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托马斯·杨

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托马斯·杨(Thomas Young,1773年6月14日-1829年5月29日),亦称“杨氏”,英国科学家、医生、通才,曾被誉为“世界上最后一个什么都知道的人”。曾是英国医生、物理学家,光的波动说的奠基人之一。他不仅在物理学领域领袖群英、名享世界,而且涉猎甚广,光波学、声波学、流体动力学、造船工程、潮汐理论、毛细作用、用摆测量引力、虹的理论……力学、数学、光学、声学、语言学、动物学、埃及学……他对艺术还颇有兴趣,热爱美术,几乎会演奏当时的所有乐器,并且会制造天文器材,还研究了保险经济问题。而且托马斯·杨擅长骑马,并且会耍杂技走钢丝。

 

传奇人生

 

这是一个将科学和艺术并列研究、对生活充满热望的天才,我们几乎可以这样说:他生命中的每一天都没有虚度。

 

天才儿童

 

1773年6月13日,托马斯·杨出生于英国萨默塞特郡米尔弗顿一个富裕的贵格会教徒家庭,是10个孩子中的老大,他从小受到良好教育,天才禀赋自幼年起就大张旗鼓地显露开来,是个不折不扣的神童。

杨2岁时学会阅读,对书籍表现出强烈的兴趣;4岁能将英国诗人的佳作和拉丁文诗歌背得滚瓜烂熟;不到6岁已经把圣经从头到尾看过两遍,还学会用拉丁文造句;9岁掌握车工工艺,能自己动手制作一些物理仪器;几年后他学会微积分和制作显微镜与望远镜;14岁之前,他已经掌握10多门语言,包括希腊语、意大利语、法语等等,不仅能够熟练阅读,还能用这些语言做读书笔记;之后,他又把学习扩大到了东方语言——希伯来语、波斯语、阿拉伯语;他不仅阅读了大量的古典书籍,在中学时期,就已经读完了牛顿的《原理》、拉瓦锡的《化学纲要》以及其他一些科学著作,才智超群。杨26岁时,著名的罗塞塔石碑被发现。石碑上刻了三种文字:古埃及象形文、古埃及通俗文字和希腊文。首先阐释这些象形文字的人是法国人商博良,但杨却是把碑文的译文发表成书的第一人。

杨长大后,在职业的选择方面受到了叔父的影响(这位当医生的叔父几年后去世,为杨留下了一笔巨大的遗产,包括房屋、书籍、艺术收藏和1万英镑现款,这笔遗产使他后来在经济上完全独立,能够把他所有的才华都发挥在需要的地方)。

 

奇人杨

 

19岁时,杨来到伦敦学习医学,和当时所有的欧洲学子一样,他极力打入上流社会,经常拜访政治家伯克、画家雷诺兹以及贵族社会的一些成员。1794年,杨21岁,由于研究了眼睛的调节机理,他成为皇家学会会员。1795年,他来到德国的格丁根大学学习医学,一年后便取得了博士学位。

他对医学的学习一直继续到1797年,当时在剑桥的伊曼纽尔学院,同学们都称他为“奇人杨”,嘲弄之外还是能听出敬畏之音。1799年完成学习的时候,他已经读完了一些著名数学家关于振动弦的著作,并进行了深入钻研,提出了自己的一些理论,不过后来他发现他所提出的理论已经有人提出过。这是杨在理论研究领域初次展露才华。

值得一提的是,尽管父母送他进过不少名校,但杨还是把自学当作最主要的学习手段。大胆质疑权威

杨热爱物理学,在行医之余,他也花了许多时间研究物理。

牛顿曾在其《光学》的论著中提出光是由微粒组成的,在之后的近百年时间,人们对光学的认识几乎停滞不前,直到托马斯·杨的诞生,他成为开启光学真理的一把钥匙,为后来的研究者指明了方向。

杨爱好乐器,几乎能演奏当时的所有乐器,这种才能与他对声振动的深入研究是分不开的。光会不会也和声音一样,是一种波?杨做了著名的杨氏干涉实验,为光的波动说奠定了基础。

这个著名的实验如今已经进入中学物理课本:让通过一个小针孔S0的一束光,再通过两个小针孔S1和S2,变成两束光。这样的两束光来自同一光源,所以它们是相干的,结果表明,在光屏上果然看见了明暗相间的干涉图样;后来,又以狭缝代替针孔,进行了双缝实验,得到了更明亮的干涉条纹。

然而,这个理论在当时并没有受到应有的重视,还被权威们讥为“荒唐”和“不合逻辑”,这个自牛顿以来在物理光学上最重要的研究成果,就这样被缺乏科学讨论气氛的守旧的舆论压制了近20年。

杨并没有向权威低头,而是为此撰写了一篇论文,不过论文无处发表,只好印成小册子,据说发行后“只印出了一本”。杨在论文中勇敢地反击:“尽管我仰慕牛顿的大名,但是我并不因此而认为他是万无一失的。我遗憾地看到,他也会弄错,而他的权威有时甚至可能阻碍科学的进步。”

 

玩主

 

杨在物理光学领域的研究是具有开拓意义的,他第一个测量了7种光的波长,最先建立了三原色原理:指出一切色彩都可以从红、绿、蓝这三种原色中得到。杨对弹性力学也很有研究,后人为了纪念他的贡献,把纵向弹性模量称为杨氏模量。

1814年,41岁的时候,杨对象形文字产生了兴趣。拿破仑远征埃及时,发现了刻有两种文字的著名的罗塞达碑,这块碑后来被运到了伦敦。罗塞达碑据说是公元前2世纪埃及为国王祭祀时所竖,上部有14行象形文字,中部有32行世俗体文字,下部有54行古希腊文字。之前已经有人研究过,但并未取得突破性进展。杨解读了中下部的86行字,破译了王室成员13位中的9个人名,根据碑文中鸟和动物的朝向,发现了象形文字符号的读法。

这大约是在1816年前后的事。当时杨对光学研究失去了信心,甚至有人讥讽他为疯子,以致他十分沮丧。他便利用其丰富的语言学知识,转向考古学研究。由于杨的这一成果,诞生了一门研究古埃及文明的新学科。1829年托马斯·杨去世时,人们在他的墓碑上刻上这样的文字——“他最先破译了数千年来无人能解读的古埃及象形文字”。

晚年的杨已经成为举世闻名的学者,为大英百科全书撰写过40多位科学家传记以及无数条目,包罗万象。同时他还为一家重要的保险公司担任过统计检查官,并被任命为《航海天文历》的主持人,做了不少工作以改进实用天文学和航海援助。

除了科学,他还沉浸于艺术,过着多姿多彩的生活:音乐、美术甚至杂技一直滋养着他的生命。他精力旺盛的一生于1829年结束,终年56岁。就在他去世前还在编写一本埃及字典。

托马斯·杨

 

主要贡献

 

杨氏双缝实验

 

托马斯·杨在物理学上作出的最大贡献是关于光学,特别是光的波动性质的研究。1801年他进行了著名的杨氏双缝实验,证明光以波动形式存在,而不是牛顿所想象的光颗粒(Corpuscles),该实验被评为“物理最美实验”之一。二十世纪初物理学家将杨的双缝实验结果和爱因斯坦的光量子假说结合起来,提出了光的波粒二象性,后来又被德布罗意利用量子力学引申到所有粒子上。

 

杨氏模量

 

杨氏模量是材料力学中的名词,用来测量一个物体的弹性。

 

视觉和颜色

 

托马斯·杨曾被誉为是生理光学的创始人。他在1793年提出人眼里的晶状体会自动调节以适应所见的物体的远近。他也是第一个研究散光的医生(1801年)。后来,他提出色觉取决于眼睛里的三种不同的神经,分别感觉红色,绿色,和紫色。后来亥姆霍兹对此理论进行了改进。此理论在1959年由实验证明。

 

医学

 

托马斯·杨对血流动力学的贡献包括:在英国皇家医学院所作的报告,题为“心脏和血管的功能”(1808年);《医学文学的介绍》(1813年);《实践鼻科》(1813年);《虚损类病的历史和治疗》(1815年);等等。

英国科学家托马斯·杨

 

语言

 

托马斯·杨曾对400种语言做了比较,并在1813年提出“印欧语系”。此语系曾在165年前由荷兰语言学家凡·伯克斯和恩第一次提出(1647年)。

 

埃及象形字

 

托马斯·杨也是最先尝试翻译埃及象形文的欧洲人之一(另外两人分别是法国人德·萨西和瑞典人阿克布拉德)。

 

作品

 

1、《自然哲学与机械工艺课程》(1807年)

2、《医学文献介绍及实用疾病分类学》(1813年)

3、《拉普拉斯天体力学原理阐明》(1821年)

4、《声和光的实验和探索纲要》(1801年)

5、《对视觉过程的观察》(1973年)

6、《自然哲学讲义》(1807年)

 

荣誉

 

1、1794年被选为英国皇家学会会员。

2、当选为法国科学院院士。

 

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