John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh

Die Geschichte der Wissenschaft lehrt allzu deutlich die Lektion, dass keine einzelne Methode absolut zuverlässig ist, dass Fehlerquellen dort lauern, wo man sie am wenigsten erwartet, und dass sie der Aufmerksamkeit des erfahrensten und gewissenhaftesten Arbeiters entgehen können.

John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh, war ein britischer Wissenschaftler, der umfangreiche Beiträge sowohl zur theoretischen als auch zur experimentellen Physik leistete. Er verbrachte seine gesamte akademische Karriere an der University of Cambridge. Unter vielen Auszeichnungen erhielt er 1904 den Nobelpreis für Physik „für seine Untersuchungen der Dichten der wichtigsten Gase und für seine Entdeckung von Argon im Zusammenhang mit diesen Studien." Er war von 1905 bis 1908 Präsident der Royal Society und von 1908 bis 1919 Kanzler der University of Cambridge.

Rayleigh lieferte die erste theoretische Behandlung der elastischen Streuung von Licht durch Partikel, die viel kleiner als die Lichtwellenlänge sind, ein Phänomen, das heute als „Rayleigh-Streuung" bekannt ist und bekanntermaßen erklärt, warum der Himmel blau ist. Er untersuchte und beschrieb transversale Oberflächenwellen in Feststoffen, die heute als „Rayleigh-Wellen" bekannt sind. Er trug umfangreich zur Fluiddynamik bei, mit Konzepten wie der Rayleigh-Zahl, einer dimensionslosen Zahl, die mit natürlicher Konvektion verbunden ist, Rayleigh-Strömung, die Rayleigh-Taylor-Instabilität und Rayleighs Kriterium für die Stabilität der Taylor-Couette-Strömung. Er formulierte auch die Zirkulationstheorie des aerodynamischen Auftriebs. In der Optik schlug Rayleigh ein bekanntes Kriterium für die Winkelauflösung vor. Seine Herleitung des Rayleigh-Jeans-Gesetzes für klassische Schwarzkörperstrahlung spielte später eine wichtige Rolle bei der Geburt der Quantenmechanik, siehe Ultraviolette Katastrophe. Rayleighs Lehrbuch The Theory of Sound von 1877 wird heute noch von Akustikern und Ingenieuren verwendet.

Biografie

Strutt wurde am 12. November 1842 in Langford Grove in Maldon, Essex, geboren. In seinen frühen Jahren litt er unter Gebrechlichkeit und schlechter Gesundheit. Er besuchte das Eton College und die Harrow School jeweils nur für kurze Zeit, bevor er 1861 an die University of Cambridge ging, wo er Mathematik am Trinity College, Cambridge, studierte. Er erhielt 1865 einen Bachelor of Arts-Abschluss als Senior Wrangler und 1st Smith's Prize und 1868 einen Master of Arts. Anschließend wurde er zum Fellow des Trinity gewählt. Er behielt diese Position bis zu seiner Heirat mit Evelyn Balfour, Tochter von James Maitland Balfour, im Jahr 1871. Er hatte drei Söhne mit ihr. 1873, nach dem Tod seines Vaters, John Strutt, 2nd Baron Rayleigh, erbte er die Baronie Rayleigh.

Er war der zweite Cavendish Professor für Physik an der University of Cambridge nach James Clerk Maxwell von 1879 bis 1884. Er beschrieb erstmals 1883 das dynamische Segeln von Seevögeln im britischen Journal Nature. Von 1887 bis 1905 war er Professor für Naturphilosophie an der Royal Institution.

Um das Jahr 1900 entwickelte Rayleigh die duale Kombinationstheorie der menschlichen Schalllokalisation mit zwei binauralen Hinweisen, interauraler Phasendifferenz IPD und interauraler Pegeldiffer enz ILD basierend auf der Analyse eines kugelförmigen Kopfes ohne externe Ohrmuschel. Die Theorie besagt, dass wir zwei primäre Hinweise für die Schall-Lateralisierung verwenden, unter Verwendung des Unterschieds in den Phasen sinusförmiger Komponenten des Schalls und des Unterschieds im Amplitudenpegel zwischen den beiden Ohren.

1904 erhielt er den Nobelpreis für Physik „für seine Untersuchungen der Dichten der wichtigsten Gase und für seine Entdeckung von Argon im Zusammenhang mit diesen Studien".

Während des Ersten Weltkrieges war er Präsident des regierungseigenen „Advisory Committee for Aeronautics", das sich am National Physical Laboratory befand und von Richard Glazebrook geleitet wurde.

1919 war Rayleigh Präsident der Society for Psychical Research. Als Befürworter dafür, dass Einfachheit und Theorie Teil der wissenschaftlichen Methode sein sollten, setzte sich Rayleigh für das Ähnlichkeitsprinzip ein.

Rayleigh wurde am 12. Juni 1873 zum Fellow der Royal Society gewählt und war von 1905 bis 1908 Präsident der Royal Society. Von Zeit zu Zeit nahm Rayleigh am House of Lords teil; allerdings sprach er nur auf, wenn die Politik versuchte, in die Wissenschaft verwickelt zu werden.

Er starb am 30. Juni 1919 in seinem Haus in Witham, Essex. Ihm folgte sein Sohn Robert John Strutt, ein weiterer bekannter Physiker, als 4th Lord Rayleigh nach. Lord Rayleigh wurde auf dem Friedhof der All Saints' Church in Terling in Essex begraben.

Es gibt ein Denkmal für ihn von Derwent Wood in der St Andrew's Chapel in der Westminster Abbey.

Religiöse Ansichten

Rayleigh war Anglikaner. Obwohl er nicht über die Beziehung zwischen Wissenschaft und Religion schrieb, behielt er ein persönliches Interesse an spirituellen Angelegenheiten. Als seine wissenschaftlichen Arbeiten von der Cambridge University Press in einer Sammlung veröffentlicht werden sollten, wollte Strutt ein religiöses Zitat aus der Bibel einbeziehen, wurde aber davon abgeraten, wie er später berichtete:

Als ich meine Scientific Papers veröffentlichte, schlug ich ein Motto aus den Psalmen vor: „Die Werke des Herrn sind groß, gesucht von all denen, die Freude daran haben." Der Sekretär der Presse schlug mit vielen Entschuldigungen vor, dass der Leser annehmen könnte, dass ich der Herr sei.

Trotzdem erfüllte sich sein Wunsch und das Zitat wurde in der fünfbändigen Sammlung wissenschaftlicher Arbeiten gedruckt. In einem Brief an ein Familienmitglied schrieb er über seine Ablehnung des Materialismus und sprach von Jesus Christus als moralischem Lehrer:

Ich habe die materialistische Ansicht nie für möglich gehalten, und ich schaue auf eine Kraft, die über das hinausgeht, was wir sehen, und auf ein Leben, an dem wir zumindest hoffen können, teilzunehmen. Darüber hinaus denke ich, dass Christus und tatsächlich andere spirituell begabte Menschen weiter und wahrer sehen als ich, und ich möchte ihnen soweit folgen, wie ich kann.

Er interessierte sich für Parapsychologie und war ein frühes Mitglied der Society for Psychical Research SPR. Er war nicht von Spiritualismus überzeugt, blieb aber für die Möglichkeit übernatürlicher Phänomene offen. Rayleigh war 1919 Präsident der SPR. Er hielt eine Präsidentenrede im Jahr seines Todes, kam aber zu keinen endgültigen Schlussfolgerungen.

Ehrungen und Auszeichnungen

Der Mondkrater Rayleigh sowie der Marskrater Rayleigh wurden ihm zu Ehren benannt. Der Asteroid 22740 Rayleigh wurde am 1. Juni 2007 nach ihm benannt. Eine Art von Oberflächenwellen sind als Rayleigh-Wellen bekannt. Das Rayl, eine Einheit der spezifischen akustischen Impedanz, ist ebenfalls nach ihm benannt. Rayleigh wurde auch in chronologischer Reihenfolge mit Folgendem ausgezeichnet:

• Smith's Prize 1864
• Royal Medal 1882
• Matteucci Medal 1894
• Mitglied der Royal Swedish Academy of Sciences 1897
• Copley Medal 1899
• Nobelpreis für Physik 1904
• Elliott Cresson Medal 1913
• Rumford Medal 1914

Lord Rayleigh gehörte zu den ursprünglichen Empfängern des Order of Merit OM in der Coronation Honours-Liste von 1902, die am 26. Juni 1902 veröffentlicht wurde, und erhielt die Orden von König Edward VII am 8. August 1902 im Buckingham Palace.

Er erhielt am 6. September 1902 den Grad eines Doctor mathematicae honoris causa von der Royal Frederick University, als sie das Jubiläum der Geburt des Mathematikers Niels Henrik Abel feierten.

Sir William Ramsay, sein Mitarbeiter bei der Untersuchung zur Entdeckung von Argon, beschrieb Rayleigh als „den größten lebenden Mann", als er mit Lady Ramsay während seiner letzten Krankheit sprach.

H. M. Hyndman sagte über Rayleigh, dass „kein Mensch je weniger Bewusstsein für großes Genie zeigte".

Bibliografie

• The Theory of Sound vol. I London : Macmillan, 1877, 1894 alternative link: Bibliothèque Nationale de France OR Cambridge: University Press, reissued 2011, ISBN 978-1-108-03220-9
• The Theory of Sound vol.II London : Macmillan, 1878, 1896 alternative link: Bibliothèque Nationale de France OR Cambridge: University Press, reissued 2011, ISBN 978-1-108-03221-6
• Scientific papers Vol. 1: 1869–1881 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70396-6
• Scientific papers Vol. 2: 1881–1887 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70397-3
• Scientific papers Vol. 3: 1887–1892 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70398-0
• Scientific papers Vol. 4: 1892–1901 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70399-7
• Scientific papers Vol. 5: 1902–1910 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70400-0
• Scientific papers Vol. 6: 1911–1919 Cambridge : University Press, 1899–1920, reissued by the publisher 2011, ISBN 978-0-511-70401-7