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英国医生、物理学家托马斯·杨出生

浅草 2017-04-21
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  1773年6月13日,英国医生、物理学家,光的波动说的奠基人之一托马斯·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《自然哲学的数学原理》、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)。
  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。1800年起在伦敦行医并致力于科学研究。1801年在皇家学院任自然哲学教授。后任皇家学会秘书。
  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。
  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?杨做了著名的杨氏双缝干涉实验,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。”
  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。

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