תומאס יאנג
תומאס יאנג (Thomas Young, 13 ביוני 1773 – 10 במאי 1829) היה איש אשכולות בריטי אשר תרם תרומות בולטות לתחומי הראייה, האור, המכניקה של מוצקים, האנרגיה, הפיזיולוגיה, השפה, ההרמוניה המוזיקלית והאגיפטולוגיה. הוא היה דמות מפתח בפענוח הכתב החרטומים המצרי, ובפרט אבן רוזטה.
עבודתו של יאנג השפיעה על פועלם של ויליאם הרשל (William Herschel), הרמן פון הלמהולץ (Hermann von Helmholtz), ג'יימס קלרק מקסוול (James Clerk Maxwell) ואלברט איינשטיין (Albert Einstein). יאנג זוכה להכרעה בביסוס תורת הגלים של האור של כריסטיאן הויגנס (Christiaan Huygens), בניגוד לתורת החלקיקים של אייזק ניוטון (Isaac Newton). עבודתו של יאנג זכתה לאחר מכן לתמיכה ולפיתוח מצד אוגוסטן-ז'אן פרנל (Augustin-Jean Fresnel).
חיים אישיים
יאנג השתייך למשפחה קוויקרית ממילברטון שבאסומרסט, שם נולד בשנת 1773 כבכור מבין 10 ילדים. עד גיל 14, למד יאנג יוונית, לטינית, צרפתית, איטלקית, סורית, עברית שומרונית, ערבית, ארמית מקראית, פרסית, טורקיז וגעז.
יאנג החל ללמוד רפואה בלונדון בבית החולים סנת ברתולומאו (St Bartholomew's Hospital) בשנת 1792, עבר לבית הספר לרפואה של אוניברסיטת אדינבורו בשנת 1794, ושנה לאחר מכן נסע לגטינגן שבסקסוניה התחתונה, גרמניה, שם קיבל את תואר דוקטור לרפואה בשנת 1796 מאוניברסיטת גטינגן. בשנת 1797 נכנס לקולג' עמנואל (Emmanuel College) בקיימברידג'. באותה שנה ירש את נכסיו של דוד-רבא שלו, ריצ'רד ברוקלסבי (Richard Brocklesby), דבר שהעניק לו עצמאות כלכלית. בשנת 1799 ביסס את מעמדו כרופא ברחוב ולבק 48 בלונדון (המתועד כיום بلوح כחול). יאנג פרסם רבים ממאמריו האקדמיים הראשונים בעונומו כדי להגן על מוניטין כרופא.
בשנת 1801 מונה יאנג לפרופסור לפילוסופיה טבעית (בעיקר פיזיקה) במוסד המלכותי (Royal Institution). במשך שנתיים העביר 91 הרצאות. בשנת 1802 מונה למזכיר החוץ של החברה המלכותית, אשר לה נבחר כחבר בשנת 1794. הוא התפטר ממשרת הפרופסורה שלו בשנת 1803, מתוך חשש שחובותיה יפריעו לעבודתו הרפואית. הרצאותיו פורסמו בשנת 1807 תחת הכותרת "קורס הרצאות בפילוסופיה טבעית" (Course of Lectures on Natural Philosophy) והן כוללות מספר הקדמות לתאוריות מאוחרות יותר.
בשנת 1811 הפך יאנג לרופא בבית החולים סנת ג'ורג' (St George's Hospital) ובשנת 1814 שימש בוועדה שמונתה לשקול את הסכנות הכרוכות בהכנסת הגז הכללית לתאורה בלונדון. בשנת 1816 היה מזכיר ועדה שהופקדה על קביעת האורך המדויק של מטוטלת השניות (אורכה של מטוטלת שזמן המחזור שלה הוא בדיוק שניות אחדות), ובשנת 1818 הפך למזכיר מועצת קו האורך ולמנהל משרד האלמנך הימי הבריטי (HM Nautical Almanac Office).
יאנג נבחר כחבר כבוד זר באקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים בשנת 1822. שנים ספורות לפני מותו החל להתעניין בביטוח חיים, ובשנת 1827 נבחר לאחד משמונה עמיתים זרים של האקדמיה הצרפתית למדעים. באותה שנה הפך לחבר מתכתב מדרגה ראשונה, המתגורר בחו"ל, של המכון המלכותי של הולנד. בשנת 1828 נבחר לחבר זר באקדמיה המלכותית השוודית למדעים.
בשנת 1804 נישא יאנג לאליזה מקסוול (Eliza Maxwell). לזוג לא היו ילדים.
יאנג מת בשנת ה-56 לחייו בלונדון ב-10 במאי 1829, לאחר שסבל מהתקפות חוזרות ונשנות של "אסטמה". נתיחת הגופה שלו גילתה טרשת עורקים של אבי העורקים. גופתו נקברה בבית העלמין של כנסיית סנת ג'יילס בפארנבורו, במחוז קנט. במנזר וסטמינסטר יש לוח שיש לבן לזכרו של יאנג, הנושא כתובת זיכרון מאת הדסון גורני (Hudson Gurney):
> מקודש לזכרו של תומאס יאנג, דוקטור לרפואה, עמית ומזכיר חוץ של החברה המלכותית, חבר המכון הלאומי של צרפת; איש בולט באופן שווה כמעט בכל תחום של הלמידה האנושית. סבלן לעבודה בלתי פוסקת, מחונן ביכולת של תפיסה אינטואיטיבית, אשר הביא שליטה שווה לחקירות המסובכות ביותר של האותיות והמדע, ביסס לראשונה את תורת הגלים של האור, וחדר לראשונה אל הערפל אשר הסתיר במשך עידנים את כתבי החרטומים של מצרים. אהוב על ידי חבריו בשל מעלותיו הביתית, מכובד על ידי העולם בשל הישגיו חסרי המתחרים, מת בתקוות תחיית הצודקים. — נולד במילברטון, שבסומרסטשייר, ב-13 ביוני 1773. מת בפרק סקוור, לונדון, ב-10 במאי 1829, בשנת ה-56 לחייו.
יאנג חנך את הדסון גורני בילדותו, והם נותרו חברים כל חייו. גורני הזמין דיוקן של יאנג מאת תומאס לורנס (Thomas Lawrence), והיו עותקים רבים המבוססים על ציור מקורי זה. יאנג זכה להערכה רבה מצד חבריו ועמיתיו. נאמר עליו שהוא מעולם לא כפה את ידיעותיו, אך אם נשאל, היה מסוגל לענות בקלות גם על השאלה המדעית הקשה ביותר. אף על פי שהיה מלומד מאוד, היה לו מוניטין שלעיתים התקשה בתקשורת הידע שלו. אחד מבני דורו אמר עליו: "מילותיו לא היו אלו השימושיות והמוכרות, וסידור רעיונותיו לעולם לא היה דומה לאלו ששוחח עימם. לפיכך היה פחות מותאם מכל אדם שהכרתי לתקשורת של ידע."
### דעות דתיות
אף על פי שלעיתים עסק בנושאים דתיים של היסטוריה במצרים וכתב על ההיסטוריה של הנצרות בנוביה, לא ידוע רבות על דעותיו הדתיות האישיות של יאנג. בדיווח של ג'ורג' פיקוק (George Peacock), יאנג מעולם לא דיבר איתו על מוסר, מטאפיזיקה או דת, אם כי לדברי אשתו של יאנג, עמדותיו הראו כי "חינוכו הקוויקי השפיע ע강 מאוד על מנהגיו הדתיים." מקורות מוסמכים תיארوا את יאנג במונחים של קוויקר נוצרי תרבותי.
הדסון גורני דיווח שלפני נישואיו, יאנג נאלץ להצטרף לכנסייה של אנגליה, והוטבל מאוחר יותר. גורני הצהיר כי יאנג "שמר על חלק ניכר מאמונתו הישנה, ונשא אל לימודיו המקראיים את הרגל החקירה של שפות ומנהגים," ולא את הרגל הפרוזליטיזם. אף על פי כן, ביום שלפני מותו, השתתף יאנג בסקרמנטים דתיים; כפי שדווח ב"כתב העת המדעי של אדינבורו" של דייוויד ברוסטר (David Brewster):
> "לאחר מידע כלשהו בנוגע לענייניו, וכמה הנחיות לגבי המסמכים ההירוגראפיים שבידיו, הוא אמר שכשהוא מודע לחלוטין למצבו, לקח את הסקרמנטים של הכנסייה ביום שקדם לכך. רגשותיו הדתיים צוינו על ידו כליברליים, אם כי אורתודוקסיים. הוא למד בהרחבה את כתבי הקודש, אשר מצוותיהם נחקקו עמוקות בליבו מילדותו המוקדמת; והוא הוכיח את האמונה שעליה הכריז במסלול בלתי מתפשר של תועלת ויושרה."
מחקר
### תורת הגלים של האור
לפי שיפוטו של יאנג עצמו, מבין הישגיו הרבים החשוב ביותר היה ביסוס תורת הגלים של האור שהציג כריסטיאן הויגנס בספרו "מסע על האור" (1690). לשם כך, היה עליו להתגבר על ההשקפה בת מאה השנים, שהובעה ב"אופטיקה" של ניוטון הנכבד, לפיה האור הוא חלקיק. בתחילת המאה ה-19, יאנג הציג מספר סיבות תאורטיות התומכות בתורת הגלים של האור, ופיתח שתי הדגמות מתמשכות לתמיכה בהשקפה זו. בעזרת מיכל האדוות, הוא הדגים את רעיון ההתאבכות בהקשר של גלי מים. בניסויים נוספים, כולל קודמו של ניסוי שני הסדקים, הוא הדגים התאבכות בהקשר של אור כגל. יאנג השתמש גם בנתונים מניסוי זה כדי לחשב את אורכי הגל של צבעי אור שונים, כשהוא מתקרב מאוד לערכים המודרניים.
> מצאתי ששישה משולי האדום הבהירים ביותר, במרחקים שווים כמעט, תפסו את כל התמונה הזו. רוחב הצמצם היה 66/1000, ומרחקו מהשערה היה 8/10 של אינץ'; קוטר השערה היה קטן מ-1/600 של אינץ'; כפי שיכולתי לקבוע במדויק, הוא היה 1/600. מכאן שיש לנו 11/1000 עבור הסטייה של שולי האדום הראשונים במרחק של 8/10, וכאשר 8/10:11/1000::1/600:11/48000 או 1/436436 עבור ההפרש במסלולי האור האדום במקום שבו היה העז ביותר.
יאנג, בנאום שנשא ב-24 בנובמבר 1803 בפני החברה המלכותית של לונדון, החל בתיאורו שהפך לקלאסי של הניסוי ההיסטורי:
> הניסויים שאני עומד לספר... ניתנים לחזרה בקלות רבה, בכל פעם שהשמש זורחת, וללא שום מכשיר אחר מלבד מה שנמצא בהישג ידו של כל אחד.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →במאמרו המאוחר, שכותרתו "ניסויים וחישובים הנוגעים לאופטיקה פיזיקלית" (1804), יאנג מתאר ניסוי שבו הניח כרטיס בגודל של כ-0.85 מילימטר (0.033 אינץ') בקרן אור מפתח יחיד בחלון, וצפה בשולי הצבע בצל ובצדדים של הכרטיס. הוא צפה כי הצבת כרטיס נוסף לפני או אחרי הרצועה הצרה כך שתמנע מקרן האור לפגוע באחד מקצותיה גרמה לשוליים להיעלם. הדבר תמך בטענה כי האור מורכב מגלים.
יאנג ביצע וניתח מספר ניסויים, כולל התאבכות של אור מהחזרה מעל זוגות סמוכים של חריצי מיקרומטר, מהחזרה מעל שכבות דקות של סבון ושמן, ומטבעות ניוטון. הוא גם ביצע שני ניסויים חשובים של עקיפה באמצעות סיבים ורצועות ארוכות וצרות. ב"קורס הרצאות בפילוסופיה טבעית ואמנויות מכניות" (1807), הוא מעניק לגרימלדי קרדיט על כך שהבחין לראשונה בשוליים בצל של אובייקט המונח בקרן אור. בתוך עשור, חלק ניכר מעבודתו של יאנג שוחזר ולאחר מכן הורחב על ידי אוגוסטן-ז'אן פרנל.
### מודולוס של יאנג
יאנג תיאר את אפיון הגמישות שהפך ידוע כמודולוס של יאנג, המסומן כ-E, בשנת 1807, ותיאר אותו בהמשך ב"קורס הרצאות בפילוסופיה טבעית ואמנויות מכניות". עם זאת, השימוש הראשון במושג של מודולוס של יאנג בניסויים נעשה על ידי ג'ורדנו ריקאטי (Giordano Riccati) בשנת 1782 — 25 שנה לפני יאנג. יתר על כן, ניתן לאתר את הרעיון למאמר מאת לאונרד אוילר (Leonhard Euler) שפורסם בשנת 1727, כ-80 שנה לפני מאמרו של תומאס יאנג משנת 1807.
המודולוס של יאנג מקשר בין המאמץ (כיווץ או מתיחה) בגוף לבין המעמסה הנלווית אליו (השינוי היחסי באורך); כלומר, מאמץ = E × מעמסה, עבור דגימה העמוסה באופן חד-צירי. המודולוס של יאנג בלתי תלוי בכמות הנחקרת; כלומר, זוהי תכונה אינטנסיבית של החומר. המודולוס של יאנג אפשר, לראשונה, את חיזוי המעמסה ברכיב הכפוף למאמץ ידוע (ולהפך). לפני תרומתו של יאנג, מהנדסים נדרשו להחיל את קשר F = kx של הוק כדי לזהות את העיוות (x) של גוף הנתון לעומס ידוע (F), כאשר הקבוע (k) הוא פונקציה של הגאומטריה והחומר כאחד. מציאת k דרשה בדיקה פיזיקלית עבור כל רכיב חדש, שכן הקשר F = kx הוא פונקציה של גאומטריה וחומר יחד. המודולוס של יאנג תלוי בחומר בלבד, ולא בגאומטריה שלו, ובכך אפשר מהפכה بأستراتيجיות ההנדסה.
הבעיות של יאנג בחוסר הבעה ברורה לעיתים הומחשו על ידי הגדרתו שלו למודולוס: "מודולוס הגמישות של כל חומר הוא עמודה של אותו חומר, המסוגלת לייצר לחץ על בסיסו שהוא למשקל הגורם למידה מסוימת של כיווץ כמו שאורכו של החומר הוא להפחתת אורכו." כאשר הסבר זה הוצג للורדים של האדמירליות, הפקיד שלהם כתב ליאנג באומרו: "אף על פי שהמדע מכובד מאוד על ידי אדוניהם ומאמרך מוערך מאוד, הוא מלומד מדי... בקיצור הוא אינו מובן."
### ראייה ותורת הצבעים
יאנג כונה גם מייסד האופטיקה הפיזיולוגית. בשנת 1793 הסביר את האופן שבו העין מתאימה את עצמה לראייה במרחקים שונים כתלוי בשינוי העקמומיות של עדשת הקריסטל; בשנת 1801 היה הראשון שתיאר אסטיגמציה; ובהרצאותיו הציג את ההשקפה, שפותחה לאחר מכן על ידי הרמן פון הלמהולץ (תורת יאנג-הלמהולץ), לפיה תפיסת הצבעים תלויה בנוכחות ברשתית של שלושה סוגי סיבי עצב. דבר זה הקדים את ההבנה המודרנית של ראיית צבעים, ובפרט את הממצא שלעין אכן יש שלושה קולטני צבע הרגישים לטווחים שונים של אורכי גל.
### משוואת יאנג-לפלס
בשנת 1804 פיתח יאנג את תורת תופעות הנימיות על בסיס עיקרון מתח הפנים. הוא גם צפה בקבועות זווית המגע של פשט נוזלי עם מוצק, והראה כיצד להסיק משני עקרונות אלו את תופעות פעולת הנימים. בשנת 1805, פייר-סימון לפลาส (Pierre-Simon Laplace), הפילוסוף הצרפתי, גילה את חשיבות רדיוס המניסקוס ביחס לפעולת הנימים.
בשנת 1830, קרל פרידריך גאוס (Carl Friedrich Gauss), המתמטיקאי הגרמני, איחד את עבודתם של שני מדענים אלו כדי לגזור את משוואת יאנג-לפלס, הנוסחה המתארת את הפרש לחץ הנימים המוחזק על פני הממשק בין שני נוזלים סטטיים.
יאנג היה הראשון שהגדיר את המונח "אנרגיה" במובן המודרני. הוא גם עשה עבודה על תורת הגאות והשפל, המקבילה לזו של לפลาส ומקדימה עבודה ידועה יותר של איירי (Airy).
### משוואת יאנג ומשוואת יאנג-דופרה
משוואת יאנג מתארת את זווית המגע של טיפת נוזל על פני שטח מוצק שטוח כפונקציה של אנרגיית השטח החופשית, אנרגיית הממשק החופשית, ומתח הפנים של הנוזל. משוואת יאנג פותחה עוד יותר, כ-60 שנה מאוחר יותר, על ידי דופרה (Dupré) כדי להסביר השפעות תרמודינמיות, והדבר ידוע כמשוואת יאנג-דופרה.
### רפואה
בפיזיולוגיה, יאנג תרם תרומה חשובה להמודינמיקה בהרצאה הקרוונית (Croonian lecture) לשנת 1808 על "תפקידי הלב והעורקים", שם גזר נוסחה למהירות הגל של הדופק. כתביו הרפואיים כללו את "מבוא לספרות הרפואית, כולל מערכת של נוזולוגיה מעשית" (1813) ו"מסע מעשי והיסטורי על מחלות שחין" (1815).
יאנג הגה כלל אצבע לקביעת מינון תרופות לילדים. כלל יאנג קובע שמינון הילד שווה למינון המבוגר כפול גיל הילד בשנים, מחולק בסכום של 12 ועוד גיל הילד.
### שפות
בנספח לעבודת הדוקטורט שלו משנת 1796 בגטינגן De corporis humani viribus conservatricibus, נוספו ארבעה עמודים המציעים אלפבית פונטי אוניברסלי (כדי "לא להשאיר עמודים אלו ריקים"; "Ne vacuae starent hae paginae, libuit e praelectione ante disputationem habenda tabellam literarum universalem raptim describere"). הוא כולל 16 סימני תנועות "טהורות", תנועות אף, עיצורים שונים ודוגמאות לכך, המבוססים בעיקר על צרפתית ואנגלית.
במאמרו "שפות" באנציקלופדיה בריטניקה, השווה יאנג את הדקדוק ואת אוצר המילים של 400 שפות. בעבודה נפרדת בשנת 1813, הוא הציג את המונח שפות הודו-אירופיות, 165 שנה לאחר שהבלשן והמלומד ההולנדי מרקוס צוריוס ואן בוקסהורן (Marcus Zuerius van Boxhorn) הציע את הקבוצה שאליה מתייחס מונח זה בשנת 1647.
### כתבי חרטומים מצריים
יאנג תרם תרומות משמעותיות לפענוח מערכות הכתב המצרי העתיק. הוא החל בעבודת האגיפטולוגיה שלו די מאוחר, בשנת 1813, כאשר העבודה כבר הייתה בעיצומה בקרב חוקרים אחרים. הוא החל בשימוש באלפבית דמוטי מצרי בן 29 אותיות שנבנה על ידי יוהאן דויד אקרבלד (Johan David Åkerblad) בשנת 1802 (14 התבררו כשגויים). אקרבלד צדק בהדגשת חשיבות הטקסט הדמוטי בניסיון לקרוא את הכתובות, אך האמין בשגוי שהדמוטי היה אלפבית לחלוטין.
עד שנת 1814, יאנג תרגם לחלוטין את הטקסט ה"אנכוריאלי" של אבן רוזטה (באמצעות רשימה עם 86 מילים דמוטיות), ולאחר מכן למד את אלפבית הכתב החרטומים אך בתחילה נכשל בזיהוי שהטקסטים הדמוטיים וההירוגליפיים היו פרפרזות ולא תרגומים פשוטים.
התקיימה יריבות ניכרת בין יאנג לבין ז'אן-פרנסואה שמפוליון (Jean-François Champollion) בעת ששניהם עבדו על פענוח הכתב החרטומים. בתחילה שיתפו פעולה בקצרה בעבודתם, אך בהמשך, מסביבות 1815, נוצר קרור ביניהם. במשך שנים רבות שמרו את פרטי עבודתם רחוק זה מזה. כאשר שמפוליון פרסם לבסוף תרגום של הכתב החרטומים ומפתח למערכת הדקדוק בשנת 1822, יאנג (ורבים אחרים) שיבחו את עבודתו. אף על פי כן, שנה לאחר מכן, יאנג פרסם "דין וחשבון על התגליות האחרונות בספרות ההירוגליפית ובעתיקות מצריות", במטרה לזכות בהכרה בעבודתו שלו כבסיס למערכת של שמפוליון.
חלק ממסקנותיו של יאנג הופיעו במאמר המפורסם "מצרים" שכתב במהדורת 1818 של האנציקלופדיה בריטניקה.
יאנג מצא בצורה מדויקת את ערך הצליל של שישה סימנים הירוגליפיים, אך לא הסיק את דקדוק השפה. יאנג עצמו הודה שהיה בחיסרון מסוים משום שידעו של שמפוליון בשפות רלוונטיות, כגון קופטית, היה רב בהרבה.
חוקרים אחדים העלו שתרומו האמיתי של יאנג לאגיפטולוגיה היה פענוח הכתב הדמוטי. הוא ביצע את ההתקדמות המרכזית הראשונה בתחום זה; הוא גם זיהה נכונה שהכתב הדמוטי מורכב מסימנים אידאוגרפיים ופונטיים כאחד.
בעקבות זאת, הרגיש יאנג ששמפוליון לא היה מוכן לחלק את הקרדיט על הפענוח. במחלוקת שבאה עקבותיו, המונעת מאוד על ידי המתחים הפוליטיים של אותו זמן, הבריטים נטו לתמוך ביאנג, בעוד הצרפתים תמכו לרוב בשמפוליון. שמפוליון אכן הכיר בחלק מתרומתו של יאנג, אך במשורה בלבד. עם זאת, אחרי 1826, כאשר שמפוליון היה אוצר במוזיאון הלובר, הוא אכן הציע ליאנג גישה לכתבי יד דמוטיים.
באנגליה, בעוד סיר ג'ורג' לואיס (George Lewis) עדיין הטיל ספק בהישגו של שמפוליון עד שנת 1862, אחרים קיבלו זאת יותר. לדוגמה, רג'ינלד פול (Reginald Poole) וסיר פיטר לה פייג' רנוף (Peter Le Page Renouf) הגנו שניהם על שמפוליון.
### מוזיקה
יאנג פיתח את הטמפרמנט של יאנג, שיטה לכוונון כלים מוזיקליים.
מורשת
חוקרים ומדענים מאוחרים יותר שיבחו את עבודתו של יאנג, אף על פי שאולי הם מכירים אותו רק דרך ההישגים שעשה בתחומיהם. בן דורו סיר ג'ון הרשל כינה אותו "גאון מקורי באמת". אלברט איינשטיין שיבח אותו בהקדמה משנת 1931 למהדורה של "אופטיקה" מאת אייזק ניוטון. מעריצים אחרים כוללים את הפיזיקאי לורד ריילי (Lord Rayleigh) ואת חתן פרס נובל לפיזיקה פיליפ אנדרסון (Philip Anderson).
שמו של תומאס יאנג אומץ כשמו של מרכז תומאס יאנג המבוסס בלונדון, ברית של קבוצות מחקר אקדמיות העוסקות בתאוריה ובסימולציה של חומרים.
פיורד יאנג בצפון-מזרח גרינלנד נקרא על שמו על ידי ויליאם סקורסבי (1789–1857).
כתבים נבחרים
קורס הרצאות בפילוסופיה טבעית ואמנויות מכניות (1807, פורסם מחדש ב-2002 על ידי הוצאת תומס (Thoemmes Press)).
- יצירות שונות של המנוח תומאס יאנג, דוקטור לרפואה, עמית החברה המלכותית (1855, 3 כרכים, עורך ג'ון מארי, פורסם מחדש ב-2003 על ידי הוצאת תומס (Thoemmes Press)).