L'histoire de la science enseigne de manière trop évidente la leçon selon laquelle aucune méthode unique n'est absolument fiable, que des sources d'erreur se cachent où on les attend le moins, et qu'elles peuvent échapper à la notice du travailleur le plus expérimenté et consciencieux.
John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh, était un scientifique britannique qui a apporté des contributions considérables à la physique théorique et expérimentale. Il a passé toute sa carrière académique à l'Université de Cambridge. Parmi de nombreuses distinctions, il a reçu le Prix Nobel de Physique de 1904 « pour ses investigations sur les densités des gaz les plus importants et pour sa découverte de l'argon en relation avec ces études ». Il a servi en tant que Président de la Royal Society de 1905 à 1908 et comme Chancelier de l'Université de Cambridge de 1908 à 1919.
Rayleigh a fourni le premier traitement théorique de la diffusion élastique de la lumière par des particules beaucoup plus petites que la longueur d'onde de la lumière, un phénomène désormais connu sous le nom de « diffusion de Rayleigh », qui explique notamment pourquoi le ciel est bleu. Il a étudié et décrit les ondes de surface transversales dans les solides, désormais connues sous le nom d'« ondes de Rayleigh ». Il a contribué largement à la dynamique des fluides, avec des concepts tels que le nombre de Rayleigh un nombre sans dimension associé à la convection naturelle, l'écoulement de Rayleigh, l'instabilité de Rayleigh-Taylor, et le critère de Rayleigh pour la stabilité de l'écoulement de Taylor-Couette. Il a également formulé la théorie de la circulation de la portance aérodynamique. En optique, Rayleigh a proposé un critère bien connu pour la résolution angulaire. Sa dérivation de la loi de Rayleigh-Jeans pour le rayonnement du corps noir classique a joué un rôle important dans la naissance de la mécanique quantique voir Catastrophe ultraviolette. Le manuel de Rayleigh The Theory of Sound 1877 est toujours utilisé aujourd'hui par les acousticiens et les ingénieurs.
Biographie
Strutt est né le 12 novembre 1842 à Langford Grove à Maldon, Essex. Dans ses jeunes années, il a souffert de fragilité et de mauvaise santé. Il a fréquenté l'Eton College et l'Harrow School chacun pendant une courte période, avant d'aller à l'Université de Cambridge en 1861 où il a étudié les mathématiques au Trinity College, Cambridge. Il a obtenu un diplôme de Bachelor of Arts Senior Wrangler et 1st Smith's Prize en 1865, et une Master of Arts en 1868. Il a été ensuite élu Fellow du Trinity. Il a conservé ce poste jusqu'à son mariage avec Evelyn Balfour, fille de James Maitland Balfour, en 1871. Il a eu trois fils avec elle. En 1873, à la mort de son père, John Strutt, 2nd Baron Rayleigh, il a hérité de la Baronnie de Rayleigh.
Il a été le deuxième Cavendish Professor of Physics à l'Université de Cambridge après James Clerk Maxwell, de 1879 à 1884. Il a d'abord décrit le vol dynamique des oiseaux marins en 1883, dans la revue britannique Nature. De 1887 à 1905, il a été Professor of Natural Philosophy à la Royal Institution.
Vers l'année 1900, Rayleigh a développé la combinaison duplex de deux théories de la localisation du son humain utilisant deux indices binauraux, la différence de phase interaurale IPD et la différence de niveau interaurale ILD basées sur l'analyse d'une tête sphérique sans pinnae externes. La théorie postule que nous utilisons deux indices primaires pour la latéralisation du son, en utilisant la différence dans les phases des composants sinusoïdaux du son et la différence de niveau d'amplitude entre les deux oreilles.
En 1904, il a reçu le Prix Nobel de Physique « pour ses investigations sur les densités des gaz les plus importants et pour sa découverte de l'Argon en relation avec ces études ».
Pendant la Première Guerre mondiale, il a été président du « Comité consultatif du gouvernement pour l'aéronautique », qui était situé au National Physical Laboratory, et présidé par Richard Glazebrook.
En 1919, Rayleigh a servi en tant que Président de la Society for Psychical Research. En tant que partisan du fait que la simplicité et la théorie fassent partie de la méthode scientifique, Rayleigh a plaidé pour le principe de similitude.
Rayleigh a été élu Fellow de la Royal Society le 12 juin 1873, et a servi en tant que président de la Royal Society de 1905 à 1908. De temps en temps, Rayleigh a participé à la Chambre des Lords ; cependant, il n'a pris la parole que si la politique tentait de s'impliquer dans la science.
Il est décédé le 30 juin 1919, à sa maison à Witham, Essex. Il a été succédé, en tant que 4th Lord Rayleigh, par son fils Robert John Strutt, un autre physicien bien connu. Lord Rayleigh a été enterré dans le cimetière de l'église All Saints à Terling en Essex.
Il y a un mémorial en son honneur par Derwent Wood dans la Chapelle St Andrew à l'Abbaye de Westminster.
Conceptions religieuses
Rayleigh était un anglican. Bien qu'il n'ait pas écrit sur la relation entre la science et la religion, il a conservé un intérêt personnel pour les questions spirituelles. Quand ses articles scientifiques devaient être publiés en collection par la Cambridge University Press, Strutt voulait inclure une citation religieuse de la Bible, mais il en a été découragé, comme il l'a rapporté plus tard :
Quand j'étais en train de publier mes Scientific Papers, j'ai proposé une devise du Psaume, « Les Œuvres du Seigneur sont grandes, recherchées par tous ceux qui y prennent plaisir. » Le Secrétaire de la Press a suggéré avec de nombreuses excuses que le lecteur pourrait supposer que j'étais le Seigneur.
Néanmoins, il a eu ce qu'il souhaitait et la citation a été imprimée dans la collection en cinq volumes d'articles scientifiques. Dans une lettre à un membre de la famille, il a écrit sur son rejet du matérialisme et a parlé de Jésus-Christ en tant que maître moral :
Je n'ai jamais pensé que la vision matérialiste était possible, et je regarde vers un pouvoir au-delà de ce que nous voyons, et vers une vie dans laquelle nous pouvons du moins espérer participer. De plus, je pense que Christ et d'autres hommes spirituellement doués voient plus loin et plus vrai que je ne le fais, et je souhaite les suivre autant que je le peux.
Il avait un intérêt pour la parapsychologie et était un membre précoce de la Society for Psychical Research SPR. Il n'était pas convaincu du spiritualisme mais restait ouvert à la possibilité de phénomènes surnaturels. Rayleigh a été président de la SPR en 1919. Il a donné une allocution présidentielle l'année de sa mort mais ne s'est pas arrivé à des conclusions définitives.
Distinctions et récompenses
Le cratère lunaire Rayleigh ainsi que le cratère martien Rayleigh ont été nommés en son honneur. L'astéroïde 22740 Rayleigh a été nommé d'après lui le 1er juin 2007. Un type d'ondes de surface sont connues sous le nom d'ondes de Rayleigh. Le rayl, une unité d'impédance acoustique spécifique, est également nommé en son honneur. Rayleigh a également reçu par ordre chronologique :
- Smith's Prize 1864
- Royal Medal 1882
- Matteucci Medal 1894
- Membre de la Royal Swedish Academy of Sciences 1897
- Copley Medal 1899
- Prix Nobel de Physique 1904
- Elliott Cresson Medal 1913
- Rumford Medal 1914
Lord Rayleigh figurait parmi les destinataires originaux de l'Order of Merit OM dans la liste des Coronation Honours de 1902 publiée le 26 juin 1902, et a reçu l'ordre du Roi Édouard VII au Palais de Buckingham le 8 août 1902.
Il a reçu le diplôme de Doctor mathematicae honoris causa de la Royal Frederick University le 6 septembre 1902, lors de la célébration du centenaire de la naissance du mathématicien Niels Henrik Abel.
Sir William Ramsay, son collaborateur dans l'investigation pour découvrir l'Argon, a décrit Rayleigh comme « le plus grand homme vivant » en parlant à Lady Ramsay au cours de sa dernière maladie.
H. M. Hyndman a dit de Rayleigh que « aucun homme n'a jamais montré moins de conscience du grand génie ».
Bibliographie
- 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
