Биография Томаса Юнга

Томас Юнг, 1773 – 1829, английский ученый

13 июня 1773 г. в британском городе Милвертон родился незаурядный ребенок, которому суждено было стать знаменитым ученым, одним из создателей волновой теории света.

Воспитанием Томаса занимался дед – купец Роберт Дэвис, очень образованный человек. В два года мальчик уже выучился читать – по Библии. В четыре увлекся поэзией А. Поупа и О. Голдсмита и знал ее назубок, к шести – прочел «Робинзона Крузо» и «Гулливера», а еще с помощью соседа священника изучал латынь.

Затем вундеркинд обучался в пансионах, где полностью прошел курс арифметики, прочитал в подлиннике Вергилия, Горация, Ксенофонта и Гомера, пользуясь иллюстрированными книгами друзей, освоил итальянский и французский языки. В 13 лет Томас «очаровался восточной литературой» – изучил древнееврейский язык, чтобы читать Библию в оригинале, а заодно – арабский, персидский, арамейский и сирийский. Помимо успехов в гуманитарных дисциплинах, Юнг преуспел и в естественных науках. Один из учителей дал ему «Лекции по естественной философии» Б. Мартина, и Томас заинтересовался оптикой. Во время каникул отец подарил Томасу книгу Дж. Пристли об атмосфере, а знакомый, занимавшийся ведением метеорологического журнала, одолжил квадрант (астрономо геодезический прибор для измерения вертикальных углов), которым школяр перемерил высоту всех окрестных холмов.

В 15 лет юноша заболел туберкулезом легких. Недуг сблизил его с двоюродным дедом врачом. По протекции родственника Томас поступил в лондонскую медицинскую школу и в госпиталь Святого Георгия.

Стоит заметить, что медицина в то время считалась благородным и высокодоходным занятием, которое требовало разнообразных (естественнонаучных, гуманитарных и пр.) познаний.

К этому же периоду относится первая научная работа Юнга – статья об аккомодации зрения (способности видеть предметы, находящиеся на различных расстояниях от глаза). 30 мая 1793 г. Юнг сделал доклад Королевскому научному обществу о том, что хрусталик обладает волокнистой структурой и приспособлен к изменению формы. После этого, невзирая на резкую критику некоторых ученых мужей, 20 летний юноша стал членом Общества.

Для продолжения образования Томас отправился в либеральный Эдинбургский университет. Основной акцент там делался на практику. С профильными преподавателями отношения у Юнга не сложились – в основном из за спора об аккомодации, – но по остальным предметам ему сопутствовала удача. Он посещал занятия по греческому языку, совместно с преподавателем составил хрестоматию античного творчества. Прочитал современную классическую литературу – в т. ч. «Дон Кихота» М. Сервантеса и «Неистового Роланда» Л. Ариосто. Увлекся театром, танцами и музыкой. А в 1796 г. защитил диссертацию, посвященную механизму человеческого голоса, и получил сразу три докторские степени: в области общей медицины, акушерства и хирургии. В диссертации, помимо исследования физиологии, была представлена универсальная транскрипция из 47 знаков – для фиксации всех возможных звуковых сочетаний, которые способен воспроизводить голосовой аппарат.

После защиты Юнг поехал в путешествие по северной Германии, а вернувшись, поступил в кембриджский Колледж Эммануэля. Впрочем, эдинбургским друзьям он писал, что не посещает занятий по предметам, которые и так ему прекрасно известны, а время проводит за чтением и физическими экспериментами. В частности, занимается углубленным изучением колебаний, распространяемых как в газах, так и в жидкостях.
В 1800 г. Юнг переехал в Лондон, намереваясь заняться врачеванием. Но вместо этого увлекся волновой теорией света. Еще в Эдинбурге, подрабатывая канатоходцем, студент начал размышлять над вопросами колебания, растяжения, сжатия и сдвига струны. А еще – задумал один эксперимент, осуществить который смог лишь в Лондоне. Обматывая струны серебряной нитью и направляя на определенные точки луч света, Юнг наблюдал за движениями струн и в итоге сделал вывод, что свет – это не просто отдельные частицы, а волны, продольно колеблющиеся во всепроникающей среде, т. е. в эфире.

Хотя обосновать существование эфира Юнг так и не смог, его открытия ознаменовали новую эпоху в оптике. Далее ученый опубликовал две статьи, где ввел понятия физической оптики и световой волны, описал астигматизм, представил гипотезу, согласно которой восприятие цвета зависит от присутствия в сетчатке трех видов нервных волокон.

В мае 1801 г. Юнг сформулировал общий принцип интерференции. Отказавшись от мысли, что волны при наложении способны только усиливаться, он доказал возможность их ослабления и даже взаимоуничтожения. Непременным условием интерференции, по Юнгу, является соединение двух частей одного и того же луча. Накладываясь одна на другую, две волны могут создавать стабильную, отчетливую картину взаимного усиления или ослабления только тогда, когда их амплитуды близки, а разность хода постоянна. Чтобы пронаблюдать это явление, ученый разделил луч на два потока посредством близко расположенных отверстий в непрозрачной ширме, напротив которой был установлен белый экран. Два световых конуса, образовавшиеся за ширмой, расширились из за дифракции (отклонения света от прямолинейного направления при наличии препятствия), частично перекрылись и в области перекрытия образовали серию чередующихся светлых и темных полос. Когда одно отверстие закрывалось, полосы исчезали, а вместо них появлялись дифракционные кольца. Связав интерференцию с дифракцией, Юнг впервые точно измерил длину световой волны.

Пытаясь использовать теорию волн в геологии и геодезии, ученый определил, что колебания земной коры сходны с продольными колебаниями звуковых волн. Это поставило вопрос о форме Земли. Если Ньютон утверждал, что она вытянутая (эллиптическая), то Юнг доказал ее неправильность, грушевидность.

В 1807 г. Юнг издал руководство по истории греческого письма, после чего обратился к обугленным папирусам из древнеримского города Геркуланума. И не только прочитал их, но и сделал транскрипцию нескольких образцов. Затем загорелся идеей дешифровать древнеегипетскую письменность. И, проштудировав известнейшие труды по языкознанию, сделал вывод: тексты египтян нельзя разобрать по буквам и звукам – иероглифы отображают целые понятия, а не конкретные предметы. Эту гипотезу ученый изложил в статье для Британской энциклопедии, куда включил словарик из 218 иероглифических и 200 демотических (аббревиатурных) знаков, верно определив значение 80 слов.

В январе 1811 г. Юнг стал врачом госпиталя Святого Георгия. Однако практика шла вяло, медицинские книги и тексты лекций продавались плохо. Поэтому ученый устроился рецензентом на верфь. Рассматривая целесообразность мер для развития военно морского флота, Томас рассчитал модуль упругости, определяющий способность твердого тела упруго деформироваться при приложении к нему силы, и предложил отказаться от перпендикулярных конструкций, которые создавали чрезмерные напряжения в корпусе судна при спуске на воду.
С 1814 г. Юнг – член рабочего комитета Королевского общества по газификации Лондона. После взрыва на газовом заводе комиссия должна была определить безопасную длину и диаметр газовых труб, и расчеты Юнга позволили создать эффективную шахтерскую лампу.
В 1820 г. Юнг выступил за устройство постоянной обсерватории на мысе Доброй Надежды, которая должна была работать над теми же вопросами, что и Гринвичская обсерватория, и попутно опубликовал несколько работ по астрономии.

Помимо прочего, в 1820 х Томас Юнг занялся новым для того времени бизнесом – страхованием жизни, что обеспечило ему хороший доход. По иронии судьбы, летом 1828 года во время визита в Женеву ученый неожиданно почувствовал упадок сил. Вскоре у него начались кашель, одышка и кровохаркание, и 10 мая 1829 г. Юнг скончался.