Томас Юнг

Томас Юнг (англ. Thomas Young; 13 июня 1773, Милвертон, Сомерсет — 10 мая 1829, Лондон) — английский учёный-энциклопедист, физик, врач, астроном и египтолог. Считается одним из основоположников волновой теории света, автором модуля упругости (модуль Юнга) и одним из первых исследователей, внесших вклад в дешифровку египетских иероглифов. Член Лондонского королевского общества (1794), иностранный член Парижской академии наук (1827).

Биография

Ранние годы и образование

Томас Юнг родился в семье квакеров в графстве Сомерсет. Был старшим из десяти детей. С раннего возраста демонстрировал незаурядные способности: к двум годам научился читать, к четырнадцати — владел греческим, латынью, французским, итальянским, древнееврейским, арамейским, сирийским, амхарским и некоторыми другими языками. В 1792 году поступил в Эдинбургский университет, где изучал медицину, затем продолжил обучение в Гёттингенском университете (1795) и Кембриджском университете (1797). В 1799 году получил степень доктора медицины и начал врачебную практику в Лондоне.

Научная карьера

В 1801 году Юнг был назначен профессором натурфилософии (физики) в Королевском институте в Лондоне. В этот период он прочитал цикл лекций, охватывавших широкий круг вопросов — от механики до оптики. В 1802 году стал секретарем Королевского общества по иностранным делам. С 1811 года работал врачом в больнице Святого Георгия. Параллельно занимался исследованиями в области физики, физиологии и лингвистики.

Научные достижения

Волновая теория света

Основной вклад Юнга в физику связан с развитием волновой теории света. В начале XIX века господствовала корпускулярная теория Исаака Ньютона, согласно которой свет представляет собой поток частиц. Юнг, опираясь на работы Христиана Гюйгенса, выдвинул гипотезу о волновой природе света.

Опыт Юнга

В 1801 году Юнг провел эксперимент, ставший классическим. Он пропустил солнечный свет через два близко расположенных отверстия в непрозрачном экране. На расположенной позади экрана поверхности наблюдалась не просто два световых пятна, а система чередующихся светлых и темных полос — интерференционная картина. Юнг объяснил это явление наложением (интерференцией) световых волн, исходящих из двух отверстий. В тех местах, где гребни волн совпадали, свет усиливался (светлые полосы), а там, где гребень одной волны накладывался на впадину другой, происходило гашение (темные полосы). Этот опыт стал решающим доказательством волновой природы света.

Принцип интерференции

Юнг сформулировал принцип интерференции, который описывает перераспределение интенсивности света при наложении когерентных волн. Он также ввел понятие длины волны и определил длины волн для различных цветов видимого спектра. Его расчеты показали, что длина волны красного света составляет около 0,7 микрона, а фиолетового — около 0,4 микрона.

Модуль упругости (модуль Юнга)

В области механики Юнг ввел понятие модуля упругости — физической величины, характеризующей способность материала сопротивляться растяжению или сжатию при упругой деформации. Обозначается буквой E. Модуль Юнга численно равен отношению механического напряжения к относительному удлинению образца. Эта характеристика широко используется в материаловедении и инженерных расчетах.

Физиология зрения

Юнг провел ряд исследований физиологии зрения. Он выдвинул теорию цветового зрения, известную как трехкомпонентная теория. Согласно этой теории, в сетчатке глаза человека существуют три типа рецепторов (колбочек), чувствительных к трем основным цветам: красному, зеленому и синему. Комбинация сигналов от этих рецепторов позволяет воспринимать все многообразие цветов. Эта теория впоследствии была подтверждена и развита Германом Гельмгольцем и лежит в основе современной колориметрии.

Юнг также впервые описал явление астигматизма — дефекта зрения, связанного с неправильной формой роговицы или хрусталика, и сам страдал этим заболеванием.

Египтология и дешифровка иероглифов

В начале XIX века Юнг заинтересовался дешифровкой египетских иероглифов. В 1814 году он начал изучение Розеттского камня — стелы с текстом на древнеегипетском (иероглифическом и демотическом) и древнегреческом языках. Юнг первым установил, что демотическое письмо является скорописной формой иероглифического. Он также определил звуковое значение некоторых иероглифов и правильно прочитал имя Птолемея, заключенное в картуш. Однако Юнг не смог полностью дешифровать систему письма, считая, что большинство иероглифов являются символами, а не буквами. Его работа была продолжена и завершена Жаном-Франсуа Шампольоном, который признал вклад Юнга в эту область.

Другие области исследований

Теория капиллярности

Юнг разработал теорию капиллярных явлений, объясняющую подъем жидкости в тонких трубках и смачивание поверхностей. Он ввел понятие краевого угла смачивания и показал, что форма поверхности жидкости в капилляре определяется балансом сил поверхностного натяжения.

Астрономия

Юнг занимался астрономическими наблюдениями. Он изучал движение планет, комет и звезд. В 1807 году опубликовал работу, в которой предложил метод определения расстояния до звезд с помощью параллакса, хотя практическая реализация этого метода стала возможной лишь в XX веке.

Лингвистика

Помимо египтологии, Юнг занимался сравнительным языкознанием. Он составил список из 400 слов, общих для различных индоевропейских языков, и предложил термин «индоевропейские языки», который впоследствии стал общеупотребительным.

Критика и признание

При жизни Юнг не получил широкого признания за свои физические теории. Многие современники, особенно сторонники корпускулярной теории, критиковали его волновую модель. Однако после работ Огюстена Френеля, развившего математический аппарат волновой оптики, идеи Юнга были полностью приняты научным сообществом.

Вклад Юнга в египтологию также оценивался неоднозначно. Некоторые исследователи считали, что он недооценил фонетический характер иероглифов. Тем не менее, его роль как пионера в этой области признается.

Память

Именем Томаса Юнга названы:

• Кратер на Луне.
• Астероид (21658) Юнг.
• Модуль упругости (модуль Юнга).
• Медаль Томаса Юнга, вручаемая за выдающиеся достижения в области оптики.

Источники

• Wood, A. (1954). Thomas Young: Natural Philosopher, 1773–1829. Cambridge University Press.
• Robinson, A. (2006). The Last Man Who Knew Everything: Thomas Young, the Anonymous Polymath Who Proved Newton Wrong, Explained How We See, Cured the Sick, and Deciphered the Rosetta Stone. Pi Press.
• Кудрявцев, П. С. (1982). История физики. Том 1. Москва: Просвещение.
• Большая советская энциклопедия. (1978). Том 30. Москва: Советская энциклопедия.