위대한 발견의 씨앗은 끊임없이 우리 주변을 떠다니고 있지만, 그것들을 받아들일 준비가 된 마음 속에서만 뿌리를 내린다.
Joseph Henry는 Smithsonian Institution의 첫 번째 Secretary를 역임한 미국 과학자였습니다. 그는 Smithsonian Institution의 전신인 National Institute for the Promotion of Science의 secretary였습니다. 그는 생전에 높은 평가를 받았습니다. 전자석을 제작하면서 Henry는 자기 유도(self-inductance)라는 전자기 현상을 발견했습니다. 그는 또한 Michael Faraday와 독립적으로 상호 유도를 발견했지만, Faraday가 먼저 발견했고 결과를 발표했습니다. Henry는 전자석을 실용적인 장치로 발전시켰습니다. 그는 1831년 전기 전선을 통해 멀리서 울릴 수 있는 벨, 특히 전기 초인종의 선구자를 발명했고 1835년 전기 릴레이를 발명했습니다. 유도의 SI 단위인 Henry는 그의 이름을 따서 명명되었습니다. Henry의 전자기 릴레이에 관한 연구는 Samuel F. B. Morse와 Sir Charles Wheatstone이 각각 발명한 실용적인 전기 전신의 기초가 되었습니다.
전기
Henry는 스코틀랜드 이민자인 Ann Alexander Henry와 William Henry의 자식으로 Albany, New York에서 태어났습니다. 그의 부모는 가난했고, Henry의 아버지는 그가 어릴 때 사망했습니다. 어린 시절의 나머지 기간 동안 Henry는 Galway, New York의 할머니와 함께 살았습니다. 그는 나중에 그의 영예를 위해 "Joseph Henry Elementary School"로 명명될 학교에 다녔습니다. 학교를 마친 후, 그는 일반 상점에서 일했고, 13세에 시계 제작인이자 은세공인의 견습생이 되었습니다. Joseph의 첫 번째 사랑은 연극이었고, 그는 전문 배우가 될 뻔했습니다. 그의 과학에 대한 관심은 16세에 Popular Lectures on Experimental Philosophy라는 제목의 과학 주제에 관한 강의 책으로 인해 촉발되었습니다. 1819년에 그는 The Albany Academy에 입학했으며, 무료 등록금을 받았습니다. 무료 등록금을 받았음에도 불구하고 그는 너무 가난했기 때문에 교육과 개인 과외 위치로 자신을 부양해야 했습니다. 그는 의학으로 진학할 생각이었지만, 1824년에 Hudson River와 Lake Erie 사이에 건설되고 있던 State road의 측량을 위한 보조 엔지니어로 임명되었습니다. 그 이후로 그는 토목 또는 기계 공학 경력에 영감을 받았습니다.
Henry는 자신의 연구에서 매우 뛰어나서 종종 교사들이 과학을 가르치는 것을 도왔으며, 1826년에는 Principal T. Romeyn Beck에 의해 The Albany Academy의 수학 및 자연철학 교수로 임명되었습니다. 그의 가장 중요한 연구 중 일부는 이 새로운 직책에서 수행되었습니다. 지구 자기에 대한 그의 호기심은 그를 일반적으로 자기를 실험하도록 이끌었습니다. 그는 더 강력한 전자석을 만들기 위해 절연된 전선을 철 코어 주위에 단단히 감싼 최초의 인물이었으며, 느슨하게 감긴 비절연 전선을 사용한 William Sturgeon의 전자석을 개선했습니다. 이 기술을 사용하여 그는 당시 Yale을 위한 가장 강력한 전자석을 만들었습니다. 그는 또한 배터리에 연결된 2개의 전극만 사용하여 전자석을 만들 때는 여러 개의 전선 코일을 병렬로 감는 것이 가장 좋지만, 여러 배터리를 사용한 설정에서는 하나의 긴 코일만 있어야 한다는 것을 보여주었습니다. 후자는 전신을 실현 가능하게 만들었습니다. 전자기학의 초기 실험으로 인해 일부 역사가들은 Henry를 Faraday와 Hertz보다 앞서는 발견으로 인정하지만, Henry는 자신의 연구를 발표하지 않았기 때문에 인정받지 못했습니다.
새로 개발된 전자기 원리를 사용하여 1831년에 Henry는 운동을 위해 전자기를 사용하는 최초의 기계 중 하나를 만들었습니다. 이것은 현대 직류 모터의 가장 초기 조상이었습니다. 회전 운동을 사용하지 않았지만, 단순히 막대 위에 올려진 전자석이 앞뒤로 흔들렸습니다. 흔들리는 운동은 자석 로커의 양쪽 끝 중 하나의 2개 리드 중 하나가 2개 배터리 셀 중 하나와 접촉하여 극성이 변하고, 다른 2개 리드가 다른 배터리에 닿을 때까지 반대 방향으로 흔들리기 때문에 발생했습니다.
이 장치를 통해 Henry는 자기 유도의 특성을 인식할 수 있었습니다. 영국 과학자 Michael Faraday도 거의 같은 시간에 이 특성을 인식했습니다. Faraday가 먼저 결과를 발표했기 때문에, 그는 이 현상의 공식적으로 인정된 발견자가 되었습니다.
1832년부터 1846년까지 Henry는 현재 Princeton University인 College of New Jersey의 첫 번째 자연사 의장을 역임했습니다. Princeton에 있을 때, 그는 자연사, 화학, 건축을 포함한 광범위한 과정을 가르쳤고 캠퍼스의 실험실을 운영했습니다. 수십 년 후, Henry는 Princeton 교수진에 있을 때 "전기, 자기 및 전자기에 대한 수천 개의 원래 조사"를 수행했다고 작성했습니다. Henry는 실험실과 실험에서 아프리카계 미국인 연구 보조원인 Sam Parker에게 크게 의존했습니다. Parker는 Princeton 이사회에 의해 Henry를 도우라고 고용된 자유로운 흑인이었습니다. 1841년 수학자 Elias Loomis에게 보낸 편지에서 Henry는 다음과 같이 작성했습니다:
명예 있는 SIMON CAMERON님께
친애하는 선생님: 6월 6일 아침에 구두로 저에게 해주신 요청에 따라, 저는 apparatus를 검토했고 Mr. Lowe의 풍선 실험을 목격했으며, 다음의 결론에 도달했습니다
1. Mr. Lowe가 준비한 풍선은 일반 거리 가스로 팽창하면 며칠 동안 그 충전을 유지할 것입니다.
2. 팽창된 상태에서 일반적으로 바람이 잔잔한 날씨에 일반 도로를 따라 또는 들판을 가로질러 몇 명의 남자에 의해 끌려 다닐 수 있으며, 그것이 팽창되는[즉, 부풀어지거나 팽창되는] 장소에서 다른 곳으로 20마일 이상 떨어진 곳으로 끌려 다닐 수 있습니다.
3. 잔잔한 날에 로프로 공중에 띄워질 수 있으며 대기의 맑은 정도에 따라 20마일 이상 주변 지역을 관찰할 수 있는 높이에 도달할 수 있습니다. 상승은 밤에도 이루어질 수 있으며 적의 진영 불빛을 관찰할 수 있습니다.
4. 여기서 처음으로 수행된 실험으로부터 전신이 풍선과 지휘관의 본부 사이에서 쉽고 확실하게 전송될 수 있다는 것이 결정적으로 증명됩니다.
5. 나는 실험을 목격하지는 않았지만, 표면 바람이 지난 주 며칠 동안 그랬듯이 동쪽에서 부는 경우, 풍선의 관찰자가 적의 진영 근처(현재 우리의 서쪽에 위치)로 거의 떠다니거나 심지어 그 위를 떠다니고 더 높은 고도로 상승하여 동쪽으로 돌아올 수 있도록 만들어질 수 있다고 확신합니다. 이러한 가정은 이 위도의 상층 바람이 항상 동쪽으로 흐르고 있다는 사실에 기초합니다. Mr. Lowe는 저에게 알려주었고 저는 그의 진술을 의심하지 않으며, 그는 호조건인 어떤 날이든 위에서 언급한 종류의 원정을 수행할 것이라고 했습니다.
6. 내가 관찰한 모든 사실과 수집한 정보로부터, 풍선을 통해 국가의 지형과 적의 위치 및 움직임에 관한 중요한 정보를 얻을 수 있으며, Mr. Lowe는 현재 자신이 소유하고 있는 풍선으로 이러한 방식으로 서비스를 제공할 수 있는 자질을 갖추고 있다고 확신합니다.
7. Mr. Lowe가 현재 Washington에 가지고 있는 풍선은 거리 가스를 얻을 수 있는 도시에서만 팽창할 수 있습니다. 탐사가 팽창된 풍선을 운송하기에 너무 먼 지점에서 필요한 경우, 수소 가스 생성을 위한 추가 apparatus가 필요할 것입니다. 가스를 생성해야 할 필요성은 풍선의 사용을 더 비싸게 만들지만, 이는 중요한 결과가 필요한 경우 상대적으로 작은 중요도입니다.
이러한 예비 실험을 위해, 기억하실 수 있듯이, $200 또는 $250을 초과하지 않는 금액이 배정될 예정이었으며, 이에 따라 Mr. Lowe는 저에게 항목의 포함된 진술을 제시했으며, 항공술사의 노동과 시간에 대해 아무것도 청구되지 않았기 때문에 이는 합리적이라고 생각합니다.
저는 매우 존경하며 당신의 충실한 종으로 남을 영광을 가집니다.
JOSEPH HENRY,
Smithsonian Institution Secretary.
편지에서 Henry는 Parker가 실험용 재료를 제공하고, Henry의 장비의 기술적 문제를 수정하고, 때때로 Henry와 그의 학생들이 강의실 시연에서 Parker를 쇼크하는 전기 실험의 테스트 대상으로 사용되는 것을 묘사했습니다. 1842년 Parker가 병에 걸렸을 때, Henry의 실험은 Parker가 회복할 때까지 완전히 중단되었습니다.
Henry는 1846년에 Smithsonian Institution의 첫 번째 Secretary로 임명되었으며, 1878년까지 이 직책을 역임했습니다. 1848년, Secretary로 있을 때 Henry는 Professor Stephen Alexander와 협력하여 태양 원판의 다른 부분에 대한 상대적 온도를 결정했습니다. 그들은 온도계를 사용하여 흑점이 주변 영역보다 차갑다는 것을 결정했습니다. 이 작업은 천문학자 Angelo Secchi에게 보여졌으며 그는 이를 확장했지만, Henry가 그의 초기 작업에 대해 적절한 인정을 받았는지에 대한 의문이 있었습니다.
1861년 말과 1862년 초, 미국 내전 중에 Henry는 Smithsonian Institution에서 저명한 폐지주의자들의 일련의 강연을 감독했습니다. 연사에는 백인 성직자, 정치인 및 Wendell Phillips, Horace Greeley, Henry Ward Beecher, Ralph Waldo Emerson 같은 활동가들이 포함되었습니다. 유명한 웅변가이자 전직 도망친 노예인 Frederick Douglass는 마지막 연사로 예정되었으나, Henry는 그가 참석하는 것을 거부하며 "나는 colored man의 강연을 Smithsonian의 방에서 하게 하지 않겠습니다"라고 말했습니다.
2014년 가을에 역사 저자 Jeremy T.K. Farley는 The Civil War Out My Window: Diary of Mary Henry를 발표했습니다. 262페이지의 책은 1855년부터 1878년까지의 Henry의 딸 Mary의 일기를 담고 있었습니다. 일기 전체에서 Henry는 그의 딸이 아버지에 대해 열렬한 애정을 보였던 딸에 의해 반복적으로 언급되었습니다.
항공학에 대한 영향
Prof. Henry는 New Hampshire의 풍선 조종사이자 가벼운 공기 가스의 현상에 관심을 가졌으며, 특히 오늘날 우리가 Jet stream이라고 부르는 상층 바람에 대한 기상학 연구를 수행한 Prof. Thaddeus Lowe에게 소개되었습니다. Lowe의 의도는 거대한 가스로 팽창한 비행선을 활용하여 대서양 횡단 여행을 하는 것이었습니다. Henry는 Lowe의 노력에 큰 관심을 가졌으며, 당시의 저명한 과학자 및 기관들 사이에서 그를 홍보했습니다.
1860년 6월, Lowe는 거대한 풍선으로 성공적인 시험 비행을 수행했으며, 처음에는 the City of New York이라고 명명되었고 나중에 The Great Western으로 개명되어, Philadelphia에서 Medford, New York으로 비행했습니다. Lowe는 1861년 늦봄까지 대서양 횡단 비행을 시도할 수 없었기 때문에, Henry는 그를 더 서쪽의 지점으로 풍선을 가져가서 풍선을 동쪽 해안으로 날리도록 설득했으며, 이는 그의 투자자들의 관심을 유지할 것입니다.
Lowe는 1861년 3월에 여러 개의 작은 풍선을 Cincinnati, Ohio로 가져갔습니다. 4월 19일에, 그는 Confederate South Carolina에 착륙하게 된 운명적인 비행을 시작했습니다. Southern States가 Union에서 분리되고 1861년의 겨울과 봄 동안 내전이 시작되면서 Lowe는 대서양 횡단 비행의 추가 시도를 포기하고 Henry의 승인과 함께 Washington, D.C.로 가서 연방 정부에 항공술사로서의 자신의 서비스를 제공했습니다. Henry는 당시의 Pennsylvania의 미국 국방부 장관 Simon Cameron에게 편지를 제출했으며, 이는 Henry의 승인을 전달했습니다:
Henry의 추천으로 Lowe는 United States Army/"Union Army" Balloon Corps를 형성했으며, Army of the Potomac과 함께 내전 "항공술사"로 2년을 복무했습니다.
말년
유명한 과학자이자 Smithsonian Institution의 이사로서 Henry는 조언을 구하는 다른 과학자들과 발명가들로부터 방문을 받았습니다. Henry는 참을성 있고, 친절하고, 자제력 있으며, 부드럽고 재미있었습니다. 그러한 방문객 중 한 명은 1875년 3월 1일에 Henry에게 소개 편지를 가지고 온 Alexander Graham Bell이었습니다. Henry는 Bell의 실험 apparatus를 보는 것에 관심을 보였으며, Bell은 다음날 돌아왔습니다. 시연 후, Bell은 음성 주파수에 따라 조정된 여러 개의 강철 갈대를 가진 "harp apparatus"를 통해 인간의 음성을 전기로 전송하는 방법에 대한 입증되지 않은 이론을 언급했습니다. Henry는 Bell이 "위대한 발명의 싹"을 가졌다고 말했습니다. Henry는 Bell에게 발명을 완성할 때까지 자신의 아이디어를 발표하지 말 것을 조언했습니다. Bell이 필요한 지식이 부족하다고 반박했을 때, Henry는 단호히 조언했습니다: "그것을 얻으세요!"
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