数学史 · 中文镜像

数学家传记

托马斯·杨Thomas Young

出生
1773年6月13日 英格兰萨默塞特郡米尔弗顿
逝世
1829年5月10日 英格兰伦敦

托马斯·杨是一位英国数学家、物理学家和博学家,以托马斯·杨模量和他在干涉方面的工作最为著名。他还帮助破译了罗塞塔石碑。

完整传记

托马斯·杨的父母是老杨,一位布商和银行家,以及Sarah Davis,他们是[11]:-

……略低于而非高于中等生活水平。

11中杨写道,他的父亲:——

……顺应了当时的商业潮流,成为了一名货币制造商:他一度在投机中非常成功:然而,尽管他是一个极其正直的人,最终却因土地财产价值普遍下跌所带来的毁灭性后果而陷入困境,这对该国的银行家们是致命的打击。

杨是这个贵格会家庭十个孩子中的长子,但出生后不久,他便由母亲的父亲Robert Davis在距离米尔弗顿约15英里的迈恩黑德抚养长大。

作为一个杨男孩,他觉得学校并不十分令人振奋。大约四岁时,他上了乡村学校,不到六岁便被送到一位牧师那里[11]:——

……此人既无才能也无脾气把任何东西教好。

随后他花了十八个月在布里斯托尔附近的一所寄宿学校就读,但主要还是自学,用不到老师所花时间一半就学完了指定课本。1782年,他进入多塞特郡克朗普顿的一所学校,这所学校更适合一位少年天才,因为学生有更多自由按自己的进度学习。对杨来说,这个进度非常快,因为他无疑是个神童。到1786年离开这所学校时,他已通晓多种语言,包括古希腊语、拉丁语和希伯来语,以及法语和意大利语。他还在牛顿物理学方面打下了良好基础,学习了光学,并在学校一位导师的帮助下制作了几件仪器。离开学校后,他对东方语言的热情持续不减,并开始学习阿拉伯语、波斯语、迦勒底语、叙利亚语和撒马利亚语。

尽管只有十三岁,杨现在成为希尔达·菲比·哈德森 Gurney的导师,后者是弗洛伦斯·南丁格尔·大卫 Barcley的十二岁孙子,住在赫特福德郡Ware附近的一栋乡间别墅里。杨在乡间别墅或Barcley的伦敦家中工作了五年,直到1792年。他借此机会自学数学,阅读欧几里得Elements艾萨克·牛顿的著作。他还阅读其他科学书籍,以及历史和语言书籍。1792年秋天,他搬到伦敦开始学习医学。除了在Hunterian学校听课,他还注册为St Bartholomew's Hospital的学生。在解剖牛眼的要求下,他开始发展一种眼睛调节理论。他在1793年5月30日向伦敦皇家学会宣读的Observations on vision中发表了他的理论。杨于1794年6月19日当选为皇家学会会士。

杨继续他的医学训练,于1794年进入爱丁堡大学。作为贵格会教徒,他不能在牛津或剑桥学习,因此在英国境内,他只能从苏格兰的大学获得学位。学习一年后,他前往哥廷根大学,于1795年10月抵达那里。提交学位论文后,杨于1796年4月30日参加了口试并通过。该学位论文利用了杨在解剖学、语言和声音方面的专长。他于7月下旬离开哥廷根,访问了布伦瑞克、哥达、魏玛、耶拿、莱比锡、德累斯顿和柏林,然后于1797年2月返回英国。然而,他发现内科医师学院规定的变更要求在获得行医资格前需在同一所大学学习两年。因此,他前往剑桥大学伊曼纽尔学院,但在这样做之前,他不得不离开贵格会并宣布自己是英格兰教会成员。他觉得这并不困难,因为他一直在稳步远离严格的贵格会规则,在爱丁堡时参加舞会和剧院。

尽管注册了医学课程,杨并没有在剑桥学习医学,因为他觉得自己对这门学科已经了解得足够多。他反而独自工作,学习更多物理学,以便追求源自他在哥廷根学位论文的兴趣。他不大尊重剑桥的数学家,写道:

我羞愧地发现,四十年来外国数学家们在科学的更高分支上已远远超过英国人。

剑桥人对杨也不以为然。一位导师写道(见[7]):

他很少发表意见,从不主动提出意见。他从不像其他博学的博士那样发号施令,或说出……值得记住的格言。事实上,像大多数数学家一样,……他似乎从不抽象地思考。一个哲学事实、一项困难的计算、一件精巧的仪器,或一项新发明,都会引起他的注意……

1797年12月13日,杨的叔祖父去世,留给他伦敦的住宅和一大笔钱,使杨在经济上有了保障。1800年1月,他在皇家学会宣读了论文Sound and light,1800年11月又宣读了另一篇论文On the mechanism of the eye。这第二篇论文包含了眼睛调节过程的更多细节,并首次测量了散光。1801年末,他又向皇家学会宣读了另一篇论文On the theory of light and colours,并于次年发表。这篇论文提出了三色视觉理论,以解释眼睛如何辨别颜色。同样在1801年,杨卖掉了叔祖父的房子,在韦尔贝克街买了一栋新房子。搬进去后不久,有人邀请他到皇家学院讲课。他接受了邀请,并努力准备了一套50讲的课程,从1802年1月开始讲授。课程分为四部分:力学、流体动力学、物理学和数学。然而,其涵盖的主题范围远比这些部分标题所暗示的更为广泛。他的学术讲座并未取得很大成功,因为正如一位听众所写[7]:-

……他假定……听众是有知识的,而不是无知的。

1803年夏天,他辞职以便集中精力建立自己的医疗业务。然而在此之前,他在物理学方面做了进一步的重要工作,于1803年11月在皇家学会宣读了Experiments and calculations relative to physical optics。在这篇论文中,他提出了光的波动理论,用它来解释干涉图样,并描述了他如何利用衍射确定不同颜色光的波长。

1804年6月14日,杨与伊丽莎·麦克斯韦结婚;他们没有孩子。乔治·皮科克写道[6]:-

这是一桩基于相互爱慕和尊重的婚姻,正如他一直所期待的那样,是他职业及其他努力的伟大目标,并为他赢得了一个因良好举止和修养品味而增光的家:这是一桩异常幸福的婚姻。

同样在1804年,杨被任命为伦敦皇家学会的外交秘书,他担任此职直至去世。

1807年,杨出版了A course of lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts。这是一部两卷本著作,基于他在皇家研究所的讲座,但也包含了他未在那里讲课时发表的论文,以及一份令人难以置信的从希腊时代到写作之日的科学文献目录。该目录包含超过20,000个项目,按系统形式排列。这本书包含了更多支持光的波动理论的实验证据,以回应他早期工作引发的严厉批评。必须理解,艾萨克·牛顿提出了光的微粒理论,而艾萨克·牛顿受到英国科学家的高度重视,以至于任何提出与艾萨克·牛顿相矛盾的人都会不可避免地受到嘲笑。这本书还包含一篇关于弹性的力学讲座,其中首次引入了杨模量。

杨建立了自己的医疗业务,但尽管他作为医生很有天赋,却几乎没有患者所寻求的那种风度,因此他并未取得很大成功。1811年,他被任命到圣乔治医院。他在那里非常勤勉地履行职责,但似乎再次未能给人留下深刻印象。也许他因为在医学领域之外的专长而过于知名,以至于在医学界内难以获得多少尊重。

杨广泛活动的另一个方面我们尚未提及。这就是他从1814年开始努力理解埃及象形文字。他在1813年出版了一部医学著作An introduction to medical literature,并在1815年完成了A practical and historical treatise on consumptive diseases的工作后,开始了这一新兴趣。罗塞塔石碑包含三种不同语言的文本:希腊文、世俗体和象形文字,于1802年在伦敦展出,但当时他过于忙于皇家学院的讲座,随后又忙于出版这些讲座,之后他对医学事业的专注使他偏离了这项在许多方面都适合他技能和兴趣的理想任务。破译象形文字的功劳最终归于法国语言学家让-弗朗索瓦·商博良,但他从杨的努力中受益匪浅,两人进行了大量通信。最终,国家间的竞争阻止了让-弗朗索瓦·商博良给予杨应得的荣誉。然而,正是杨为破译世俗体文字做出了主要贡献。

1816年,弗朗索瓦·阿拉戈拜访了杨,讨论奥古斯丁·菲涅耳关于光的波动说的实验。次年,杨访问巴黎,受到弗朗索瓦·阿拉戈的欢迎来到研究所。1821年,杨再次访问法国,这次带着他的妻子,然后他们前往意大利,在收到妻子母亲病重的消息后于1821年10月返回英国。他自青年时代以来一直非常健康的身体,在1828年访问日内瓦时开始恶化。1829年2月,他开始感到呼吸困难,并于5月去世。

对于像杨这样有才华的人来说,他获得的荣誉相对较少。最令他高兴的是1827年当选为巴黎科学院的外国院士。两年后杨去世时,弗朗索瓦·阿拉戈在科学院发表了悼词,说道:-

杨在自己的国家去世,并未引起多少关注。

根据George Eliot在Middlemarch中的说法,他写了“令人厌恶的诗句”。

参考文献

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