托马斯·杨——最后一个什么都懂的人

返朴 · 公众号 · · 2020-03-21 08:18

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光的双缝干涉实验

托马斯·杨对力学也深有研究。1804年，他根据表面张力原理发展了毛细管现象理论。1805年，拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）发现了月形装置的半径与毛细作用有关。1830年，高斯（Carl Fridrich Gauss）统一了这两位科学家的工作，推导出Young-Laplace方程，用来描述跨越两个分子之间的界面所承受的毛细管压差流体。此外，托马斯·杨推导出一个方程，后人称之为Young方程，用来描述液滴在平面固体表面上的接触角与自由表面的能量、界面自由能和液体的表面张力之间的关系。该方程式后来由两位杜普雷（Anthanase Dupré and Paul Dupré）推广到热力学效应，发展成Young-Dupré方程。

托马斯·杨对弹性力学研究更深有造诣。他在1807年引进了材料的弹性模量，就是现在通用的杨氏弹性模量（Young's modulus），用来表征在弹性限度内应力与应变的比值，它仅取决于材料本身的物理性质。托马斯·杨也认识到剪切是一种弹性变形，称之为横推量，并注意到材料对剪切的抗力不同于材料对拉伸或压缩的抗力。可惜他没有引进相应的刚度模量来量度材料对剪切的阻抗。托马斯·杨的主要力学著作有《自然哲学讲义》（1807年）和《自然哲学与机械工艺课程》（1807年）和《拉普拉斯天体力学原理阐明》（1821年）。

此外，中年的托马斯·杨还为一家大保险公司担任过统计检察官，并被任命为《航海天文历》的主持人，其间做了不少天文学和航海援助的研究和管理工作。作为一位德高望重的学者，他还受邀为《大英百科全书》撰写过40多位科学家的传记及繁多的科学名词条目，涉及诸如桥梁、木工、色料、埃及、语言、潮汐和度量衡等领域。

1827年，托马斯·杨被法国科学院遴选为外籍院士。

1829年5月10日，56岁的托马斯·杨因心脏动脉硬化不治，停止了他从不疲倦的思考，放下了手边正在编写的埃及字典工作，在伦敦悄然离世。他被安葬在神圣的威斯敏斯特教堂（Westminster Abbey），俗称西敏寺，是英国国王登基和皇室举行婚礼的地方；在那里长眠着许多伟大人物，包括牛顿、达尔文、丘吉尔、弥尔顿、狄更斯和简·奥斯汀。托马斯·杨的墓志铭上说他是 "... a man alike eminent in almost every department of human learning" （…一个在人类求知的几乎每个领域中都享有崇高地位的人) 。

参考文献

[1] Andrew Robinson, The Last Man Who Knew Everything: Thomas Young (the Anonymous Polymath Who Proved Newton Wrong, Explained How We See, Cured the Sick and Deciphered the Rosetta Stone), New York: Pi Press, 2005; Oxford: Oneworld Publications, 2006.

[2] 陈关荣，顾毓琇：最后一位旷世通才，系统控制纵横，2019年第2期，31-36页。（点击可跳转）

[3] Thomas Young, Lectures on Natural Philosophy, London, vol.1, 1807, pp. 78-79.