Джон Тиндалл - John Tyndall

Эта статья про ученого. Что касается крайне правого активиста, см. Джона Тиндалла (крайне правый активист) . Для канадского поэта см Джона Тиндалла (поэт) .

Джон Тиндалл
Джон Тиндалл (1820-1893), гравюра, SIL14-T003-09a cropped.jpg
Родился ( 1820-08-02 )2 августа 1820 г.
Лейлинбридж , графство Карлоу, Ирландия
Умер ( 1893-12-04 )4 декабря 1893 г. (73 года)
Хаслемер , Суррей, Англия, Великобритания
Национальность Ирландский
Альма-матер Марбургский университет
Известен Атмосфера , физическое образование ,
эффект Тиндаля , диамагнетизм ,
инфракрасное излучение , тиндаллизация
Награды Королевская медаль (1853 г.)
Медаль Румфорда (1864 г.)
Научная карьера
Поля Физика , химия
Учреждения Королевский институт Великобритании
Докторанты Михайло Идворски Пупин
Подпись
JohnTyndallSignature.png

Джон Tyndall FRS ( / т ɪ п d əl / ; 2 августа 1820 - 4 декабря 1893 г.) был видным ирландский физик 19-го века. Его первоначальная научная известность возникла в 1850-х годах благодаря его исследованиям диамагнетизма . Он опубликовал работу, в которой утверждалось, что углекислый газ приведет к изменению глобальной температуры, вскоре после того, как Юнис Ньютон Фут придумала эту концепцию посредством простого эксперимента. Ведутся споры о том, украл ли Тиндалл ее работу, хотя он опубликовал статью о цветовой слепоте в том же выпуске The American Journal of Science and Arts, что и ее статья об изменении климата.

Тиндаль также опубликовал более дюжины научных книг, которые познакомили широкую аудиторию с новейшими достижениями экспериментальной физики XIX века . С 1853 по 1887 год он был профессором физики в Королевском институте Великобритании в Лондоне. Он был избран членом Американского философского общества в 1868 году.

Ранние годы и образование

Тиндалл родился в Лейлинбридже , графство Карлоу , Ирландия. Его отец был местным полицейским констеблем, потомком эмигрантов из Глостершира, которые поселились на юго-востоке Ирландии около 1670 года. Тиндалл учился в местных школах (начальная школа Баллинабранна) в графстве Карлоу до позднего подросткового возраста и, вероятно, был помощником учителя ближе к концу своего времени. там. Предметы, изучаемые в школе, в частности, включали технический рисунок и математику с некоторыми приложениями этих предметов к землеустройству . В 1839 году он был нанят в качестве рисовальщика в Службу боеприпасов Ирландии , а в 1842 году перешел на работу в Службу боеприпасов Великобритании. В десятилетие 1840-х гг. Опыт Тиндаля в землеустройстве был ценен и востребован железнодорожными компаниями. Между 1844 и 1847 годами он активно занимался планированием строительства железных дорог.

Джон Тиндалл около 1850 г.

В 1847 году Тиндаль решил стать учителем математики и геодезии в Куинвуд-колледже , школе-интернате в Хэмпшире . 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 одним недавно прибывшим молодым учителем в Квинвуд был Эдвард Франкланд , который ранее работал ассистентом химической лаборатории в Британской геологической службе. Франкленд и Тиндаль стали хорошими друзьями. Опираясь на предыдущие знания Франкланда, они решили поехать в Германию, чтобы продолжить свое научное образование. Помимо прочего, Франкланд знал, что некоторые немецкие университеты опережают любые британские в экспериментальной химии и физике. (Британские университеты по-прежнему были сосредоточены на классике и математике, а не на лабораторных науках.) Пара переехала в Германию летом 1848 года и поступила в Марбургский университет , привлеченные репутацией Роберта Бунзена как учителя. Тиндаль учился у Бунзена два года. Возможно, более влиятельным на Тиндаля в Марбурге был профессор Герман Кноблаух , с которым 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 посещения берлинской лаборатории главного учителя Кноблаха, Генриха Густава Магнуса . Сегодня ясно, что Бунзен и Магнус были одними из лучших преподавателей экспериментальной науки 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.

Ранняя научная работа

Первой оригинальной работой Тиндаля в области физики были его эксперименты с магнетизмом и диамагнитной полярностью , над которыми он работал с 1850 по 1856 год. Два его самых влиятельных отчета были первыми двумя, написанными в соавторстве с Кноблаухом. Одна из них была озаглавлена ​​«Магнитооптические свойства кристаллов и связь магнетизма и диамагнетизма с молекулярным расположением» и датирована маем 1850 года. Эти двое описали вдохновенный эксперимент с вдохновенной интерпретацией. Эти и другие магнитные исследования очень скоро сделали Тиндаля известным среди ведущих ученых того времени. В 1852 году он был избран членом Королевского общества. В поисках подходящей исследовательской должности он смог попросить давнего редактора ведущего немецкого физического журнала ( Poggendorff ) и других известных людей написать отзывы от его имени. В 1853 году он получил престижное звание профессора естественной философии (физики) в Королевском институте в Лондоне, в немалой степени благодаря уважению, которое его работа получила от Майкла Фарадея , руководителя магнитных исследований в Королевском институте . Примерно через десять лет Тиндалл был назначен преемником должностей, которые занимал Майкл Фарадей в Королевском институте после ухода Фарадея на пенсию.

Альпийский альпинизм и гляциология

Тиндаль посетил Альпы в 1856 году по научным причинам и в итоге стал первопроходцем в области альпинизма. Он посещал Альпы почти каждое лето, начиная с 1856 года, был членом самой первой альпинистской команды, достигшей вершины Вайсхорна (1861 г.), и возглавил одну из первых команд, достигших вершины Маттерхорна (1868 г.). . Это одно из имен, связанных с « золотым веком альпинизма » - серединой викторианской эпохи, когда впервые была покорена самая сложная из альпийских вершин.

Джон Тиндалл исследовал ледниковые притоки, питающие Мер-де-Глас в 1857 году. Общая топология (слева); грязевые полосы в леднике (справа).

В Альпах Тиндаль изучал ледники и особенно движение ледников . Его объяснение ледникового потока привело его к спору с другими, особенно с 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 возникли разногласия по поводу того, кто за что заслуживает признания следователя. Друзья Forbes, а также сам Forbes считали, что Forbes должен получить признание за большую часть хорошей науки, в то время как Тиндалл считал, что это признание должно быть более широким. Тиндаль прокомментировал: «Идея полужидкого движения полностью принадлежит Луи Ренду ; доказательство более быстрого центрального потока принадлежит частично Ренду, но почти полностью Луи Агассису и Форбсу; доказательство замедления слоя принадлежит Forbes. в одиночку; в то время как открытие геометрического места точки максимального движения, я полагаю, принадлежит мне ". Когда Форбс и Тиндаль были в могиле, их разногласия продолжили их соответствующие официальные биографы. Все пытались быть разумными, но согласия достичь не удалось. К большому разочарованию, аспекты движения ледников остались непонятыми или не доказанными.

Ледник Тиндалл, расположенный в Чили, и ледник Тиндалл в Колорадо, были названы в честь Джона Тиндалла, как и гора Тиндалл в Калифорнии и гора Тиндалл в Тасмании.

Основная научная работа

Работа над ледниками привлекла внимание Тиндаля к исследованиям де Соссюра теплового эффекта солнечного света и к концепции Фурье , разработанной Пуйе и Уильямом Хопкинсом ; что солнечное тепло проникает в атмосферу легче, чем «скрытое тепло» ( инфракрасное ) «земное излучение» от нагретой Земли, вызывая то, что мы теперь называем парниковым эффектом . 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, изобретенной Меллони . Тиндаль начал интенсивные эксперименты 9 мая 1859 г., сначала без значительных результатов, затем улучшил чувствительность прибора и 18 мая написал в своем дневнике: «Экспериментирую весь день; предмет полностью в моих руках!» 26 мая он передал Королевскому обществу записку, в которой описал свои методы и заявил: «За исключением знаменитых мемуаров г-на Пуйе о солнечном излучении в атмосфере, насколько мне известно, ничего не было опубликовано в этой статье. передача лучистого тепла через газообразные тела. Мы ничего не знаем о влиянии даже воздуха на тепло, излучаемое земными источниками ».

10 июня он продемонстрировал исследование на лекции Королевского общества, отметив, что угольный газ и эфир сильно поглощают (инфракрасное) лучистое тепло , и его экспериментальное подтверждение концепции ( парникового эффекта ); солнечное тепло проходит через атмосферу, но «когда это тепло поглощается планетой, его качество настолько изменяется, что лучи, исходящие от планеты, не могут с такой же свободой попасть обратно в космос. Таким образом, атмосфера допускает проникновение солнечной энергии. тепло; но задерживает его выход, и в результате возникает тенденция к накоплению тепла на поверхности планеты ».

Исследования Тиндаля воздействия лучистой энергии на составные части воздуха привели его к нескольким направлениям исследований, и его оригинальные результаты исследований включали следующее:

Спектрофотометр чувствительности Тиндаля (рисунок, опубликованный в 1861 году) измерял степень поглощения и испускания инфракрасного излучения различными газами, заполняющими его центральную трубку.
  • Тиндаль объяснил высокую температуру в атмосфере Земли с точки зрения способности различных газов в воздухе поглощать лучистое тепло в форме инфракрасного излучения. Его измерительное устройство, в котором использовалась технология термобатареи , является ранней вехой в истории абсорбционной спектроскопии газов. Он был первым, кто правильно измерил относительную поглощающую способность в инфракрасном диапазоне газов азота , кислорода , водяного пара, углекислого газа , озона , метана и других следовых газов и паров. Он пришел к выводу, что водяной пар является самым сильным поглотителем лучистого тепла в атмосфере и основным газом, регулирующим температуру воздуха. Поглощение другими газами немалое, но относительно небольшое. До Тиндаля было широко распространено предположение, что атмосфера Земли нагревает поверхность в результате того, что позже было названо парниковым эффектом , но он был первым, кто это доказал. Доказательством этого было то, что водяной пар сильно поглощает инфракрасное излучение. Тремя годами ранее, в 1856 году, американский ученый Юнис Ньютон Фут объявил об экспериментах, демонстрирующих, что водяной пар и углекислый газ поглощают тепло солнечного излучения, но она не различала эффекты инфракрасного излучения. Соответственно, Тиндаль в 1860 году первым продемонстрировал и количественно определил, что визуально прозрачные газы являются источниками инфракрасного излучения.
  • Он разработал демонстрации, которые подняли вопрос о том, как лучистое тепло поглощается и излучается на молекулярном уровне. Похоже, он был первым человеком, экспериментально продемонстрировавшим, что тепловое излучение в химических реакциях имеет физическое происхождение внутри вновь созданных молекул (1864 г.). Он произвел поучительные демонстрации, включающие преобразование накаливания инфракрасного света в видимый на молекулярном уровне, которое он назвал калоресценцией (1865), в которой он использовал материалы, прозрачные для инфракрасного и непрозрачные для видимого света или наоборот. Он обычно называл инфракрасный свет «лучистым теплом», а иногда и «ультра-красными волнами», поскольку слово «инфракрасный» не использовалось до 1880-х годов. Его основные отчеты 1860-х годов были переизданы в виде 450-страничного сборника в 1872 году под названием « Вклад в молекулярную физику в области лучистого тепла» .
  • В исследованиях лучистого тепла в воздухе необходимо было использовать воздух, из которого были удалены все следы плавающей пыли и других частиц . Очень чувствительный способ обнаружения твердых частиц - это наполнить воздух интенсивным светом. Рассеяние света частицами примесей в воздухе, других газах и жидкостях известно сегодня как эффект Тиндаля или рассеяние Тиндаля. Изучая это рассеяние в конце 1860-х годов, Тиндаль выиграл от недавних усовершенствований в области освещения с электроприводом. У него также были хорошие концентраторы света. Он разработал нефелометр и аналогичные инструменты, которые показывают свойства аэрозолей и коллоидов посредством концентрированных световых лучей на темном фоне и основаны на использовании эффекта Тиндаля. (В сочетании с микроскопами получается ультрамикроскоп , который позже был разработан другими).
  • Он был первым, кто наблюдал и сообщил о феномене термофореза в аэрозолях. Он заметил его вокруг горячих объектов, исследуя эффект Тиндаля с помощью сфокусированных световых лучей в темной комнате. Он изобрел лучший способ продемонстрировать это, а затем просто сообщил о нем (1870 г.), не исследуя его физику подробно.
  • В экспериментах с лучистым теплом, которые требовали большой лабораторной экспертизы в начале 1860-х годов, он показал для множества легко испаряемых жидкостей, что молекула за молекулой, форма пара и жидкая форма имеют по существу одинаковую способность поглощать лучистое тепло. (В современных экспериментах с использованием узкополосных спектров обнаружены некоторые небольшие различия, которые оборудование Тиндаля не смогло охватить; см., Например, спектр поглощения H 2 O ).
  • Он консолидировал и расширил результаты Дезейнса , Форбса , Кноблауха и других, продемонстрировав, что основные свойства видимого света могут быть воспроизведены для лучистого тепла, а именно отражение, преломление, дифракция, поляризация, деполяризация, двойное лучепреломление и вращение в магнитном поле.
  • Используя свои знания о поглощении лучистого тепла газами, он изобрел систему для измерения количества углекислого газа в образце выдыхаемого человеком дыхания (1862, 1864). Основы системы Тиндаля сегодня ежедневно используются в больницах для наблюдения за пациентами под наркозом . (См. Капнометрия .)
  • При изучении поглощения озоном лучистого тепла он представил демонстрацию, которая помогла подтвердить или подтвердить, что озон является кислородным кластером (1862 г.).
Установка Тиндаля для консервирования бульонов в оптически чистом воздухе.
  • В лаборатории он придумал следующий простой способ получить «оптически чистый» воздух, то есть воздух, не имеющий видимых признаков твердых частиц . Он построил квадратный деревянный ящик с парой стеклянных окон на нем. Перед тем, как закрыть коробку, он покрыл внутренние стенки и дно коробки глицерином , который представляет собой липкий сироп. Он обнаружил, что после нескольких дней ожидания воздух внутри ящика был полностью свободен от твердых частиц, если исследовать его с помощью сильных световых лучей через стеклянные окна. Различные частицы плавающего вещества в конечном итоге прилипали к стенам или оседали на липком полу. Теперь в оптически чистом воздухе не было никаких признаков каких-либо «микробов», то есть никаких признаков плавающих микроорганизмов. Тиндаль стерилизовал некоторые мясные бульоны, просто кипятя их, а затем сравнил, что произошло, когда он оставил эти мясные бульоны на оптически чистом воздухе и в обычном воздухе. Бульоны, находящиеся в оптически чистом воздухе, оставались «сладкими» (как он сказал) на вкус и запах после многих месяцев сидения, в то время как бульоны в обычном воздухе становились гнилостными через несколько дней. Эта демонстрация расширила более ранние демонстрации Луи Пастера о том, что присутствие микроорганизмов является предварительным условием разложения биомассы. Однако в следующем году (1876 г.) Тиндалю не удалось последовательно воспроизвести результат. Некоторые из его якобы стерилизованных нагреванием бульонов сгнили в оптически чистом воздухе. На основании этого Тиндалю удалось найти жизнеспособные бактериальные споры (эндоспоры) в предположительно стерилизованных нагреванием бульонах. Он обнаружил, что бульоны были заражены сухими бактериальными спорами из сена в лаборатории. Все бактерии убиваются простым кипячением, за исключением того, что бактерии имеют форму спор, которые могут выдержать кипячение, правильно утверждал он, цитируя исследование Фердинанда Кона . Тиндаль нашел способ искоренить бактериальные споры, получившие название « тиндаллизация ». Исторически тиндаллизация была самым ранним известным эффективным способом уничтожения спор бактерий. В то время он подтвердил « теорию микробов » против ряда критиков, чьи экспериментальные результаты были ошибочными по той же причине. В середине 1870-х Пастер и Тиндаль часто общались.
Одна из установок Тиндаля, показывающая, что звук отражается в воздухе на границе между воздушными телами разной плотности.
  • Изобретен лучший пожарный респиратор - капюшон, фильтрующий дым и ядовитые газы из воздуха (1871, 1874).
  • В конце 1860-х - начале 1870-х годов он написал вводную книгу о распространении звука в воздухе и был участником крупномасштабного британского проекта по разработке лучшего туманного рожка . В лабораторных демонстрациях, мотивированных проблемами туманного рожка, Тиндаль установил, что звук частично отражается (то есть частично отражается, как эхо) в месте, где воздушная масса одной температуры встречается с другой воздушной массой другой температуры; и в более общем плане, когда тело воздуха содержит две или более воздушных масс разной плотности или температуры, звук распространяется плохо из-за отражений, возникающих на границах раздела между воздушными массами, и очень плохо, когда присутствует много таких поверхностей раздела. (Затем он утверждал, хотя и безрезультатно, что это обычная основная причина, по которой один и тот же далекий звук, например, гудок, может быть слышен сильнее или слабее в разные дни или в разное время суток.)

В индексе научно-исследовательских журналов 19-го века Джон Тиндалл является автором более 147 статей в научно-исследовательских журналах, причем практически все они датированы периодом между 1850 и 1884 годами, что в среднем составляет более четырех статей в год из этих 35. -летний период.

В своих лекциях в Королевском институте Тиндаль придавал большое значение и был талантлив в создании живых и наглядных демонстраций физических концепций. В одной из лекций Тиндаль продемонстрировал распространение света вниз через поток падающей воды посредством полного внутреннего отражения света. Его называли «световым фонтаном». Сегодня он имеет историческое значение, поскольку демонстрирует научную основу современной волоконно-оптической технологии. Во второй половине 20-го века Тиндалю обычно приписывали то, что он первым сделал эту демонстрацию. Тем не менее, 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 доказательств того, что Тиндаль утверждал, что это сам.

Молекулярная физика лучистого тепла

С помощью этой установки Тиндалл наблюдал новые химические реакции, вызванные воздействием высокочастотных световых волн на определенные пары. Главный научный интерес здесь, с его точки зрения, заключался в дополнительных достоверных данных, которые он предоставил для решения важного вопроса о механизме, с помощью которого молекулы поглощают лучистую энергию .

Тиндаль был экспериментатором и создателем лабораторного оборудования, а не создателем абстрактных моделей. Но в своих экспериментах с излучением и теплопоглощающей способностью газов он преследовал цель понять физику молекул. Тиндаль сказал в 1879 году: «В течение девяти лет работы над вопросом излучения [в 1860-х годах] я обращался с теплом и светом повсюду, не как с целью, а как с инструментами, с помощью которых разум мог, возможно, удерживать конечные частицы материи ". 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 менее явно в духе его широко читаемой книги 1863 года « Тепло, рассматриваемое как способ движения» . Помимо тепла, он также видел, что магнетизм и распространение звука могут быть сведены к молекулярному поведению. Невидимое молекулярное поведение было основной основой любой физической активности. С таким мышлением и своими экспериментами он изложил отчет, согласно которому разные типы молекул имеют разное поглощение инфракрасного излучения, потому что их молекулярные структуры дают им разные колебательные резонансы. Он пришел к идее осциллирующих резонансов, потому что он увидел, что любой тип молекул имеет разное поглощение на разных частотах излучения, и был полностью убежден, что единственная разница между одной частотой и другой - это частота. Он также заметил, что поведение поглощения молекул сильно отличается от поведения атомов, составляющих молекулы. Например, оксид азота (NO) в газе поглощает инфракрасного излучения в тысячу раз больше, чем азот (N 2 ) или кислород (O 2 ). Он также видел в нескольких экспериментах, что - независимо от того, является ли газ слабым поглотителем лучистого тепла широкого спектра - любой газ будет сильно поглощать лучистое тепло, исходящее от отдельного тела из того же типа газа. Это продемонстрировало родство между молекулярными механизмами поглощения и излучения . Такое родство также было доказано в экспериментах Бальфура Стюарта и других, процитированных и расширенных Тиндалем, которые показали, что в отношении излучаемого тепла широкого спектра молекулы, являющиеся слабыми поглотителями, являются слабыми излучателями, а сильные поглотители - сильными излучателями. (Например, каменная соль является исключительно плохим поглотителем тепла за счет излучения и хорошим поглотителем тепла за счет теплопроводности. Когда пластина каменной соли нагревается за счет теплопроводности и остается на изоляторе, это занимает исключительно много времени. (т.е. он плохо излучает инфракрасное излучение). 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 как единым целым; это должна была быть какая-то субструктура, иначе фотохимический эффект был бы невозможен. Но у него не было проверяемых идей относительно формы этой подструктуры, и он не участвовал в спекуляциях в печати. Его продвижение молекулярного мышления и его усилия по экспериментальному выявлению того, что такое молекулы, обсуждались одним историком под названием «Джон Тиндалл, ритор молекулярности» .

Педагог

Учебники Джона Тиндалла по физике содержали множество иллюстраций. Этот из « Тепла, рассматриваемого как режим движения» - его установка для демонстрации того, что воздух охлаждается во время акта расширения объема; и этот воздух нагревается во время сжатия в объеме. (Щелкните изображение для получения дополнительных сведений).

Помимо того, что он был ученым, Джон Тиндалл был учителем естественных наук и проповедником науки. Он потратил значительную часть своего времени на распространение науки среди широкой публики. Он прочитал сотни публичных лекций для неспециалистов в Королевском институте в Лондоне. Когда он отправился в турне с публичными лекциями в США в 1872 году, большие толпы людей, не являющихся учеными, 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 Тиндалл 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». Наибольшую аудиторию он получил благодаря книгам, большинство из которых не были написаны для экспертов или специалистов. Он опубликовал более десятка научных книг. С середины 1860-х годов он был одним из самых известных ныне живущих физиков в мире, прежде всего благодаря своим навыкам и трудолюбию в качестве наставника. Большинство его книг было переведено на немецкий и французский языки, а его основные учебные пособия оставались в печати на этих языках в течение десятилетий.

В качестве показателя его педагогического отношения вот его заключительные замечания к читателю в конце 200-страничного учебника для «юной аудитории» «Формы воды» (1872 г.): «Здесь, мой друг, наши труды близки. Для меня было настоящим удовольствием находиться рядом с вами так долго. В поте лица мы часто достигали высот, на которых лежала наша работа, но вы всегда были стойкими и трудолюбивыми, используя во всех возможных случаях свои собственные мышцы вместо того, чтобы полагаться на свои. Тут и там я вытянул руку и помог вам подняться на уступ, но работа по лазанию была почти исключительно вашей собственной. Поэтому я хотел бы научить вас всему; показывая вам путь к полезным усилиям, но оставляя усилия вам ... Наша задача кажется достаточно простой, но вы и я знаем, как часто нам приходилось решительно спорить с фактами, чтобы выявить их значение. Однако работа заключается в Теперь готово, и вы владеете фрагментом того верного и достоверного знания, которое основан на верном изучении природы .... Вот тогда 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 всем разумным людям, включая тех, кто не обладает какими-либо специальными научными знаниями. Субъект рассматривается экспериментально на всем протяжении, и я постарался представить каждый эксперимент читателю так, чтобы он осознавал его как реальную операцию ». В предисловии к 3-му изданию этой книги он сообщает, что более ранние издания были переведены на китайский язык за счет правительства Китая и переведены на немецкий язык под руководством 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 учебник, получивший наибольшее признание и, вероятно, самый продаваемый, - это 550-страничный «Тепло: режим движения» (1863 г .; обновленные издания до 1880 г.). Он печатался не менее 50 лет, а печатается сегодня. Его главная особенность состоит в том, как сказал Джеймс Клерк Максвелл в 1871 году, «доктрины науки [тепла] насильственно запечатлеваются в сознании хорошо подобранными иллюстративными экспериментами».

Три самых длинных учебника Тиндаля, а именно « Тепло» (1863 г.), « Звук» (1867 г.) и « Свет» (1873 г.), представляли собой современную экспериментальную физику на момент их написания. Большая часть их содержания была недавними крупными нововведениями в понимании соответствующих предметов, которые Тиндалл был первым писателем, который представил более широкой аудитории. Следует сделать одно предостережение относительно значения термина «состояние искусства». Книги были посвящены лабораторным наукам и избегали математики. В частности, они не содержат абсолютно 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.

Отделение науки от религии

Тиндаль в карикатурном образе проповедника в журнале Vanity Fair , 1872 г.

Большинство прогрессивных и новаторских британских физиков поколения Тиндаля были консервативными и ортодоксальными в вопросах религии. Это включает, например, Джеймса Джоуля , Бальфура Стюарта , Джеймса Клерка Максвелла , Джорджа Гэбриэля Стоукса и Уильяма Томсона - все имена, исследующие тепло или свет одновременно с Тиндалем. Эти консерваторы верили и стремились укрепить основы веры в то, что религия и наука согласованы и гармоничны друг с другом. Тиндаль, однако, был членом клуба, который открыто 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 впервые встретил Хаксли в 1851 году, и их связывала дружба на всю жизнь. Химик Эдвард Франкланд и математик Томас Арчер Херст , которых Тиндаль знал еще до того, как поступил в университет в Германии, также были членами. Среди других был социальный философ Герберт Спенсер .

Хотя Тиндаль и не был так заметен в полемике по философским проблемам, как Хаксли, он сыграл свою роль в том, чтобы донести до образованной публики то, что он считал достоинствами четкого разделения между наукой (знание и рациональность) и религией (верой и духовностью). Как избранный президент Британской ассоциации развития науки в 1874 году, он выступил с длинной программной речью на ежегодном собрании Ассоциации, состоявшемся в том же году в Белфасте. Речь дала благоприятный отчет об истории эволюционных теорий, более 20 раз упомянув имя Дарвина благоприятно, и в заключение утверждала, что нельзя позволять религиозным чувствам «вторгаться в область знания , над которой 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 тщательный анализ увеличили количество сторонников философской позиции эволюционистов и приблизили ее к господству мейнстрима.

В 1864 году в Риме 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 любой, кто придерживался этих ошибок, должен был быть « предан анафеме » - и в 1888 году постановил следующим образом: «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. , письмо 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 враждебна папству. Но в Ирландии при жизни Тиндаля большинство населения становилось все более доктринерским и энергичным в своем католицизме, а также становилось сильнее политически. Между 1886 и 1893 годами Тиндаль активно участвовал в дебатах в Англии о том, давать ли 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 статье, опубликованной в «Таймс» 27 декабря 1890 года, он считал священников и католицизм «сердцем и душой этого движения» и писал, что подчинение некатолического меньшинства владычеству «орды священников» будет: ужасное преступление ". 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 попытался отговорить людей от веры в потенциальную эффективность молитв. В то же время он не был антирелигиозным в широком смысле.

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 опускаем голову и признаем свое невежество, священник и философ, все до единого ".

Частная жизнь

Тиндаль не женился до 55 лет. Его невеста, Луиза Гамильтон , была 30-летней дочерью члена парламента ( лорда Клода Гамильтона, депутата ). В следующем, 1877 году, они построили летнее шале в Белальпе в Швейцарских Альпах . До женитьбы Тиндаль много лет жил в квартире на верхнем этаже Королевского института и продолжал жить там после свадьбы до 1885 года, когда был переехал в дом недалеко от Хаслемера в 45 милях к юго-западу от Лондона. Брак был счастливым и бездетным. Он ушел из Королевского института в возрасте 66 лет с жалобами на плохое здоровье.

Тиндаль стал финансово зажиточным благодаря продажам своих популярных книг и гонорарам за его лекции (но нет никаких доказательств того, что он владел коммерческими патентами). В течение многих лет он получал нетривиальные выплаты за то, что был научным консультантом по совместительству в нескольких квазигосударственных агентствах, и частично жертвовал деньги на благотворительность. Его успешная лекционная поездка по Соединенным Штатам в 1872 году принесла ему значительную сумму долларов, которые он незамедлительно пожертвовал попечителю для развития науки в Америке. В конце жизни его денежные пожертвования наиболее заметно пошли на политические цели ирландских юнионистов . Когда он умер, его состояние составляло 22 122 фунта стерлингов. Для сравнения: в то время доход полицейского констебля в Лондоне составлял около 80 фунтов стерлингов в год.

Смерть

Швейцарский мемориал Джону Тиндалю на фоне ледника Алеч
Могила Тиндаля на кладбище Святого Варфоломея, Хаслемер , графство Суррей, Великобритания
Мемориальные доски Тиндаля в Лейлинбридже

В последние годы жизни Тиндаль часто принимал хлоралгидрат для лечения 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 Хаслемере . Передозировка была назначена его женой Луизой. «Моя дорогая, - сказал Тиндаль, когда понял, что произошло, - ты убил своего Джона».

После этого жена Тиндаля завладела его бумагами и назначила себя руководителем его официальной биографии. Однако она откладывала работу над проектом, и он все еще оставался незавершенным, когда она умерла в 1940 году в возрасте 95 лет. В конце концов, в 1945 году появилась книга, написанная А.С. Евой и С.Х. Кризи, которых Луиза Тиндалл уполномочила незадолго до своей смерти.

В память о Джоне Тиндалле установлен мемориал ( Tyndalldenkmal ), установленный на высоте 2340 метров (7680 футов) на горных склонах над деревней Белальп , где у него был свой дом для отдыха, и в поле зрения ледника Алеч , который у него был учился.

Книги Джона Тиндалла

Смотрите также

Примечания

Источники

Биографии Джона Тиндалла

дальнейшее чтение

внешние ссылки