La visione motiva, sostiene e dissipa il dubbio.
Thomas Young era un polimata britannico che ha dato notevoli contributi ai campi della visione, della luce, della meccanica dei solidi, dell'energia, della fisiologia, delle lingue, dell'armonia musicale e dell'egittologia. Ha "apportato una serie di innovazioni originali e perspicaci" nel deciframento dei geroglifici egiziani, specificamente la Stele di Rosetta, prima che Jean-François Champollion eventualmente ampliasse il suo lavoro.
Young è stato descritto come "L'ultimo uomo che sapeva tutto". Il suo lavoro ha influenzato quello di William Herschel, Hermann von Helmholtz, James Clerk Maxwell e Albert Einstein. Young è accreditato dell'istituzione della teoria ondulatoria della luce, in contrasto con la teoria corpuscolare di Isaac Newton. Il lavoro di Young è stato successivamente sostenuto dal lavoro di Augustin-Jean Fresnel.
Vita personale
Young apparteneva a una famiglia quacchera di Milverton, Somerset, dove nacque nel 1773, il maggiore di dieci figli. All'età di quattordici anni Young aveva imparato il greco e il latino.
Young iniziò a studiare medicina a Londra presso il St Bartholomew's Hospital nel 1792, si trasferì all'University of Edinburgh Medical School nel 1794, e un anno dopo andò a Göttingen, Bassa Sassonia, Germania, dove ottenne il titolo di dottore in medicina nel 1796 dall'Università di Göttingen. Nel 1797 entrò all'Emmanuel College, Cambridge. Nello stesso anno ereditò la tenuta di suo grand-zio, Richard Brocklesby, il che lo rese finanziariamente indipendente, e nel 1799 si stabilì come medico al 48 Welbeck Street, Londra ora registrato con una targa blu. Young pubblicò molti dei suoi primi articoli accademici in modo anonimo per proteggere la sua reputazione di medico.
Nel 1801, Young fu nominato professore di filosofia naturale principalmente fisica presso la Royal Institution. In due anni, tenne 91 lezioni. Nel 1802, fu nominato segretario estero della Royal Society, della quale era stato eletto fellow nel 1794. Si dimise dalla sua cattedra nel 1803, temendo che i suoi doveri interferissero con la sua pratica medica. Le sue lezioni furono pubblicate nel 1807 in Course of Lectures on Natural Philosophy e contengono una serie di anticipazioni di teorie successive.
Nel 1811, Young divenne medico del St George's Hospital, e nel 1814 servì in una commissione nominata per considerare i pericoli derivanti dall'introduzione generale del gas per l'illuminazione a Londra. Nel 1816 era segretario di una commissione incaricata di accertare la lunghezza precisa del pendolo dei secondi o del pendolo dei secondi la lunghezza di un pendolo il cui periodo è esattamente 2 secondi, e nel 1818 divenne segretario della Board of Longitude e sovrintendente dell'Ufficio dell'Almanacco Nautico HM.
Young fu eletto Membro Straniero Onorario dell'American Academy of Arts and Sciences nel 1822. Pochi anni prima della sua morte, divenne interessato alle assicurazioni sulla vita, e nel 1827 fu scelto come uno degli otto associati stranieri dell'Accademia delle Scienze francese. Nello stesso anno divenne membro corrispondente di prima classe, che viveva all'estero, del Royal Institute dei Paesi Bassi. Nel 1828, fu eletto membro straniero della Royal Swedish Academy of Sciences.
Nel 1804, Young sposò Eliza Maxwell. Non ebbero figli.
Young morì nel suo 56º anno a Londra il 10 maggio 1829, avendo sofferto di attacchi ricorrenti di "asma". La sua autopsia rivelò aterosclerosi dell'aorta. Il suo corpo fu sepolto nel cimitero della chiesa di St. Giles a Farnborough, nella contea del Kent. Westminster Abbey ospita una tavoletta in marmo bianco in memoria di Young, con un'epigrafe di Hudson Gurney:
Sacro alla memoria di Thomas Young, M.D., Fellow e Segretario Estero della Royal Society Membro dell'Istituto Nazionale di Francia; un uomo egualmente eminente in quasi ogni ramo dell'apprendimento umano. Paziente di lavoro ininterrotto, dotato della facoltà di percezione intuitiva, che, portando un'uguale maestria alle più astruse indagini delle lettere e della scienza, stabilì per primo la teoria ondulatoria della luce, e penetrò per primo l'oscurità che aveva velato per secoli i geroglifici dell'Egitto. Caro ai suoi amici per le sue virtù domestiche, onorato dal mondo per i suoi acquisti senza pari, morì nella speranza della Resurrezione dei giusti. —Nato a Milverton, nel Somersetshire, 13 giugno 1773. Morto in Park Square, Londra, 10 maggio 1829, nel 56º anno della sua età.
Young era molto considerato dai suoi amici e colleghi. Si diceva che non imponesse mai la sua conoscenza, ma se interrogato era in grado di rispondere anche alle domande scientifiche più difficili con facilità. Sebbene molto erudito, aveva la reputazione di avere talvolta difficoltà nel comunicare le sue conoscenze. Si diceva da uno dei suoi contemporanei che, "Le sue parole non erano quelle in uso familiare, e l'arrangiamento delle sue idee raramente era lo stesso di quelli con cui conversava. Era quindi peggio calcolato di qualsiasi uomo che abbia mai conosciuto per la comunicazione della conoscenza."
Visioni religiose
Sebbene a volte trattasse argomenti religiosi della storia in Egitto e scrivesse sulla storia del cristianesimo in Nubia, non è molto conosciuto riguardo alle opinioni religiose personali di Young. Secondo l'account di George Peacock, Young non gli parlò mai di morale, metafisica o religione, sebbene secondo la moglie di Young, i suoi atteggiamenti mostrassero che "la sua educazione quacchera aveva fortemente influenzato le sue pratiche religiose." Le fonti di autorità hanno descritto Young in termini di un cristiano culturale quacchero.
Hudson Gurney informò che prima del suo matrimonio, Young dovette aderire alla Church of England, ed è stato battezzato in seguito. Dopo che il suo lavoro sulla fisica ricevette alcune critiche da Henry Brougham, Young dichiarò: "Ho risolto di limitare i miei studi e la mia penna esclusivamente a soggetti medici. Per i talenti che Dio non mi ha dato, non sono responsabile, ma quelli che possiedo, finora li ho coltivati e impiegati il più diligentemente che le mie opportunità mi hanno permesso di fare ; e continuerò ad applicarli con assiduità, e con tranquillità, a quella professione che è stato costantemente l'oggetto finale di tutti i miei lavori.
Gurney affermò che Young "mantenne una buona parte del suo antico credo, e portò ai suoi studi scritturali la sua abitudine di inchiesta di lingue e costumi," piuttosto che l'abitudine del proselitismo. Eppure, il giorno prima della sua morte, Young partecipò a sacramenti religiosi; come riportato nell'Edinburgh Journal of Science di David Brewster: "Dopo alcune informazioni riguardanti i suoi affari, e alcuni insegnamenti riguardanti le carte ierografiche tra le sue mani, ha detto che, perfettamente consapevole della sua situazione, aveva ricevuto i sacramenti della chiesa il giorno precedente... I suoi sentimenti religiosi furono da lui stesso dichiarati come liberali, sebbene ortodossi. Aveva ampiamente studiato le Scritture, i cui precetti gli erano profondamente impressi nella mente dai suoi primi anni; ed egli evidenziò la fede che professava; in un corso inflessibile di utilità e rettitudine."
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Teoria ondulatoria della luce
Nel giudizio di Young, tra i suoi numerosi risultati il più importante era stabilire la teoria ondulatoria della luce. Per farlo, dovette superare la visione centenaria, espressa nel venerabile Opticks di Newton, che la luce è una particella. Tuttavia, all'inizio del XIX secolo Young presentò una serie di ragioni teoriche a supporto della teoria ondulatoria della luce, e sviluppò due dimostrazioni durature a supporto di questo punto di vista. Con il serbatoio di onde dimostrò l'idea di interferenza nel contesto delle onde d'acqua. Con l'esperimento di interferenza di Young, il predecessore dell'esperimento della doppia fenditura, dimostrò l'interferenza nel contesto della luce come onda.
Young, parlando il 24 novembre 1803, alla Royal Society of London, iniziò la sua descrizione ormai classica dell'esperimento storico:
Gli esperimenti che sto per descrivere ... possono essere ripetuti con grande facilità, ogni volta che il sole splende, e senza alcun altro apparato che non sia a portata di mano di chiunque.
Nel suo articolo successivo, intitolato Experiments and Calculations Relative to Physical Optics 1804, Young descrive un esperimento in cui ha posto una carta misurante circa 0,85 millimetri 0,033 in in un fascio di luce da una singola apertura in una finestra e ha osservato le frange di colore nell'ombra e ai lati della carta. Ha osservato che posizionare un'altra carta davanti o dietro la striscia stretta in modo da impedire al fascio di luce di colpire uno dei suoi bordi causava la scomparsa delle frange. Questo supportava la contesa che la luce è composta da onde.
Young eseguì e analizzò una serie di esperimenti, inclusa l'interferenza della luce riflessa dalle coppie di scanalature micrometriche vicine, dalla riflessione da film sottili di sapone e olio, e dagli anelli di Newton. Eseguì inoltre due importanti esperimenti di diffrazione utilizzando fibre e strisce lunghe e strette. Nel suo Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts 1807 dà credito a Grimaldi per aver osservato per primo le frange nell'ombra di un oggetto posto in un fascio di luce. Entro dieci anni, gran parte del lavoro di Young è stato riprodotto e poi esteso da Augustin-Jean Fresnel.
Modulo di Young
Young ha descritto la caratterizzazione dell'elasticità che divenne nota come Modulo di Young, indicato come E, nel 1807, e l'ha ulteriormente descritta nel suo Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts. Tuttavia, il primo uso del concetto del Modulo di Young negli esperimenti è stato di Giordano Riccati nel 1782—antecedente a Young di 25 anni. Inoltre, l'idea può essere tracciata a un articolo di Leonhard Euler pubblicato nel 1727, circa 80 anni prima dell'articolo 1807 di Thomas Young.
Il Modulo di Young mette in relazione la sollecitazione (pressione) in un corpo con la sua deformazione associata (cambiamento di lunghezza) come rapporto della lunghezza originale; cioè, sollecitazione = E × deformazione, per un campione caricato uniassialmente. Il Modulo di Young è indipendente dal componente in esame; cioè, è una proprietà materiale intrinseca il termine modulo si riferisce a una proprietà materiale intrinseca. Il Modulo di Young ha consentito, per la prima volta, la previsione della deformazione in un componente soggetto a una sollecitazione nota e viceversa. Prima del contributo di Young, gli ingegneri erano tenuti ad applicare la relazione F = kx di Hooke per identificare la deformazione x di un corpo soggetto a un carico noto F, dove la costante k è una funzione sia della geometria che del materiale in considerazione. Trovare k richiedeva test fisici per qualsiasi nuovo componente, poiché la relazione F = kx è una funzione sia della geometria che del materiale. Il Modulo di Young dipende solo dal materiale, non dalla sua geometria, consentendo così una rivoluzione nelle strategie di ingegneria.
I problemi di Young nel non esprimere se stesso chiaramente a volte sono stati mostrati dalla sua stessa definizione del modulo: "Il modulo dell'elasticità di qualsiasi sostanza è una colonna della stessa sostanza, capace di produrre una pressione sulla sua base che è rispetto al peso che causa un certo grado di compressione come la lunghezza della sostanza è rispetto alla diminuzione della sua lunghezza." Quando questa spiegazione è stata presentata ai Lord dell'Ammiragliato, il loro impiegato ha scritto a Young dicendo "Sebbene la scienza sia molto rispettata da Loro Signorie e il vostro articolo sia molto stimato, è troppo dotto ... in breve non è compreso."
Visione e teoria del colore
Young è stato anche chiamato il fondatore dell'ottica fisiologica. Nel 1793 ha spiegato il modo in cui l'occhio si adatta alla visione a distanze diverse come dipendente dal cambiamento della curvatura del cristallino; nel 1801 è stato il primo a descrivere l'astigmatismo; e nelle sue lezioni ha presentato l'ipotesi, successivamente sviluppata da Hermann von Helmholtz, la teoria di Young-Helmholtz, che la percezione del colore dipende dalla presenza nella retina di tre tipi di fibre nervose. Ciò ha anticipato la moderna comprensione della visione dei colori, in particolare la scoperta che l'occhio ha effettivamente tre recettori di colore che sono sensibili a diversi intervalli di lunghezza d'onda.
Equazione di Young-Laplace
Nel 1804, Young sviluppò la teoria dei fenomeni capillari sul principio della tensione superficiale. Ha anche osservato la costanza dell'angolo di contatto di una superficie liquida con un solido, e ha mostrato come da questi due principi dedurre i fenomeni dell'azione capillare. Nel 1805, Pierre-Simon Laplace, il filosofo francese, scoprì il significato dei raggi del menisco rispetto all'azione capillare.
Nel 1830, Carl Friedrich Gauss, il matematico tedesco, unificò il lavoro di questi due scienziati per derivare l'equazione di Young-Laplace, la formula che descrive la differenza di pressione capillare sostenuta attraverso l'interfaccia tra due fluidi statici.
Young è stato il primo a definire il termine "energia" nel senso moderno.
Equazione di Young e equazione di Young-Dupré
L'equazione di Young descrive l'angolo di contatto di una goccia di liquido su una superficie solida piana come una funzione dell'energia libera della superficie, dell'energia libera interfacciale e della tensione superficiale del liquido. L'equazione di Young è stata sviluppata ulteriormente circa 60 anni dopo da Dupré per tenere conto degli effetti termodinamici, e questo è noto come equazione di Young-Dupré.
Medicina
In fisiologia Young ha apportato un importante contributo all'emodinamica nella conferenza Croonian del 1808 sulle "Funzioni del cuore e delle arterie," dove ha derivato una formula per la velocità dell'onda
