywiezioną przez Brytyjczyków, którą z kolei ukradli Napoleonowi, gdy ten opuszczał Egipt w 1799 r.

Co więcej próbka ta była zaopatrzona w greckie tłumaczenie znajdujące się tuż obok hieroglifów. To bardzo ułatwiło zadanie Young’owi, gdyż tak jak już wspomniano był wspaniałym lingwistą i znał wyśmienicie grekę. Tak więc jego udział w rozwiązaniu zagadki hieroglifów był olbrzymi i obecnie uważa się iż to było jedno z jego największych osiągnięć.

Ale dlaczego to właśnie Young’owi udało się rozwiązać zagadkę kamienia z Rosetty, a nie innemu naukowcowi, których nie brakowało przy próbach rozszyfrowania hieroglifów? Na kamieniu z Rosetty był wyryty ten sam tekst w trzech postaciach: pismem hieroglificznym, demotycznym i w języku greckim. Wnioski i wyniki pracy Young’a zostały opublikowane w 1819 roku w suplemencie do „Encyklopedia Brittanica” uaktualniając hasło „Egipt”.

Niedługo przed śmiercią zajmował się układaniem słownika języka egipskiego, wiedząc, że nie zdąży go skończyć. Mówił, że praca ta wcale go nie męczy, przeciwnie: dostarcza mu rozrywki. Został wybrany  też na zagranicznego członka Francuskiej Akademii Nauk. Poniżej fragment z pracy Younga, Miscellanous Works. t. 3, London 1855.

young_hieroglify

Thomas Young, Miscellanous Works t. 3, London 1855

Zmarł 10 maja 1829 roku w Londynie w wieku 56 lat. Został pochowany na cmentarzu w kościele św Idziego w Farnborough. W Opactwie Westminsterskim w Londynie znajduje się biała marmurowa tablica pamięci poświęcona Thomasowi Youngowi. Obecnie  przez współczesnych jest uważany za „ostatniego człowieka, który wiedział wszystko”.


Literatura:

A. K. Wróblewski, Historia fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006, s. 316-319

Andrew Robinson, „Thomas Young: The Man Who Knew Everything”. History Today, 2006 s. 53–57.

Alex Wood, Frank Oldham, „Thomas Young. Cambridge”, Cambridge University Press, 1954

źródło:

kierul.wordpress.com – Thomas Young i interferencja światła (1802)

Advertisements

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s