La vision motive, soutient et dissipe le doute.
Thomas Young était un polymathe britannique qui a apporté des contributions remarquables aux domaines de la vision, de la lumière, de la mécanique des solides, de l'énergie, de la physiologie, des langues, de l'harmonie musicale et de l'égyptologie. Il « a fait un certain nombre d'innovations originales et perspicaces » dans le déchiffrement des hiéroglyphes égyptiens, en particulier la Pierre de Rosette, avant que Jean-François Champollion ne développe ultérieurement ses travaux.
Thomas Young a été décrit comme « Le Dernier Homme Qui Savait Tout ». Ses travaux ont influencé ceux de William Herschel, Hermann von Helmholtz, James Clerk Maxwell et Albert Einstein. Young est crédité d'avoir établi la théorie ondulatoire de la lumière, en contraste avec la théorie corpusculaire d'Isaac Newton. Les travaux de Young ont ensuite été soutenus par les travaux d'Augustin-Jean Fresnel.
Vie personnelle
Young appartenait à une famille quaker de Milverton, Somerset, où il est né en 1773, le plus âgé de dix enfants. À l'âge de quatorze ans, Young avait appris le grec et le latin.
Young a commencé à étudier la médecine à Londres à l'hôpital St Bartholomew's en 1792, s'est déplacé à la faculté de médecine de l'Université d'Édimbourg en 1794, et un an plus tard s'est rendu à Göttingen, en Basse-Saxe, en Allemagne, où il a obtenu le diplôme de docteur en médecine en 1796 de l'Université de Göttingen. En 1797, il entra à Emmanuel College, Cambridge. Cette même année, il hérita de la propriété de son grand-oncle, Richard Brocklesby, ce qui le rendit financièrement indépendant, et en 1799, il s'établit comme médecin au 48 Welbeck Street, Londres, maintenant enregistré avec une plaque bleue. Young publia nombre de ses premiers articles académiques anonymement pour protéger sa réputation de médecin.
En 1801, Young a été nommé professeur de philosophie naturelle, principalement de physique, à la Royal Institution. En deux ans, il a donné 91 conférences. En 1802, il a été nommé secrétaire étranger de la Royal Society, dont il avait été élu membre en 1794. Il démissionna de son poste de professeur en 1803, craignant que ses devoirs n'interfèrent avec sa pratique médicale. Ses conférences ont été publiées en 1807 dans le Course of Lectures on Natural Philosophy et contiennent un certain nombre d'anticipations de théories ultérieures.
En 1811, Young devint médecin à l'hôpital St George's, et en 1814, il servit dans un comité chargé d'examiner les dangers impliqués dans l'introduction générale du gaz pour l'éclairage à Londres. En 1816, il était secrétaire d'une commission chargée de déterminer la longueur précise de la seconde ou du pendule des secondes, la longueur d'un pendule dont la période est exactement de 2 secondes, et en 1818, il devint secrétaire du Board of Longitude et surintendant du HM Nautical Almanac Office.
Young a été élu membre étranger honoraire de l'American Academy of Arts and Sciences en 1822. Quelques années avant sa mort, il s'intéressa à l'assurance-vie, et en 1827, il a été choisi comme l'un des huit associés étrangers de l'Académie française des sciences. Cette même année, il devint membre correspondant de première classe, résidant à l'étranger, du Royal Institute of the Netherlands. En 1828, il a été élu membre étranger de la Royal Swedish Academy of Sciences.
En 1804, Young a épousé Eliza Maxwell. Ils n'avaient pas d'enfants.
Young est décédé à l'âge de 56 ans à Londres le 10 mai 1829, ayant souffert d'attaques récurrentes d'« asthme ». Son autopsie a révélé une athérosclérose de l'aorte. Son corps a été enterré dans le cimetière de l'église St. Giles à Farnborough, dans le comté de Kent. L'abbaye de Westminster abrite une tablette en marbre blanc à la mémoire de Young, portant une épitaphe de Hudson Gurney :
Sacré à la mémoire de Thomas Young, M.D., Fellow et Secrétaire étranger de la Royal Society, Membre de l'Institut national de France ; un homme également éminent dans presque tous les domaines du savoir humain. Patient du travail ininterrompu, doué de la faculté de perception intuitive, qui, apportant une maîtrise égale aux investigations les plus abstraites des lettres et de la science, a d'abord établi la théorie ondulatoire de la lumière, et a d'abord pénétré l'obscurité qui avait voilé pendant des siècles les hiéroglyphes de l'Égypte. Chéri de ses amis par ses vertus domestiques, honoré par le monde pour ses connaissances inégalées, il est décédé dans l'espoir de la Résurrection des justes. —Né à Milverton, en Somersetshire, le 13 juin 1773. Décédé à Park Square, Londres, le 10 mai 1829, à l'âge de 56 ans.
Young était très respecté de ses amis et collègues. On disait qu'il n'imposait jamais ses connaissances, mais s'il était interrogé, il était capable de répondre même aux questions scientifiques les plus difficiles avec facilité. Bien que très érudit, il avait la réputation d'avoir parfois du mal à communiquer ses connaissances. L'un de ses contemporains a dit : « Ses paroles n'étaient pas celles d'usage courant, et l'arrangement de ses idées rarement le même que celui de ceux avec qui il conversait. Il était donc moins bien préparé que tout homme que j'aie jamais connu pour la communication des connaissances. »
Convictions religieuses
Bien qu'il ait parfois traité de sujets religieux concernant l'histoire en Égypte et écrit sur l'histoire du christianisme en Nubie, on ne sait pas grand-chose sur les convictions religieuses personnelles de Young. Selon le compte de George Peacock, Young ne lui a jamais parlé de morale, de métaphysique ou de religion, bien que selon la femme de Young, ses attitudes montrent que « son éducation quaker avait fortement influencé ses pratiques religieuses. » Les sources d'autorité ont décrit Young en tant que chrétien culturel quaker.
Hudson Gurney a informé qu'avant son mariage, Young a dû rejoindre l'Église d'Angleterre et a été baptisé plus tard. Après que ses travaux en physique aient reçu des critiques de Henry Brougham, Young a déclaré : « J'ai résolu de limiter mes études et ma plume à des sujets médicaux uniquement. Pour les talents que Dieu ne m'a pas donnés, je ne suis pas responsable, mais ceux que je possède, je les ai jusqu'à présent cultivés et employés aussi diligemment que mes opportunités me l'ont permis ; et je continuerai à les appliquer avec assiduité, et dans la tranquillité, à cette profession qui a constamment été l'objet ultime de tous mes labeurs.
Gurney a déclaré que Young « conservait une bonne partie de son ancienne foi et portait à ses études scripturaires son habitude d'inquisition des langues et des mœurs », plutôt que l'habitude de prosélytisme. Pourtant, la veille de sa mort, Young a participé aux sacrements religieux ; comme l'a rapporté l'Edinburgh Journal of Science de David Brewster : « Après quelques informations concernant ses affaires et quelques instructions concernant les papiers hiérographiques entre ses mains, il a dit que, parfaitement conscient de sa situation, il avait reçu les sacrements de l'église le jour précédent... Ses sentiments religieux ont été déclarés par lui-même comme libéraux, bien qu'orthodoxes. Il avait étudié extensivement les Écritures, dont les préceptes lui ont été profondément imprimés dès ses premières années ; et il a mis en évidence la foi qu'il professait ; dans un cours inflexible d'utilité et de rectitude. »
Recherche
Théorie ondulatoire de la lumière
Selon le propre jugement de Young, de ses nombreuses réalisations, la plus importante était d'établir la théorie ondulatoire de la lumière. Pour ce faire, il devait surmonter le point de vue vieux d'un siècle, exprimé dans la vénérable Opticks de Newton, selon lequel la lumière est une particule. Néanmoins, au début du 19e siècle, Young a présenté un certain nombre de raisons théoriques soutenant la théorie ondulatoire de la lumière, et il a développé deux démonstrations durables pour soutenir ce point de vue. Avec le réservoir d'ondulation, il a démontré l'idée d'interférence dans le contexte des ondes d'eau. Avec l'expérience d'interférence de Young, le précurseur de l'expérience de la double fente, il a démontré l'interférence dans le contexte de la lumière en tant qu'onde.
Young, parlant le 24 novembre 1803, à la Royal Society of London, a commencé sa description désormais classique de l'expérience historique :
Les expériences que je suis sur le point de relater ... peuvent être répétées avec grande facilité, chaque fois que le soleil brille, et sans aucun autre appareil que celui qui est à portée de main pour tous.
Dans son article ultérieur, intitulé Experiments and Calculations Relative to Physical Optics 1804, Young décrit une expérience dans laquelle il a placé une carte mesurant environ 0,85 millimètres 0,033 po dans un faisceau de lumière provenant d'une seule ouverture dans une fenêtre et a observé les franges de couleur dans l'ombre et sur les côtés de la carte. Il a observé que placer une autre carte devant ou derrière la bande étroite pour empêcher le faisceau lumineux de frapper l'une de ses arêtes causait la disparition des franges. Cela soutenait l'affirmation que la lumière est composée d'ondes.
Young a réalisé et analysé un certain nombre d'expériences, y compris l'interférence de la lumière par réflexion sur des paires de rainures de micromètre proches, par réflexion sur de minces films de savon et d'huile, et sur les anneaux de Newton. Il a également réalisé deux expériences de diffraction importantes en utilisant des fibres et de longues bandes étroites. Dans son Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts 1807, il donne crédit à Grimaldi pour avoir d'abord observé les franges dans l'ombre d'un objet placé dans un faisceau de lumière. En dix ans, une grande partie du travail de Young a été reproduite puis étendue par Augustin-Jean Fresnel.
Module de Young
Young a décrit la caractérisation de l'élasticité qui devint connue sous le nom de module de Young, noté E, en 1807, et l'a décrite davantage dans son Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts. Cependant, la première utilisation du concept du module de Young dans les expériences a été faite par Giordano Riccati en 1782, antérieurement à Young de 25 ans. De plus, l'idée peut être tracée à un article de Leonhard Euler publié en 1727, environ 80 ans avant l'article de Thomas Young en 1807.
Le module de Young relate la contrainte (pression) dans un corps à sa déformation associée (changement de longueur) en tant que rapport de la longueur d'origine ; c'est-à-dire, contrainte = E × déformation, pour un spécimen chargé uniaxialement. Le module de Young est indépendant du composant étudié ; c'est-à-dire qu'il s'agit d'une propriété matérielle inhérente, le terme module se référant à une propriété matérielle inhérente. Le module de Young a permis, pour la première fois, la prédiction de la déformation dans un composant soumis à une contrainte connue et vice versa. Avant la contribution de Young, les ingénieurs devaient appliquer la relation de Hooke F = kx pour identifier la déformation x d'un corps soumis à une charge connue F, où la constante k est une fonction à la fois de la géométrie et du matériau considérés. Trouver k nécessitait des tests physiques pour tout nouveau composant, car la relation F = kx est une fonction à la fois de la géométrie et du matériau. Le module de Young dépend uniquement du matériau, pas de sa géométrie, permettant ainsi une révolution dans les stratégies d'ingénierie.
Les problèmes de Young pour ne pas toujours s'exprimer clairement ont été mis en évidence par sa propre définition du module : « Le module de l'élasticité de toute substance est une colonne de la même substance, capable de produire une pression sur sa base qui est au poids causant un certain degré de compression comme la longueur de la substance est à la diminution de sa longueur. » Lorsque cette explication a été présentée aux Lords de l'Amirauté, leur greffier a écrit à Young en disant « Bien que la science soit très respectée par leurs Seigneuries et que votre article soit très estimé, il est trop savant ... en bref, il n'est pas compris. »
Théorie de la vision et des couleurs
Young a également été appelé le fondateur de l'optique physiologique. En 1793, il a expliqué la façon dont l'œil s'adapte à la vision à différentes distances en dépendant du changement de la courbure de la lentille cristalline ; en 1801, il a été le premier à décrire l'astigmatisme ; et dans ses conférences, il a présenté l'hypothèse, développée ultérieurement par Hermann von Helmholtz, la théorie de Young-Helmholtz, selon laquelle la perception des couleurs dépend de la présence dans la rétine de trois sortes de fibres nerveuses. Cela a préfiguré la compréhension moderne de la vision des couleurs, en particulier la constatation que l'œil a effectivement trois récepteurs de couleur sensibles à différentes gammes de longueurs d'onde.
Équation de Young-Laplace
En 1804, Young a développé la théorie des phénomènes capillaires selon le principe de la tension superficielle. Il a également observé la constance de l'angle de contact d'une surface liquide avec un solide, et a montré comment déduire de ces deux principes les phénomènes de l'action capillaire. En 1805, Pierre-Simon Laplace, le philosophe français, a découvert l'importance des rayons de ménisque par rapport à l'action capillaire.
En 1830, Carl Friedrich Gauss, le mathématicien allemand, a unifié les travaux de ces deux scientifiques pour dériver l'équation de Young-Laplace, la formule qui décrit la différence de pression capillaire soutenue à travers l'interface entre deux fluides statiques.
Young a été le premier à définir le terme « énergie » au sens moderne.
Équation de Young et équation de Young-Dupré
L'équation de Young décrit l'angle de contact d'une goutte de liquide sur une surface solide plane en fonction de l'énergie libre de surface, de l'énergie libre interfaciale et de la tension superficielle du liquide. L'équation de Young a été développée davantage environ 60 ans plus tard par Dupré pour tenir compte des effets thermodynamiques, et ceci est connu sous le nom d'équation de Young-Dupré.
Médecine
En physiologie, Young a apporté une contribution importante à l'hémodynamique dans la conférence Croonian de 1808 sur les « Fonctions du cœur et des artères », où il a dérivé une formule pour la vitesse d'onde
