Видение мотивирует, поддерживает и развеивает сомнения.
Thomas Young был британским полиматом, который внес значительный вклад в области зрения, света, механики твердого тела, энергии, физиологии, языков, музыкальной гармонии и египтологии. Он "сделал ряд оригинальных и проницательных инноваций" в расшифровке египетских иероглифов, в частности Розеттского камня, прежде чем Jean-François Champollion в конечном итоге развил его работу.
Thomas Young описан как "Последний человек, который знал всё". Его работа повлияла на работы William Herschel, Hermann von Helmholtz, James Clerk Maxwell и Albert Einstein. Thomas Young признан основателем волновой теории света, в отличие от корпускулярной теории Isaac Newton. Работа Young была впоследствии поддержана работой Augustin-Jean Fresnel.
Личная жизнь
Young принадлежал квакерской семье из Milverton, Somerset, где он родился в 1773 году, старший из десяти детей. В возрасте четырнадцати лет Young уже изучил греческий и латинский языки.
Young начал изучать медицину в Лондоне в St Bartholomew's Hospital в 1792 году, переехал в медицинскую школу University of Edinburgh в 1794 году, а через год отправился в Göttingen, Lower Saxony, Germany, где получил степень доктора медицины в 1796 году от University of Göttingen. В 1797 году он поступил в Emmanuel College, Cambridge. В том же году он унаследовал имущество своего двоюродного деда, Richard Brocklesby, что сделало его финансово независимым, и в 1799 году он установил себя врачом по адресу 48 Welbeck Street, London, отмеченному теперь голубой доской. Young опубликовал многие из своих первых академических статей анонимно, чтобы защитить его репутацию как врача.
В 1801 году Young был назначен профессором натуральной философии, в основном физики, в Royal Institution. За два года он прочитал 91 лекцию. В 1802 году он был назначен иностранным секретарем Royal Society, членом которой он был избран в 1794 году. Он ушел с должности профессора в 1803 году, опасаясь, что его обязанности будут мешать его медицинской практике. Его лекции были опубликованы в 1807 году в Course of Lectures on Natural Philosophy и содержат ряд предчувствий более поздних теорий.
В 1811 году Young стал врачом St George's Hospital, а в 1814 году участвовал в комитете, назначенном для рассмотрения опасностей, связанных с общим внедрением газового освещения в Лондон. В 1816 году он был секретарем комиссии, задачей которой было определение точной длины секундного маятника, или маятника длины маятника, период которого ровно 2 секунды, а в 1818 году он стал секретарем Board of Longitude и суперинтендантом HM Nautical Almanac Office.
Young был избран иностранным почетным членом American Academy of Arts and Sciences в 1822 году. За несколько лет до своей смерти он заинтересовался страхованием жизни, и в 1827 году он был избран одним из восьми иностранных членов French Academy of Sciences. В том же году он стал членом первого класса, проживающим за границей, Royal Institute of the Netherlands. В 1828 году он был избран иностранным членом Royal Swedish Academy of Sciences.
В 1804 году Young женился на Eliza Maxwell. У них не было детей.
Young умер в возрасте 56 лет в Лондоне 10 мая 1829 года, страдая от повторяющихся приступов "астмы". Его вскрытие выявило атеросклероз аорты. Его тело было похоронено на кладбище St. Giles Church в Farnborough, в графстве Kent. Westminster Abbey хранит белую мраморную доску в память о Young, с эпитафией Hudson Gurney:
Священной памяти Thomas Young, M.D., Члена и иностранного секретаря Royal Society, Члена National Institute of France; человека, равно выдающегося почти в каждом отделе человеческих знаний. Наделенный терпением неустанного труда, обладавший способностью интуитивного восприятия, который, принося равное мастерство к наиболее отвлеченным исследованиям букв и науки, первым установил волнообразную теорию света и первым проник в темноту, которая на протяжении веков скрывала иероглифы Египта. Дорогой своим друзьям благодаря своим домашним добродетелям, почитаемый миром за его неоспоримые познания, он умер с надеждой на Воскресение справедливых. — Родился в Milverton, в Somersetshire, 13 июня 1773 года. Умер в Park Square, London, 10 мая 1829 года, в возрасте 56 лет.
Young пользовался большим уважением своих друзей и коллег. Говорили, что он никогда не навязывал свои знания, но при необходимости мог легко ответить даже на самый сложный научный вопрос. Хотя он был очень ученым, у него была репутация иногда испытывать затруднения в передаче своих знаний. Один из его современников сказал: "Его слова не были из употребляемых в разговорной речи, и расположение его идей редко совпадало с теми, с кем он разговаривал. Он поэтому был менее пригоден, чем любой человек, которого я когда-либо знал, для передачи знаний."
Религиозные взгляды
Хотя он иногда занимался религиозными темами истории Египта и писал об истории христианства в Nubia, о личных религиозных взглядах Young известно немного. По словам George Peacock, Young никогда не говорил с ним о морали, метафизике или религии, хотя по словам жены Young, его позиция показала, что "его квакерское воспитание сильно повлияло на его религиозные практики." Авторитетные источники описали Young как культурного христианского квакера.
Hudson Gurney сообщил, что перед браком Young должен был присоединиться к Church of England и был крещен позже. После того, как его работа по физике получила критику от Henry Brougham, Young заявил: "Я решил ограничить мои исследования и мой труд только медицинскими вопросами. За таланты, которые Бог мне не дал, я не несу ответственности, но те, которыми я обладаю, я до сих пор развивал и применял так усердно, как мне позволяли мои возможности; и я продолжу применять их с усердием и в спокойствии к той профессии, которая постоянно была конечной целью всех моих трудов.
Gurney отметил, что Young "сохранил много своего старого вероисповедания и привнес в свои библейские исследования привычку исследования языков и обычаев," а не привычку прозелитизма. Тем не менее, за день до своей смерти Young участвовал в религиозных таинствах; как сообщается в Edinburgh Journal of Science David Brewster: "После некоторой информации о его делах и некоторых инструкций относительно иероглифических бумаг у него, он сказал, что, полностью сознавая свое положение, он принял таинства церкви в день, предшествующий... Его религиозные взгляды были им самим охарактеризованы как либеральные, хотя ортодоксальные. Он обширно изучал Писание, предписания которого глубоко запечатлелись в его уме с самых ранних лет; и он свидетельствовал веру, которую исповедовал, в непоколебимом курсе полезности и добропорядочности."
Исследования
Волновая теория света
По мнению самого Young, из его многих достижений самым важным было установление волновой теории света. Для этого он должен был преодолеть столетнюю точку зрения, выраженную в почтенной работе Newton's Opticks, что свет — это частица. Тем не менее, в начале XIX века Young выдвинул ряд теоретических причин, поддерживающих волновую теорию света, и разработал две стойких демонстрации в поддержку этой точки зрения. С помощью волнового танка он продемонстрировал идею интерференции в контексте водных волн. Благодаря опыту интерференции Young, предшественнику двухщелевого опыта, он продемонстрировал интерференцию в контексте света как волны.
Young, выступая 24 ноября 1803 года перед Royal Society of London, начал свое теперь классическое описание этого исторического эксперимента:
Эксперименты, о которых я собираюсь рассказать ... могут быть повторены с большой легкостью, когда светит солнце, и без каких-либо других приборов, чем те, что под рукой у каждого.
В своей последующей статье, озаглавленной Experiments and Calculations Relative to Physical Optics 1804, Young описывает эксперимент, в котором он разместил карточку размером примерно 0,85 миллиметра 0,033 дюйма в пучке света из единственного отверстия в окне и наблюдал полосы цвета в тени и по сторонам карточки. Он заметил, что помещение еще одной карточки перед или позади узкой полосы так, чтобы предотвратить попадание светового пучка на один из его краев, приводило к исчезновению полос. Это подтверждало утверждение, что свет состоит из волн.
Young выполнил и проанализировал ряд экспериментов, включая интерференцию света от отражения соседних пар микрометровых канавок, от отражения тонких пленок мыла и масла, а также от Newton's rings. Он также выполнил два важных эксперимента дифракции с использованием волокон и длинных узких полос. В своем Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts 1807 он отдает должное Grimaldi за первые наблюдения полос в тени объекта, помещенного в пучок света. В течение десяти лет большая часть работы Young была воспроизведена, а затем расширена Augustin-Jean Fresnel.
Модуль Юнга
Young описал характеристику упругости, ставшую известной как модуль Юнга, обозначаемый как E, в 1807 году, и далее описал его в своем Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts. Однако первое использование концепции модуля Юнга в экспериментах было Giordano Riccati в 1782 году — на 25 лет раньше Young. Кроме того, эта идея может быть прослежена до статьи Leonhard Euler, опубликованной в 1727 году, примерно на 80 лет раньше статьи Thomas Young 1807 года.
Модуль Юнга связывает напряжение давление в теле с его связанной деформацией изменением длины как отношение первоначальной длины; то есть напряжение = E × деформация для образца, нагруженного в одном направлении. Модуль Юнга независим от исследуемого компонента; то есть это неотъемлемое свойство материала термин модуль обозначает неотъемлемое свойство материала. Модуль Юнга позволил впервые предсказать деформацию компонента, подверженного известному напряжению, и наоборот. До внесения Young вклада инженеры были вынуждены применять соотношение Hooke's F = kx для определения деформации x тела, подверженного известной нагрузке F, где константа k является функцией как геометрии, так и рассматриваемого материала. Нахождение k требовало физического тестирования для любого нового компонента, так как соотношение F = kx зависит как от геометрии, так и от материала. Модуль Юнга зависит только от материала, не от его геометрии, что позволило совершить революцию в инженерных стратегиях.
Проблемы Young с иногда неясным выражением себя были показаны его собственным определением модуля: "Модуль упругости любого вещества — это столб того же вещества, способный производить давление на его основание, которое относится к весу, вызывающему определенную степень сжатия, как длина вещества к уменьшению его длины." Когда это объяснение было представлено лордам Адмиралтейства, их писарь написал Young, сказав "Хотя наука пользуется большим уважением у их Светлостей и ваша статья высоко ценится, она слишком ученая ... короче говоря, она не понимается."
Зрение и теория цвета
Young также называют основателем физиологической оптики. В 1793 году он объяснил способ, которым глаз приспосабливается к зрению на различных расстояниях, в зависимости от изменения кривизны хрусталика; в 1801 году он первым описал астигматизм; и в своих лекциях он представил гипотезу, впоследствии разработанную Hermann von Helmholtz, теорию Young–Helmholtz, что восприятие цвета зависит от наличия в сетчатке трех видов нервных волокон. Это предвещало современное понимание цветного зрения, в частности открытие того, что глаз действительно имеет три цветных рецептора, которые чувствительны к различным диапазонам длин волн.
Уравнение Young–Laplace
В 1804 году Young развил теорию капиллярных явлений на принципе поверхностного натяжения. Он также заметил постоянство угла контакта поверхности жидкости с твердым веществом и показал, как из этих двух принципов вывести явления капиллярного действия. В 1805 году Pierre-Simon Laplace, французский философ, открыл значение радиусов менисков по отношению к капиллярному действию.
В 1830 году Carl Friedrich Gauss, немецкий математик, объединил работу этих двух ученых, чтобы вывести уравнение Young–Laplace, формулу, которая описывает разность капиллярного давления, возникающую на границе раздела между двумя статическими жидкостями.
Young был первым, кто определил термин "энергия" в современном смысле.
Уравнение Young и уравнение Young–Dupré
Уравнение Young описывает угол смачивания капли жидкости на плоской твердой поверхности как функцию поверхностной свободной энергии, энергии границы раздела и поверхностного натяжения жидкости. Уравнение Young было развито дальше примерно 60 лет спустя Dupré для учета термодинамических эффектов, и это известно как уравнение Young–Dupré.
Медицина
В физиологии Young внес важный вклад в гемодинамику в Croonian lecture 1808 года о "Functions of the Heart and Arteries," где он вывел формулу для скорости волны
