Thomas Young (Wissenschaftler) - Thomas Young (scientist)

Thomas Jung
Thomas Young von Briggs.jpg
Porträt von Henry Perronet Briggs , 1822
Geboren ( 1773-06-13 )13. Juni 1773
Ist gestorben 10. Mai 1829 (1829-05-10)(55 Jahre)
London, England
Alma Mater University of Edinburgh Medical School
Universität Göttingen
Emmanuel College, Cambridge
Bekannt für Wellentheorie des Lichts
Doppelspaltexperiment
Astigmatismus
Young-Dupré-Gleichung
Young-Helmholtz-Theorie
Young-Laplace-Gleichung
Young-Temperament
Young-Modul
Young-Regel
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Physik
Physiologie
Ägyptologie
Unterschrift
Junge Thomas Signatur.jpg

Thomas Young FRS (13. Juni 1773 - 10. Mai 1829) war ein britischer Universalgelehrter , der bemerkenswerte Beiträge zu den Bereichen Vision , Licht, Festkörpermechanik , Energie, Physiologie , Sprache , musikalische Harmonie und Ägyptologie leistete . Er „machte eine Reihe origineller und aufschlussreicher Innovationen“ bei der Entzifferung ägyptischer Hieroglyphen (insbesondere des Rosetta-Steins ), bevor Jean-François Champollion schließlich seine Arbeit erweiterte.

Young wurde als „ Der letzte Mann, der alles wusste “ beschrieben. Seine Arbeit beeinflusste die von William Herschel , Hermann von Helmholtz , James Clerk Maxwell und Albert Einstein . Young wird zugeschrieben, die Wellentheorie des Lichts aufgestellt zu haben , im Gegensatz zur Teilchentheorie von Isaac Newton . Youngs Arbeit wurde anschließend durch die Arbeit von Augustin-Jean Fresnel unterstützt .

Persönliches Leben

Young gehörte einer Quäkerfamilie aus Milverton, Somerset , wo er 1773 als ältestes von zehn Kindern geboren wurde. Im Alter von vierzehn Jahren hatte Young Griechisch und Latein gelernt .

Young begann 1792 in London am St. Bartholomew's Hospital Medizin zu studieren , wechselte 1794 an die University of Edinburgh Medical School und ging ein Jahr später nach Göttingen in Niedersachsen, wo er 1796 den Doktortitel der Medizin erhielt der Universität Göttingen . 1797 trat er in das Emmanuel College in Cambridge ein . Im selben Jahr erbte er den Nachlass seines Großonkels Richard Brocklesby , der ihn finanziell unabhängig machte, und ließ sich 1799 als Arzt in der Welbeck Street 48 in London nieder (heute mit einer blauen Plakette belegt ). Young veröffentlichte viele seiner ersten wissenschaftlichen Artikel anonym, um seinen Ruf als Arzt zu schützen.

1801 wurde Young zum Professor für Naturphilosophie (hauptsächlich Physik ) an der Royal Institution ernannt . In zwei Jahren hielt er 91 Vorträge. 1802 wurde er zum Außenminister der Royal Society ernannt , in die er 1794 zum Fellow gewählt worden war. 1803 legte er seine Professur nieder, da er befürchtete, dass deren Aufgaben seine ärztliche Tätigkeit beeinträchtigen könnten. Seine Vorlesungen wurden 1807 im Rahmen der Vorlesungen über Naturphilosophie veröffentlicht und enthalten eine Reihe von Vorgriffen auf spätere Theorien.

Im Jahr 1811 wurde Young Arzt am St. George's Hospital , und 1814 war er Mitglied eines Komitees, das ernannt wurde, um die Gefahren zu prüfen, die mit der allgemeinen Einführung von Gas für die Beleuchtung in London verbunden sind. 1816 war er Sekretär einer Kommission, die mit der Ermittlung der genauen Länge des Sekundenpendels beauftragt war (die Länge eines Pendels, dessen Periode genau 2 Sekunden beträgt), und 1818 wurde er Sekretär des Board of Longitude und Superintendent des HM Nautical Almanac Büro .

Young wurde 1822 zum ausländischen Ehrenmitglied der American Academy of Arts and Sciences gewählt. Einige Jahre vor seinem Tod interessierte er sich für Lebensversicherungen und wurde 1827 zu einem der acht ausländischen Associates der französischen Akademie der Wissenschaften gewählt . Im selben Jahr wurde er korrespondierendes Mitglied erster Klasse, im Ausland lebend, des Königlichen Instituts der Niederlande . 1828 wurde er zum ausländischen Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften gewählt .

1804 heiratete Young Eliza Maxwell. Sie hatten keine Kinder.

Young starb in seinem 56. Lebensjahr in London am 10. Mai 1829, nachdem er immer wieder Asthmaanfälle erlitten hatte. Seine Obduktion ergab eine Arteriosklerose der Aorta. Sein Leichnam wurde auf dem Friedhof der St. Giles Church in Farnborough in der Grafschaft Kent beigesetzt . In der Westminster Abbey befindet sich eine weiße Marmortafel zum Gedenken an Young, die ein Epitaph von Hudson Gurney trägt :

Zum Gedenken an Thomas Young, MD, Fellow und Außenminister der Royal Society, Mitglied des National Institute of France; ein Mann, der in fast allen Bereichen des menschlichen Lernens gleichermaßen bedeutend ist. Patient ununterbrochener Arbeit, mit der Fähigkeit der intuitiven Anschauung ausgestattet, der die abstrussten Untersuchungen der Buchstaben und der Wissenschaft gleichermaßen beherrschte, zuerst die wellenförmige Theorie des Lichts aufstellte und zuerst die Dunkelheit durchdrang, die seit Jahrhunderten die Hieroglyphen verschleiert hatte von Ägypten. Bei seinen Freunden durch seine häuslichen Tugenden beliebt, von der Welt für seine unvergleichlichen Errungenschaften geehrt, starb er in der Hoffnung auf die Auferstehung der Gerechten. — Geboren in Milverton, Somersetshire, 13. Juni 1773. Gestorben in Park Square, London, 10. Mai 1829, im 56. Lebensjahr.

Young wurde von seinen Freunden und Kollegen sehr geschätzt. Es wurde gesagt, dass er sein Wissen nie aufzwingen sollte, aber wenn er gefragt wurde, konnte er selbst die schwierigste wissenschaftliche Frage mit Leichtigkeit beantworten. Obwohl er sehr gelehrt war, hatte er den Ruf, manchmal Schwierigkeiten zu haben, sein Wissen zu vermitteln. Einer seiner Zeitgenossen sagte: „Seine Worte waren nicht die vertrauten, und die Anordnung seiner Ideen war selten die gleiche wie die, mit denen er sich unterhielt Wissen."

Religiöse Ansichten

Obwohl er sich manchmal mit religiösen Themen der Geschichte in Ägypten beschäftigte und über die Geschichte des Christentums in Nubien schrieb , ist nicht viel über Youngs persönliche religiöse Ansichten bekannt. Nach Angaben von George Peacock sprach Young mit ihm nie über Moral, Metaphysik oder Religion, obwohl seine Einstellung laut Youngs Frau zeigte, dass "seine Quäker- Erziehung seine religiösen Praktiken stark beeinflusst hatte". Autoritätsquellen haben Young als einen kulturellen christlichen Quäker beschrieben.

Hudson Gurney teilte mit, dass Young vor seiner Heirat der Church of England beitreten musste und sich später taufen ließ. Nachdem seine Arbeiten zur Physik von Henry Brougham kritisiert wurden , erklärte Young: "Ich habe beschlossen, mein Studium und meine Feder nur auf medizinische Fächer zu beschränken. Für die Talente, die Gott mir nicht gegeben hat, bin ich nicht verantwortlich, sondern die, die ich besitze, habe ich bisher so fleißig gepflegt und eingesetzt, wie es mir meine Gelegenheiten erlaubten, und werde sie auch weiterhin mit Eifer und Ruhe in jenem Beruf ausüben, der immer das letzte Ziel meiner ganzen Arbeit war.

Gurney erklärte, dass Young "einen großen Teil seines alten Glaubensbekenntnisses beibehielt und seine Gewohnheit der Inquisition von Sprachen und Sitten zu seinem Studium der Schriften führte", anstatt die Gewohnheit des Proselytentums. Doch am Tag vor seinem Tod nahm Young an religiösen Sakramenten teil; wie berichtet David Brewster ‚s Edinburgh Journal of Science :„Nach einigen Informationen seine Angelegenheiten in Bezug auf , und einige Anweisungen , um die hierographical Papiere in den Händen über, sagte er , dass, perfekt seiner Situation bewusst, er die Sakramente der Kirche genommen hatte dem Tag vor ... seine religiösen Gefühle von ihm selbst angegeben waren liberal zu sein, obwohl orthodox er ausgiebig studiert hatte. in der Schrift , von denen die Vorschriften tief von seinen frühesten Jahren auf seine Meinung waren beeindruckt, und er belegt den Glauben, den er Profess ; in einem unbeugsamen Kurs der Nützlichkeit und Rechtschaffenheit."

Forschung

Wellentheorie des Lichts

Nach Youngs eigener Einschätzung war die wichtigste seiner vielen Errungenschaften die Aufstellung der Wellentheorie des Lichts . Um dies zu tun, musste er die jahrhundertealte Ansicht überwinden, die in den ehrwürdigen Newton's Opticks zum Ausdruck kommt , dass Licht ein Teilchen ist. Dennoch führte Young im frühen 19. Jahrhundert eine Reihe von theoretischen Gründen an, die die Wellentheorie des Lichts stützten, und entwickelte zwei dauerhafte Demonstrationen, um diese Sichtweise zu stützen. Mit dem Ripple Tank demonstrierte er die Idee der Interferenz im Kontext von Wasserwellen. Mit Youngs Interferenzexperiment , dem Vorgänger des Doppelspaltexperiments , demonstrierte er Interferenz im Zusammenhang mit Licht als Welle.

Platte aus "Lectures" von 1802 (RI), Kneipe. 1807

Young, der am 24. November 1803 vor der Royal Society of London sprach, begann seine heute klassische Beschreibung des historischen Experiments:

Die Versuche, die ich hier erzählen werde ... können mit großer Leichtigkeit wiederholt werden, wenn die Sonne scheint, und ohne einen anderen Apparat, als jedem zur Verfügung steht.

In seiner darauffolgenden Arbeit mit dem Titel Experiments and Calculations Relative to Physical Optics (1804) beschreibt Young ein Experiment, bei dem er eine Karte von ungefähr 0,85 Millimeter (0,033 Zoll) in einen Lichtstrahl aus einer einzigen Öffnung in einem Fenster platzierte und beobachtete die Farbsäume im Schatten und an den Seiten der Karte. Er beobachtete, dass das Verschwinden einer weiteren Karte vor oder hinter dem schmalen Streifen, um zu verhindern, dass der Lichtstrahl auf eine seiner Kanten trifft, dazu führte, dass die Fransen verschwanden. Dies unterstützte die Behauptung, dass Licht aus Wellen besteht .

Young führte und analysierte eine Reihe von Experimenten, einschließlich der Interferenz von Licht durch Reflexion an nahe gelegenen Paaren von Mikrometerrillen, durch Reflexion an dünnen Seifen- und Ölfilmen und durch Newton-Ringe . Er führte auch zwei wichtige Beugungsexperimente mit Fasern und langen schmalen Streifen durch. In seinem Kurs über Naturphilosophie und mechanische Künste (1807) schreibt er Grimaldi zu, dass er zuerst die Ränder im Schatten eines Objekts beobachtet hat, das in einen Lichtstrahl gelegt wird. Innerhalb von zehn Jahren wurde ein Großteil von Youngs Werk reproduziert und dann von Augustin-Jean Fresnel erweitert .

Elastizitätsmodul

Youngs mathematische Elemente der Naturphilosophie

Young beschrieb die Charakterisierung der Elastizität, die 1807 als E -Modul bekannt wurde und als E bezeichnet wurde, und beschrieb sie weiter in seinem Kurs über Naturphilosophie und mechanische Künste . Die erste Anwendung des Konzepts des Youngschen Moduls in Experimenten erfolgte jedoch 1782 von Giordano Riccati – 25 Jahre älter als Young. Darüber hinaus lässt sich die Idee auf einen Artikel von Leonhard Euler zurückführen, der 1727 veröffentlicht wurde, etwa 80 Jahre vor dem Artikel von Thomas Young aus dem Jahr 1807.

Der Elastizitätsmodul bezieht die Spannung (Druck) in einem Körper auf die zugehörige Dehnung (Längenänderung im Verhältnis zur ursprünglichen Länge); dh Spannung = E × Dehnung, für eine einachsig belastete Probe. Der Elastizitätsmodul ist unabhängig von der untersuchten Komponente; das heißt, es ist eine inhärente Materialeigenschaft (der Begriff Modul bezieht sich auf eine inhärente Materialeigenschaft). Der Elastizitätsmodul ermöglichte zum ersten Mal die Vorhersage der Dehnung in einem Bauteil, das einer bekannten Spannung ausgesetzt ist (und umgekehrt). Vor Youngs Beitrag mussten Ingenieure die Hookesche Beziehung F = kx anwenden, um die Verformung (x) eines Körpers unter bekannter Last (F) zu bestimmen, wobei die Konstante (k) eine Funktion sowohl der Geometrie als auch des Materials ist Rücksichtnahme. Das Finden von k erforderte physikalische Tests für jede neue Komponente, da die Beziehung F = kx eine Funktion sowohl der Geometrie als auch des Materials ist. Der Elastizitätsmodul hängt nur vom Material ab, nicht von seiner Geometrie, was eine Revolution in den Ingenieurstrategien ermöglicht.

Youngs Probleme, sich manchmal nicht klar auszudrücken, zeigte seine eigene Definition des Moduls: "Der Elastizitätsmodul einer Substanz ist eine Säule aus derselben Substanz, die in der Lage ist, einen Druck auf ihre Basis zu erzeugen, der das Gewicht verursacht, das a ein gewisses Maß an Kompression, da die Länge der Substanz zur Verkürzung ihrer Länge besteht." Als diese Erklärung den Lords der Admiralität vorgelegt wurde, schrieb ihr Angestellter an Young und sagte: "Obwohl die Wissenschaft von ihren Lordschaften sehr respektiert wird und Ihre Arbeit sehr geschätzt wird, ist sie zu gelehrt ... kurz, sie wird nicht verstanden."

Seh- und Farbtheorie

Young wird auch als Begründer der physiologischen Optik bezeichnet. Im Jahr 1793 erklärte er den Modus , in dem das Auge bietet Platz für sich in unterschiedlichen Abständen , wie je nach Änderung der Krümmung der zu Vision kristallinen Linse ; 1801 beschrieb er als erster Astigmatismus ; und in seinen Vorlesungen stellte er die später von Hermann von Helmholtz entwickelte Hypothese (die Young-Helmholtz-Theorie ) vor, dass die Farbwahrnehmung von der Anwesenheit von drei Arten von Nervenfasern in der Netzhaut abhängt. Dies deutete auf das moderne Verständnis des Farbsehens hin , insbesondere die Erkenntnis, dass das Auge tatsächlich über drei Farbrezeptoren verfügt, die für unterschiedliche Wellenlängenbereiche empfindlich sind.

Young-Laplace-Gleichung

1804 entwickelte Young die Theorie der Kapillarphänomene auf dem Prinzip der Oberflächenspannung . Er beobachtete auch die Konstanz des Berührungswinkels einer Flüssigkeitsoberfläche mit einem Festkörper und zeigte, wie sich aus diesen beiden Prinzipien die Phänomene der Kapillarwirkung ableiten lassen. 1805 entdeckte der französische Philosoph Pierre-Simon Laplace die Bedeutung der Meniskusradien für die Kapillarwirkung.

Im Jahr 1830 vereinigte der deutsche Mathematiker Carl Friedrich Gauss die Arbeit dieser beiden Wissenschaftler, um die Young-Laplace-Gleichung abzuleiten , die Formel, die die kapillare Druckdifferenz beschreibt, die über die Grenzfläche zwischen zwei statischen Flüssigkeiten hinweg aufrechterhalten wird.

Young definierte als erster den Begriff "Energie" im modernen Sinne.

Young-Gleichung und Young-Dupré-Gleichung

Die Youngsche Gleichung beschreibt den Kontaktwinkel eines Flüssigkeitstropfens auf einer ebenen festen Oberfläche als Funktion der freien Oberflächenenergie, der freien Grenzflächenenergie und der Oberflächenspannung der Flüssigkeit. Die Young-Gleichung wurde etwa 60 Jahre später von Dupré weiterentwickelt, um thermodynamische Effekte zu berücksichtigen und ist als Young-Dupré-Gleichung bekannt.

Medizin

In der Physiologie leistete Young einen wichtigen Beitrag zur Hämodynamik in der croonischen Vorlesung für 1808 über die "Funktionen des Herzens und der Arterien", in der er eine Formel für die Wellengeschwindigkeit des Pulses herleitete und seine medizinischen Schriften enthalten eine Einführung in die medizinische Literatur , einschließlich ein System der praktischen Nosologie (1813) und eine praktische und historische Abhandlung über Schwindsuchtskrankheiten (1815).

Young entwickelte eine Faustregel zur Bestimmung der Medikamentendosis eines Kindes. Young's Rule besagt, dass die Kinderdosis gleich der Erwachsenendosis multipliziert mit dem Alter des Kindes in Jahren dividiert durch die Summe von 12 plus dem Alter des Kindes ist.

Sprachen

In einem Anhang seiner 1796 Göttinger Dissertation De corporis hvmani viribvs conservatricibvs sind vier Seiten hinzugefügt, die ein universelles phonetisches Alphabet vorschlagen (um diese Seiten nicht leer zu lassen; wörtlich: "Ne vacuae starent hae paginae, libuit e praelectione ante disputationem habenda tabellam literarum vniuersalem raptim describere"). Es enthält 16 "reine" Vokalsymbole, Nasenvokale, verschiedene Konsonanten und Beispiele dafür, die hauptsächlich aus dem Französischen und Englischen stammen.

In seinem Artikel "Languages" in der Encyclopædia Britannica verglich Young die Grammatik und den Wortschatz von 400 Sprachen. In einem separaten Werk im Jahr 1813 führte er den Begriff indoeuropäische Sprachen ein , 165 Jahre nachdem der niederländische Linguist und Gelehrte Marcus Zuerius van Boxhorn 1647 die Gruppierung vorgeschlagen hatte, auf die sich dieser Begriff bezieht.

Ägyptische Hieroglyphen

Young leistete bedeutende Beiträge zur Entzifferung der ägyptischen Hieroglyphen . Er begann seine ägyptologische Arbeit ziemlich spät, im Jahr 1813, als die Arbeit bereits unter anderen Forschern im Gange war.

Er begann mit der Verwendung eines ägyptischen demotischen Alphabets von 29 Buchstaben, das 1802 von Johan David Åkerblad aufgebaut wurde (14 sich als falsch herausgestellt). Åkerblad hatte Recht, als er die Bedeutung des demotischen Textes beim Versuch, die Inschriften zu lesen, betonte, aber er glaubte fälschlicherweise, dass der demotische Text ausschließlich alphabetisch sei.

Bis 1814 hatte Young den "enchorialen" Text des Rosetta-Steins vollständig übersetzt (unter Verwendung einer Liste mit 86 demotischen Wörtern) und studierte dann das Hieroglyphenalphabet , erkannte jedoch zunächst nicht, dass die demotischen und Hieroglyphentexte Paraphrasen und keine einfachen Übersetzungen waren.

Es gab eine beträchtliche Rivalität zwischen Young und Jean-François Champollion, während beide an der Entzifferung der Hieroglyphen arbeiteten. Zunächst arbeiteten sie kurzzeitig in ihrer Arbeit zusammen, doch später, ab etwa 1815, kam es zwischen ihnen zu einer Erkältung. Viele Jahre hielten sie Details ihrer Arbeit voneinander fern.

Einige von Youngs Schlussfolgerungen erschienen in dem berühmten Artikel "Ägypten", den er für die Ausgabe von 1818 der Encyclopædia Britannica schrieb .

Als Champollion schließlich 1822 eine Übersetzung der Hieroglyphen und des Schlüssels zum grammatikalischen System veröffentlichte, lobte Young (und viele andere) seine Arbeit. Dennoch veröffentlichte Young ein Jahr später einen Bericht über die jüngsten Entdeckungen in der Hieroglyphenliteratur und in den ägyptischen Antiquitäten , um seine eigene Arbeit als Grundlage für Champollions System anerkennen zu lassen.

Young hatte den Klangwert von sechs Hieroglyphen richtig gefunden, aber nicht die Grammatik der Sprache abgeleitet. Young selbst räumte ein, dass er etwas im Nachteil war, da Champollion die entsprechenden Sprachen, wie zum Beispiel Koptisch, viel besser beherrschte.

Mehrere Gelehrte haben vorgeschlagen, dass Youngs wahrer Beitrag zur Ägyptologie seine Entzifferung der demotischen Schrift war. Er machte die ersten großen Fortschritte auf diesem Gebiet; er identifizierte demotisch auch richtigerweise, dass er sich sowohl aus ideographischen als auch aus phonetischen Zeichen zusammensetzt.

Anschließend hatte Young das Gefühl, dass Champollion nicht bereit war, den Kredit für die Entzifferung zu teilen. In der darauf folgenden Kontroverse, die stark durch die politischen Spannungen dieser Zeit motiviert war, setzten sich die Briten eher für Young ein, während die Franzosen hauptsächlich Champollion vertraten. Champollion würdigte zwar einen Teil von Youngs Beitrag, aber eher sparsam. Nach 1826, als Champollion Kurator im Louvre war , bot er Young jedoch Zugang zu demotischen Manuskripten an.

In England zweifelte Sir George Lewis noch 1862 an Champollions Errungenschaft, andere hingegen akzeptierten ihn mehr. Zum Beispiel verteidigten Reginald Poole und Sir Peter Le Page Renouf beide Champollion.

Musik

Young entwickelte das junge Temperament , eine Methode zum Stimmen von Musikinstrumenten.

Erbe

Spätere Gelehrte und Wissenschaftler haben Youngs Arbeit gelobt, obwohl sie ihn vielleicht nur durch Leistungen kennen, die er auf ihrem Gebiet gemacht hat. Sein Zeitgenosse Sir John Herschel nannte ihn ein „wahrhaft originelles Genie“. Albert Einstein lobte ihn in 1931 Vorwort zu einer Ausgabe von Isaac Newton ‚s Opticks . Andere Bewunderer sind der Physiker Lord Rayleigh und der Physik-Nobelpreisträger Philip Anderson .

Thomas Youngs Name wurde als Name des in London ansässigen Thomas Young Centre übernommen , einer Allianz akademischer Forschungsgruppen, die sich mit der Theorie und Simulation von Materialien beschäftigen.

Der Young Sound in Ostgrönland wurde ihm zu Ehren von William Scoresby (1789–1857) benannt.

Ausgewählte Schriften

Siehe auch

Verweise

zitierte Werke

Weiterlesen

Externe Links