جان باتティスト بيو

جان باتティスト بيو

جان باتティスト بيو (بالفرنسية: Jean-Baptiste Biot؛ [ʒɑ̃ batist bjo]؛ 21 أبريل 1774 - 3 فبراير 1862) هو فيزيائي وفلكي ورياضياتي فرنسي شارك في اكتشاف قانون بيو-سافار (Biot–Savart law) للمغناطيسية السكونية مع فيليكس سافار (Félix Savart)، وأثبت حقيقة النيازك، وقام برحلة مبكرة بالمنطاد، ودرس استقطاب الضوء.

أُطلق اسمه على وحدة البيو (وحدة CGS للتيار الكهربائي)، ومعدن البيوتيت (biotite)، وكيب بيو (Cape Biot) في شرق غرينلاند.

السيرة الذاتية

وُلِد جان باتティスト بيو في باريس في 21 أبريل 1774، وكان ابن جوزيف بيو (Joseph Biot)، وهو موظف في الخزانة.

تلقى تعليمه في ثانوية لويس الكبير (Lyceum Louis-le-Grand) ومدرسة إيكول بوليتكنيك (École Polytechnique) في عام 1794. خدم بيو في المدفعية قبل أن يتم تعيينه أستاذًا للرياضيات في بوفيه في عام 1797. واصل مسيرته ليصبح أستاذًا للفيزياء في كوليج دو فرانس (Collège de France) حوالي عام 1800، وبعد ثلاث سنوات انتُخب عضوًا في أكاديمية العلوم الفرنسية. في يوليو 1804، انضم بيو إلى جوزيف لويس غاي-لوساك (Joseph Louis Gay-Lussac) في أول رحلة علمية بالمنطاد الساخن لقياس كيفية تغير مجال الأرض المغناطيسي مع الارتفاع (NNDB 2009, Reese 2004, O'Connor and Robertson 1997). لقد بلغوا ارتفاعًا قدره 4000 متر (13100 قدم) (NNDB 2009, Reese 2004). لاحقًا، في سبتمبر 1804، أخذت رحلة فردية غاي-لوساك إلى ارتفاع 7010 مترًا (23000 قدم) (وهو أمر خطير للغاية بدون الأكسجين الإضافي (Reese 2004)).

كان بيو أيضًا عضوًا في وسام جوقة الشرف؛ حيث انتُخب فارسًا في عام 1814 وقائدًا في عام 1849. في عام 1815، انتُخب عضوًا أجنبيًا في الجمعية الملكية في لندن، وفي عام 1816 عضوًا في الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم، وفي عام 1822 عضوًا شرفيًا أجنبيًا في الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم. بالإضافة إلى ذلك، حصل بيو على وسام رمفورد (Rumford Medal) في عام 1840، الذي تمنحه الجمعية الملكية في مجال الخصائص الحرارية أو البصرية للمادة (O’Connor and Robertson 1997). في عام 1850، نشر جان باتティスト بيو في مجلة العلماء (Journal des savants) مذكرات من 7 صفحات من ذكرياته عن فترة أواخر التسعينيات من القرن الثامن عشر وأوائل العقد الأول من القرن التاسع عشر تتعلق بلقاءاته مع لابلاس (Laplace).

كان لجان باتティスト بيو ابن واحد فقط، هو إدوار كونستان بيو (Édouard Constant Biot)، وهو مهندس وعالم صينيات، وُلِد في عام 1803. توفي إدوار في عام 1850 وبذل والده جهودًا استثنائية لإعداد النصف الثاني من كتاب إدوار الأخير للنشر، وهو ترجمة مرجعية للكلاسيكية الصينية تشو لي (Tcheou-li). لقد ترك كمخطوطة غير مكتملة. ولنشره في شكل صحيح، كتب جان باتティスト بيو أنه اضطر إلى استشارة ستانيسلاس جوليان (Stanislas Julien)، عالم الصينيات الشهير، بل وأيضًا، لا سيما لترجمة الجزء الأكثر صعوبة، وهو كاوگونگجي (Kaogongji)، قام بنفسه بزيارة العديد من ورش العمل واستجواب الحرفيين والصناعيين حول طرقهم ومفرداتهم للتحقق من عمل ابنه. تظل ترجمة بيو حتى يومنا هذا الترجمة الوحيدة إلى لغة غربية لهذا الكتاب.

توفي في باريس في 3 فبراير 1862.

العمل

### الكهرومغناطيسية

قدم جان باتティスト بيو العديد من المساهمات للمجتمع العلمي خلال حياته - وأبرزها في البصريات والمغناطيسية وعلم الفلك. في عام 1804، استخدم خطوط شدة المجال المغناطيسي المتساوية في مقال كتبه بالاشتراك مع عالم الطبيعة البروسي ألكسندر فون هومبولت (Alexander von Humboldt). يُطلق اسم قانون بيو-سافار في المغناطيسية على بيو وزميله فيليكس سافار لعملهما في عام 1820. في تجربتهما، أظهرا وجود صلة بين الكهرباء والمغناطيسية من خلال "البدء بسلك عمودي طويل وإبرة مغناطيسية على مسافة أفقية ما [وإظهار] أن تمرير تيار عبر السلك يتسبب في تحرك الإبرة" (Parsley).

### النيازك

في عام 1803، أرسلت الأكاديمية الفرنسية بيو لتقديم تقرير عن 3000 نيزك سقطت على لَيْغل (L'Aigle) في نورماندي بفرنسا (انظر نيزك لَيْغل). ووجد أن النيازك، التي كانت تسمى "حجارة" في ذلك الوقت، كانت من الفضاء الخارجي. بتقريره، ساعد بيو في دعم حجرة الفيزيائي الألماني إرنست تشلادني (Ernst Chladni)، التي نُشرت في عام 1794، بأن النيازك كانت حطامًا من الفضاء.

قبل تحقيق بيو الشامل في النيازك التي سقطت بالقرب من لَيْغل في فرنسا عام 1803، قليلون جدًا هم الذين اعتقدوا حقًا أن الصخور التي عُثر عليها على الأرض يمكن أن يكون لها أصول خارج كوكب الأرض. كانت هناك حكايات شعبية عن صخور غير عادية وجد على الأرض بعد رؤية كرات نارية في السماء، ولكن غالبًا ما كانت هذه القصص تُرفض باعتبارها خيالًا. بدأ النقاش الجاد حول الصخور غير العادية في عام 1794 عندما نشر إرنست تشلادني كتابًا يزعم فيه أن مثل هذه الصخور لها أصل خارج كوكب الأرض (Westrum). وفقط بعد أن تمكن بيو من تحليل الصخور في لَيْغل، تم قبولها بشكل شائع بأن الكرات النارية التي تُرى في السماء كانت نيازك تسقط عبر الغلاف الجوي. منذ عهد بيو، أدى تحليل النيازك إلى قياسات دقيقة للتركيب الكيميائي للنظام الشمسي. كما أعطى تكوين وموقع النيازك في النظام الشمسي علماء الفلك أدلة حول كيفية تشكل النظام الشمسي.

### الضوء المستقطب

في عام 1812، وجه بيو انتباهه إلى دراسة البصريات، لا سيما استقطاب الضوء. قبل القرن التاسع عشر، كان يُعتقد أن الضوء يتكون من حزم منفصلة تسمى الجسيمات (corpuscles). خلال أوائل القرن التاسع عشر، بدأ العديد من العلماء في تجاهل نظرية الجسيمات لصالح نظرية الموجة للضوء. بدأ بيو عمله على الاستقطاب ليظهر أن النتائج التي كان يحصل عليها لا يمكن أن تظهر إلا إذا كان الضوء مصنوعًا من الجسيمات.

في عام 1815 أثبت أن "الضوء المستقطب، عند مروره عبر مادة عضوية، يمكن تدويره في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة، اعتمادًا على المحور البصري للمادة." لقد أدى عمله في الاستقطاب اللوني والاستقطاب الدوراني إلى تقدم كبير في مجال البصريات، على الرغم من أنه تبين لاحقًا أنه يمكن الحصول على نتائجه باستخدام نظرية الموجة للضوء. تفسير الموجات المستعرضة من قبل أوغسطين-جان فرينل (Augustin-Jean Fresnel) هو أبسط بكثير ويتوافق مع معادلات جيمس كليرك ماكسويل (James Clerk Maxwell).

أدى عمل بيو على استقطاب الضوء إلى العديد من الإنجازات في مجال البصريات. تستخدم شاشات الكريستال السائل (LCD)، مثل شاشات التلفزيون والكمبيوتر، ضوءًا مستقطبًا بواسطة مرشح أثناء دخوله إلى الكريستال السائل، للسماح للكريستال السائل بتعديل شدة الضوء المرسل. يحدث هذا عندما يتغير استقطاب الكريستال السائل استجابة لإشارة تحكم كهربائية مطبقة عبره. تُستخدم مرشحات الاستقطاب بشكل مكثف في التصوير الفوتوغرافي لقطع الانعكاسات غير المرغوب فيها أو لتعزيز الانعكاس.

### كريمة الترتار

اُكتُشف طرطرات هيدروجين البوتاسيوم لأول مرة داخل وعاء نبيذ في إيران. بدأ التطبيق الحديث للمادة في عام 1768، وفي عام 1832، اكتشف جان باتティスト بيو الخصائص الفيزيائية لكريمة الترتار. اكتسبت المادة معظم شعبيتها عندما بدأ الفرنسيون في استخدامها بشكل متكرر في طهيهم.

### قياس القوس

في أغسطس 1806، كلفه مكتب خطوط الطول (Bureau des Longitudes)، جنبًا إلى جنب với فرانسوا أراغو (François Arago)، بمواصلة قياس قوس خط الزوال في فرنسا وإسبانيا الذي بدأه ديلامبر وميشين (قوس خط الزوال لديلامبر وميشين).

الكتابات المختارة

- رسالة أولية في الفلك الفيزيائي (Traité élémentaire d'astronomie physique، كلوسترمان، 1810-1811)

- أبحاث تجريبية ورياضية حول حركات جزيئات الضوء حول مركز ثقلها (Récherches expérimentales et mathématiques sur les mouvemens des molécules de la lumière autour de leur centre de gravité، بالفرنسية. باريس: فيرمان ديدو. 1814.)

- رسالة في الفيزياء التجريبية والرياضية (Traité de physique expérimentale et mathématique، ديتيرفيل، 1816)

- موجز أولي للفيزياء التجريبية (Précis élémentaire de physique expérimentale، بالإيطالية. المجلد 1. نابولي: مطبعة جريدة الموسوعة. 1818.)

- موجز أولي للفيزياء التجريبية (Précis élémentaire de physique expérimentale، بالإيطالية. المجلد 2. نابولي: مطبعة جريدة الموسوعة. 1818.)

- موجز أولي للفيزياء التجريبية (Précis élémentaire de physique expérimentale، بالإيطالية. المجلد 4. نابولي: مطبعة جريدة الموسوعة. 1818.)

- موجز أولي للفيزياء التجريبية (Précis élémentaire de physique expérimentale، بالإيطالية. المجلد 5. نابولي: مطبعة جريدة الموسوعة. 1818.)

- مفاهيم أولية في الاستاتيكا (Notions élémentaires de statique، بالفرنسية. باريس: شارل لويس إتيان باتشيلير. 1829.)

- موجز تاريخ الفلك الكوكبي المكتوب بمناسبة اكتشاف السيد لو فيرييه (Précis de l'histoire de l'astronomie planétaire écrit à l'occasion de la découverte de M. Le Verrier، بالإيطالية. بارما: بيترو فياكادوري. 1854.)

- موجز تاريخ الفلك الصيني (Précis de l'histoire de l'astronomie chinoise، المطبعة الإمبراطورية، 1861)

- دراسات في الفلك الهندي والفلك الصيني (Études sur l'astronomie indienne et sur l'astronomie chinoise، إخوة ليفي، 1862)

- منوعات علمية وأدبية (Mélanges scientifiques et littéraires، إخوة ليفي، 1858)

- أبحاث حول عدة نقاط من الفلك المصري (Recherches sur plusieurs points de l'astronomie égyptienne، ديدو، 1823)