Джон Тиндалл | |
---|---|
Родился | (02.08.1820) 2 августа 1820 г. г.. Лейлинбридж, графство Карлоу, Ирландия, UK |
умер | (1893-12-04) 4 декабря 1893 г. (73 года). Хаслмер, Суррей, Англия, Великобритания |
Национальность | Ирландец |
Alma mater | Марбургский университет |
Известен | атмосферой, физическим образованием,. эффектом Тиндаля, диамагнетизм,. инфракрасное излучение, тиндаллизация |
Награды | Королевская медаль (1853). Медаль Рамфорда (1864) |
Научная карьера | |
Поля | Физика, химия |
Учреждения | Королевский институт Великобритании |
Докторанты | Михайло Идворски Пупин |
Подпись | |
Джон Тиндалл ФРС (; 2 августа 1820 г. - 4 декабря 1893 г.) был выдающимся ирландским физиком XIX века. Его первоначальная научная известность возникла в 1850-х годах благодаря его исследованиям диамагнетизма. Позже он сделал открытия в области инфракрасного излучения и показал между атмосферным CO 2 и тем, что сейчас известно парниковый эффект в 1859 году.
Тиндаль также опубликовал более дюжины научных книг, которые познакомили широкую аудиторию с новейшими достижениями 19 века экспериментальной физикой. С 1853 по 1887 год он был профессором физики в Королевском институте Великобритании в Лондоне.
Тиндалл родился в Лейлинбридж, графство Карлоу, Ирландия. Его отец был местным полицейским констеблем, потомком эмигрантов из Глостершира, которые поселились на юго-востоке Ирландии около 1670 года. Тиндаль учился в местных школах (начальная школа Баллинабранна) в графстве Карлоу до позднего подросткового возраста, вероятно, был помощником учителя. ближе к концу своего пребывания там. Предметы, изучаемые в школе, в частности, включали технический рисунок и математику с приложениями этих к предметам землеустройству. Он был принят на работу чертежником в Артиллерийское управление Ирландии в позднем подростковом возрасте в 1839 году и перешел на работу в Артиллерийское управление в Великобритании в 1842 году. В десятилетие 1840-х годов наблюдался бум в строительстве железных дорог, и опыт землеустройства Тиндаля был ценен и востребован железнодорожными компаниями. Между 1844 и 1847 годами он прибыльно занимался планированием строительства железных дорог.
Джон Тиндалл около 1850 годаВ 1847 году Тиндалл решил стать учителем математики и геодезии в Куинвуд-колледже, школе-интернате в Хэмпшир. Вспоминая об этом решении позже, он писал: «Желание интеллектуального роста не оставило меня; и, когда работа на железной дороге пошла на убыль, я принял в 1847 году должность магистра в Куинвудском колледже ». Еще недавно одним прибывшим молодым учителем в Квинвуд был Эдвард Франкленд, который ранее работал ассистентом химической лаборатории в Британской геологической службе. Франкленд и Тиндаль стали хорошими друзьями. На предварительных знаниях Франкланда они решили поехать в Германию. Помимо прочего, Франкланд знал, что некоторые немецкие университеты опережают любые британские в экспериментальной химии и физике. (Британские по-прежнему были ориентированы на классику и математику, а не на лабораторные науки.) Пара переехала в Германию 1848 года и поступила в Марбургский летом университет, привлеченные репутацией Роберта Бунзена как учитель. Тиндаль учился у Бунзена два года. Возможно, более влиятельным на Тиндаля в Марбурге был профессор Герман Кноблаух, с Тиндаль поддерживал переписку в течение многих лет после этого. Марбургская диссертация Тиндаля была посвящена математическому анализу винтовых поверхностей в 1850 году (под руководством Фридриха Людвига Штегмана). Тиндаль остался в Германии еще на год, занимаясь исследованиями магнетизма с Кноблаухом, включая несколько месяцев визита в берлинскую лабораторию главного учителя Кноблаха, Генриха Густава Магнуса. Сегодня ясно, что Бунзен и Магнус были одними из лучших преподавателей экспериментальной того времени. Таким образом, когда Тиндаль вернулся в Англию летом 1851 года, он, вероятно, имел такое же хорошее образование в области экспериментальной науки, как и любой другой в Англии.
Первой оригинальной работой Тиндаля в области физики были его эксперименты по магнетизму и диамагнитной полярности, на которые он работал с 1850 по 1856 год. Два его самых влиятельных доклада были первыми, написанными в соавторстве с Кноблаухом. Один из них был озаглавлен «Магнитооптические свойства кристаллов и связь магнетизма и диамагнетизма с расположением» и датирован маем 1850 года. Эти двое описали вдохновенный эксперимент с вдохновенной интерпретацией. Эти и другие магнитные исследования очень скоро сделали Тиндаля известным среди ученых того времени. Он был избранным членом Королевского общества в 1852 году. В поисках подходящего исследовательского назначения он смог попросить написать от своего имени ведущего редактора ведущего немецкого журнала по физике (Поггендорф ) и другие известные люди, чтобы писать от его имени. В 1853 году он получил престижное звание профессора естественной философии (физики) в Королевском институте в Лондоне, во многом тому признанию, которое его работа получила от Майкла Фарадея, руководитель магнитных исследований в Королевском институте. Примерно через десять лет Тиндалл был назначен преемником, занимаемым Майклом Фарадеем в Королевском институте после ухода Фарадея на пенсию.
Тиндальский посетил Альпы горы в 1856 году по научным причинам и в итоге стал первопроходцем в альпинизме. Он посещал Альпы почти каждое лето, начиная с 1856 года, был членом самой первой альпинистской команды, достигшей вершины Вайсхорн (1861), и руководил одной из первых команд, достигших вершины. вершина Маттерхорн (1868 г.). Он - одно из имен, связанных с «золотым веком альпинизма » - серединой викторианской эпохи, когда была впервые покорена самая сложная из альпийских вершин.
Джон Тиндалл исследовал ледниковые притоки кормление Мер де Глас в 1857 г. Общая топология (слева); полосы грязи в леднике (справа).В Альпах Тиндаль изучал ледники, и особенно движение ледников. Его объяснение ледникового течения привело его к спору с другими, в частности, Джеймсом Дэвидом Форбсом. Большая часть ранних научных работ по движению ледников была проделана Forbes, но Forbes в то время не знал о феномене регеляции, который был обнаружен немного позже Майклом Фарадеем. Регеляция сыграла ключевую роль в объяснении Тиндаля. Forbes вообще не видел регеляции таким же образом. Их дебаты усложнялись тем, что публично возникло разногласие по поводу того, кто за что заслуживает признания следователя. Друзья Forbes, а также сам Forbes считал, что Forbes должен получить признание большей части хорошей части, в то время как Тиндалл считал, что признание быть более широким. Тиндаль пишет: «Идея Полужидкого движения полностью принадлежит Луи Ренду ; доказательство более быстрого центрального потока принадлежит частично Ренду, но почти полностью Луи Агассису и Forbes; доказательство замедления принадлежит только Forbes; Когда Форбс и Тиндаль их в могиле, разногласия продолжили их соответствующие официальные биографы, все пытались быть разумными, но согласия не достигли.
Ледник Тиндалл, расположенный в Чили и Ледник Тиндалл в Колорадо, были названы в честь Джона Тиндалла, как и гора Тиндалл, остались непонятыми или недоказанными. в Калифорнии и Гора Тиндаль в Тасмании.
Работа над ледниками привела Тиндаля к исследованию де Соссюра теплового эффекта солнечного света и концепции из Фурье, разработанного Пуйе и Уильямом Хопкинсом ; солнечное тепло проникает в атмосферу легче, чем «неясное тепло» (инфракрасное ) «Земное излучение» от нагретой Земли, вызывая то, что мы теперь называем парниковым эффе ктом. Весной 1859 года Тиндаль начал исследование того, как тепловое излучение, как видимое, так и неясное, влияет на различные газы и аэрозоли. Он разработал дифференциальную абсорбционную спектроскопию с использованием электромагнитной термобатареи, разработанной Меллони. Тиндаль начал интенсивные эксперименты 9 мая 1859 г., сначала без значительных результатов, улучшил чувствительность прибора и 18 мая написал в своем журнале «Экспериментирую весь день; предмет полностью в моих руках! » 26 мая он передал Королевскому обществу записку, которая определяет свои и методы описл: «За исключением знаменитых мемуаров М. Пуйе о солнечном излучении в атмосфере, насколько мне известно., опубликован о передаче лучистого тепла через газообразные тела. «Нам ничего не известно о влиянии воздуха на тепло, излучаемое земными источниками».
10 июня онал свое исследование на лекции Королевского общества, отмечая, что угольный газ и эфир сильно поглощают (инфракрасное) лучистое тепло, и его экспериментальное подтверждение концепции (парникового эффекта ); солнечное тепло проходит через атмосферу, но «когда энергия поглощается планетой, его качество изменяется, что лучи, исходящие от планеты, не могут с той же свободой попасть обратно в космос. Таким образом, допускает проникновение солнечной энергии. тепла; но задерживает его выход, и в случае возникновения проблемы к накоплению тепла на поверхности планеты ».
Исследования Тиндаля воздействия лучистой энергии на составляющие воздуха его на несколько направлений исследования, и его оригинальные результаты исследования включают следующее:
чувствительный спектрофотометр отношения Тиндаля (рисунок опубликованный в 1861 году) измерял силу и испускания излучения вибрационного газа его центральная труба.Указатель XIX века. В научно-исследовательских журналах Джон Тиндалл является автором более 147 статей в научно-исследовательских журналах, причем практически все они датированы периодом между 1850 и 1884 годами, что составляет в среднем более четырех статей в год за этот 35-летний период.
В своих лекциях в Королевском институте Тиндаль придавал большое значение и был талантлив в создании живых и видимых демонстраций физических концепций. На одной из лекций Тиндаль продемонстрировал распространение света вниз через поток падающей воды посредством полного внутреннего отражения света. Его называли «световым фонтаном». Сегодня это историческое значение, посколькудемонстрирует научную основу современной волоконно-оптической технологии. Во второй половине 20-го века Тиндалю обычно приписывали то, что он первым сделал эту демонстрацию. Однако Жан-Даниэль Колладон опубликовал отчет об этом в Comptes Rendus в 1842 году, и есть некоторые убедительные доказательства того, что Тиндаль узнал об этом в конечном итоге от Колладона, и нет никаких никаких доказательств того, что Тиндаль утверждал, что создал его сам.
Тиндаль экспериментатором и создателем лабораторного оборудования, не создателем абстрактных моделей.. Но в своих экспериментах с излучением и теплопоглощающей способностью газов он преследовал цель понять физику молекул. Тиндаль сказал в 1879: «В течение девяти лет работы над излучением излучения [в 1860-е годы] я обращался с теплом и светом повсюду, не как с целью, а как с инструментами, с помощью которых разум мог, возможно, удерживать конечные Эта повестка дня четко прослеживается в названии, которое он выбрал для своей книги 1872 года «Вклад в молекулярную физику в области лучистого тепла». Он присутствует явно в духе его широко используемой книги 1863 года «Тепло, рассматриваемое как движение». Помимо тепла, он также видел, что магнетизм и распространение звука могут быть сведены к молекулярному поведению. имеют разное поглощение инфракрасного излучения, потому что их молекулярные структуры дают им разные колебательные резонансы. в, потому что он видел, что любой тип молекулы разное поглощение на разных частотах, и был полностью поглощен, что единственная разница между одной частотой и другой - это частота. Он заметил, что поведение молекул сильно отличается от атомов, составляющих молекулы. Например, газообразный оксид азота (NO) поглощает более чем в тысячу раз больше инфракрасного излучения, чем азот (N 2) или кислород (O 2). Он также видел в нескольких типах экспериментов, что - независимо от того, является ли газ слабым поглотителем лучистого тепла широкого спектра - любой газ будет сильно поглощать лучистое тепло, исходящее от отдельного тела же типа газа. Это относится к родству между молекулярными механизмами испускания и испускания. Такое родство также было доказано в экспериментах Бальфура Стюарта и других, цитируемых и расширенных Тиндалем, которые проявляются в тепловом излучении широкими, слабыми поглотителями, являющимися слабыми излучателями, сильными поглотителями - сильными поглотителями. сильные излучатели. Когда пластина каменной соли нагревается за счет теплопроводности и остается на изоляторе, для остывания требуется исключительно много времени, т. Е., Например, каменная соль является исключительно плохим поглотителем тепла. Это плохой излучатель инфракрасного излучения) Родство между поглощением и излучением также согласуется с некоторыми общими или абстрактными характеристиками резонаторов. Химическое разложение молекул световыми волнами (фотохимический эффект ) убедило Тиндаля, что резонатор не может быть молекулой в целом; это должна была быть некоторая субструктура, иначе фотохимический эффект был бы невозможен. Но у него не было проверенных идей относительно формы этой субструктуры, и он не участвовал в спекуляциях в печати. Его продвижение молекулярного мышления и его усилия по экспериментальному выявлению, обсуждаются одним историком под названием «Джон Тиндалл, ритор молекулярности».
Помимо того, что Джон Тиндал был ученым, он был учителем естествознания и проповедником науки. Он потратил значительную часть своего времени на распространение науки среди широкой публики. Он прочитал публичных лекций за Королевский институт в Лондоне. Когда он отправился в турне публичными лекциями в США в 1872 году, большие толпы не-ученых платили гонорары, чтобы послушать его лекцию о природе света. Типичное заявление о репутации Тиндаля в то время - это из лондонской публикации 1878 года: «Следуя прецеденту, установленному Фарадеем, профессор Тиндаль преуспел не только в оригинальных исследованиях и в правильном и точном обучении науке, но и в том, чтобы сделать их привлекательными..... Когда он читает лекции в Королевском институте, театр переполнен ». Тиндаль сказал о профессии учителя: «Я не знаю более высокого благородного и благословенного, призвания». На самую большую аудиторию он получил благодаря книгам, большинство из которых были написаны экспертами. Он опубликовал более десятка научных книг. С середины 1860-х годов он был одним из самых известных ныне живущих физиков в мире, прежде всего своим навыком и трудолюбию в наставника. Большинство его книг было переведено на немецкий и французский языки.
В качестве показателя его педагогического отношения вот его заключительные замечания к читателю в конце 200-страничного учебника для «юной аудитории» «Формы воды» (1872 г.): «Вот, мой друг, наши труды близки. Для меня было истинным удовольствием находиться рядом с тобой так долго. Используемые в работе средства индивидуального машиностроения. То и дело я протягивал руку и помогал вам подняться на уступ, но работа по лазанию была почти исключительно вашей собственной. Именно поэтому я хотел бы научить использовать все, чтобы выявить их | Работа, однако, теперь сделана, и вы владеете фрагментом этого верного и достоверного знания. е, основанное на верном изучении природы... Итак, мы расстаемся. И если мы больше не встретимся, воспоминания об этих днях все равно будут объединять нас. Дай мне руку. До свидания. "
В качестве еще одного показателя, вот первый абзац его 350-страничного учебника, озаглавленного" Звук "(1867 г.):" На следующих страницах я попытался представить науку об акустике, интересную для всех умных людей., в том числе и не обладающих какой-либо особой научной культурой. На весь проект представлен экспериментально, и я постарался представить каждый экспериментальный читатель, чтобы он осознал его как действующую операцию ». В предисловии к 3-му изданию книги он сообщает, что более ранние издания переведены на китайский язык. за счет правительства Китая и переведено на немецкий язык руководство Германа фон Гельмгольца (громкое имя в акустической науке). В его первом опубликованном учебном пособии, посвященном ледникам (1860 г.), также говорится: «Работа написана с желанием заинтересовать умных людей, которые могут не обладать какой-либо особой научной культурой».
Его наиболее хвалебным учебником и, вероятно, его самым продаваемым был 550-страничный «Жара: а» Способ движения »(1863; обновленные издания до 1880 года). Он был в печати не менее 50 лет и издается сегодня. Его главная особенность, как сказал Джеймс Клерк Максвелл в 1871 году, «доктрины науки [из тепло] насильственно запечатлеваются в уме хорошо подобранные иллюстративные эксперименты».
Три самых длинных учебника Тиндаля, а именно «Тепло» (1863 г.), «Звук» (1867 г.) и «Свет» (1873 г.), представляющие собой современную экспериментальную физику того времени. написано. Большая часть их содержания недавними крупными нововведениями в понимании их соответствующих предметов, которые Тиндалл был первым писателем, который представил более широкую аудиторию. Следует сделать одно предостережение относительно значения термина «состояние искусства». Книги были посвящены лабораторным наукам и избегали математики. В частности, они не содержат никакого исчисления бесконечно малых. Математическое моделирование с использованием исчисления бесконечно малых, особенно дифференциальных уравнений, было в то время компонентом современного понимания тепла, света и звука.
Консерваторы большинства прогрессивных и новаторских британских физиков поколения Тиндаля были консерваторы и православные вопросы в религии. Сюда входят, например, Джеймс Джоуль, Бальфур Стюарт, Джеймс Клерк Максвелл, Джордж Габриэль Стоукс и Уильям Томсон - все имена исследующие тепло или свет одновременно с Тиндалем. Эти консерваторы верили и стремились укрепить основу веры в то, что религия и наука согласованы и гармоничны друг с другом. Тиндаль, однако, был членом клуба, который вслух поддерживал теорию эволюции Чарльза Дарвина и стремился укрепить барьер или разделение между религией и наукой. Самым видным членом этого клуба был анатом Томас Генри Хаксли. Тиндаль встретил Хаксли в 1851 году, и их впервые связала дружба на всю жизнь. Химик Эдвард Франкленд и математик Томас Арчер Херст, Тиндаль знал еще до того, как поступил в университет в Германии, тоже были членами. Среди других был социальный философ Герберт Спенсер.
Хотя Тиндаль и не был так заметен, как Хаксли в полемике по философским проблемам, он сыграл свою роль в других социальных проблемах, чтобы донести до образованных публики то, что, по его мнению, было достоинств четкого разделения между наукой (знание и рациональность) и религия (вера и духовность). Как избранный президент Британской ассоциации развития науки в 1874 году, он произнес длинную программную речь на ежегодном собрании Ассоциации, состоявшемся в том же году в Белфасте. Речь дала благоприятный отчет об истории эволюционных теорий, более 20 раскрывающих имя Дарвина благоприятно, что нельзя допускать религиозным чувствам «вторгаться в область знания, над которыми они не властны». Это была горячая тема. Газеты поместили сообщение об этом на своих первых полосах - в Великобритании, Ирландии и Северной Америке, даже на европейском континенте - и вскоре после этого появилось множество критических замечаний по этому поводу. Внимание и пристальное внимание увеличили философскую позицию сторонников эволюционистов и приблизили ее к господству в мейнстриме.
В Риме в 1864 году Папа Пий IX в своей Программе ошибок постановил, что ошибкой является то, что «разум является высшим стандартом, по которому человек может и должен прийти к знанию», и ошибкой, что «божественное откровение несовершенно» в Библии - и всякий, кто придерживается этих ошибок, должен быть » предан анафеме »- и в 1888 году постановил следующее:« Фундаментальная доктрина рационализма - это верховенство человеческого разума, который, отказываясь должным образом подчиняться божественному и вечному разуму, провозглашает свою независимость... Доктрина такого характера наиболее вредна как для отдельных лиц, так и для государства... Отсюда следует, что совершенно незаконно требовать, защищать или предоставлять безусловную [или беспорядочную] свободу мысли, слова, письма или религия ". Эти принципы и принципы Тиндаля были заклятыми врагами. К счастью для Тиндаля, ему не пришлось вступать с ними в соревнования ни в Британии, ни в большинстве других частей света. Даже в Италии Хаксли и Дарвин были награждены почетными медалями, и большая часть итальянского правящего класса была настроена враждебно по отношению к папству. Но в Ирландии при жизни Тиндаля большинство населения становилось все более доктринерским и активным в своем католицизме, а также становилось сильнее политически. Между 1886 и 1893 годами Тиндаль активно участвовал в дебатах в Англии о том, следует ли дать католикам Ирландии больше свободы идти своим путем. Как и подавляющее большинство ирландских ученых XIX века, он выступал против ирландского движения за самоуправление. У него были горячие взгляды на это, которые публиковались в газетах и брошюрах. Например, в авторской статье в The Times от 27 декабря 1890 года он видел священников и католицизм как «сердце и душу этого движения» и писал, что ставит некатолическое меньшинство под власть « жреческая орда "было бы" невыразимым преступлением ". Он безуспешно пытался убедить ведущее научное сообщество Великобритании осудить предложение Ирландского самоуправления как противоречащее интересам науки.
В нескольких эссе, включенных в его книгу «Фрагменты науки для ненаучных людей», Тиндаль пытался отговорить людей. от веры в потенциальную эффективность молитв. В то же время, однако, он не был широко антирелигиозным.
Многие из его читателей интерпретируют Тиндаля как убежденного агностика, хотя он никогда прямо не заявлял о себе таковым. Следующее утверждение Тиндаля является примером агностического мышления Тиндаля, сделанного в 1867 году и повторенного в 1878 году: «Явления материи и силы входят в наш интеллектуальный диапазон... но позади, выше и вокруг нас настоящая тайна вселенная остается неразгаданной и, насколько нам известно, не может быть разрешена.... Давайте опустим голову и признаем свое невежество, священник и философ, один и все такое. "
Тиндаль женился только в возрасте 55 лет. Его невеста, Луиза Гамильтон, была 30-летней дочерью члена парламента (лорд Клод Гамильтон, член парламента ). В следующем, 1877 году, они построили летнее шале в Belalp в Швейцарских Альпах До женитьбы Тиндаль много лет жил в квартире на верхнем этаже Королевского института и продолжал жить там после женитьбы до 1885 года, когда был переехал в дом около Хаслемера в 45 милях к юго-западу от Лондона. брак был счастливым и без детей. Он ушел из Королевского института в возрасте 66 лет с жалобами на плохое здоровье.
Тиндаль стал финансово обеспечен благодаря продажам своих популярных книг и гонорарам за его лекции (но там нет никаких никаких документов того, что он владел коммерческими патентами). В течение многих лет он получал нетривиальные выплаты за то, что был научным советником пара квазигосударственных агентств и частично по пожертвовала выплаты на благотворительность. Его успешная поездка с лекциями по Соединенным Штатам в 1872 году принесла ему значительную сумму долларов, которые он незамедлительно пожертвовал попечителю для развития науки в Америке. В конце его денежные пожертвования заметно пошли на политическое дело ирландских юнионистов. Когда он умер, его состояние составляло 22 122 фунта стерлингов. Для сравнения: доход полицейского констебля в то время составлял около 80 фунтов стерлингов в год.
В последние годы жизни Тиндаль часто принимал хлоралгидрат для лечения своей бессонницы. Когда он был прикован к постели и болел, он умер от случайной передозировки этого препарата в 1893 году в возрасте 73 лет и был похоронен в Хаслемер. Передозировка была назначена его женой Луизой. «Моя дорогая, - сказал Тиндаль, когда понял, что произошло, - ты убил своего Джона».
После этой женщины Тиндаля завладела его бумагами и назначила себя руководителем его официальной биографии. Однако она откладывала проект, и он все еще был незаконченным, когда она умерла в 1940 году в возрасте 95 лет. В конце концов, в 1945 году появилась книга, написанная А.С. Евой и К.Х. Кризи, которых Луиза Тиндалл уполномочила незадолго до своей смерти.
Джон Тиндаль отмечен мемориалом (Tyndalldenkmal), установленным на высоте 2340 метров (7680 футов) на горных склонах над деревней Белалп, где у него был свой загородный дом, и в виду ледника Алеч, который он изучал.
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Джоном Тиндаллом. |
Викицитатник содержит цитаты, связанные с: Джоном Тиндаллом |
Wikisource имеет оригинальные работы, написанные или о:. Джона Тиндалла |