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Thomas Young

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Thomas Young
Módulo de Young, experiência da dupla fenda
Nascimento13 de junho de 1773
Milverton, Somerset, Inglaterra, Reino Unido da Grã-Bretanha e Irlanda Reino Unido da Grã-Bretanha e Irlanda
Morte10 de maio de 1829 (55 anos)
Londres, Inglaterra, Reino Unido
Residência48, Welbeck Street W1
SepultamentoChurch of St Giles the Abbot
Nacionalidadebritânico
CidadaniaReino Unido da Grã-Bretanha e Irlanda
Progenitores
  • Thomas Young
  • Sarah Davies
CônjugeEliza Maxwell
Alma mater
Ocupaçãoastrônomo, físico, antropólogo, médico, arqueólogo, professor universitário, fisiólogo, entomologista, egiptólogo, músico, linguista, filósofo, botânico
Distinções
Empregador(a)Royal Society, Hudson Gurney, Royal Institution, St George's Hospital
InstituiçõesRoyal Institution, Board of Longitude
Obras destacadasexperimento da dupla fenda, Wave theory of light, astigmatismo, Young–Dupré Equation, Young–Helmholtz theory, Lei de Laplace, Young temperament, módulo de Young
ReligiãoQuaker, anglicanismo

Thomas Young (13 de junho de 1773 – 10 de maio de 1829) foi um polímata britânico que fez contribuições notáveis nos campos da visão, luz, mecânica dos sólidos, energia, fisiologia, linguagem, harmonia musical e egiptologia. Ele foi fundamental no deciframento dos hieróglifos egípcios, especificamente da Pedra de Roseta.

O trabalho de Young influenciou William Herschel, Hermann von Helmholtz, James Clerk Maxwell e Albert Einstein. É creditado a Young o estabelecimento da teoria ondulatória da luz de Christiaan Huygens, em contraste com a teoria corpuscular de Isaac Newton.[1] O trabalho de Young foi posteriormente apoiado pelo trabalho de Augustin-Jean Fresnel.[2]

Vida pessoal

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Young pertencia a uma família quaker de Milverton, Somerset, onde nasceu em 1773, o mais velho de dez filhos.[3][4] Aos 14 anos, Young já havia aprendido grego, latim, francês, italiano, siríaco, hebraico samaritano, árabe, aramaico bíblico, persa, turco e ge'ez.[4][5]

Young começou a estudar medicina em Londres no Hospital St Bartholomew em 1792, mudou-se para a Faculdade de Medicina da Universidade de Edimburgo em 1794 e, um ano depois, foi para Gotinga, Baixa Saxônia, Alemanha, onde obteve o título de doutor em medicina em 1796 pela Universidade de Gotinga.[6] Em 1797, entrou para o Emmanuel College, Cambridge.[7] No mesmo ano, herdou a propriedade de seu tio-avô, Richard Brocklesby, o que o tornou financeiramente independente, e em 1799 estabeleceu-se como médico na Welbeck Street, 48, Londres[4] (hoje registrada com uma placa azul). Young publicou muitos de seus primeiros artigos acadêmicos anonimamente para proteger sua reputação como médico.[8]

Em 1801, Young foi nomeado professor de filosofia natural (principalmente física) na Royal Institution.[9] Em dois anos, proferiu 91 palestras. Em 1802, foi nomeado secretário estrangeiro da Royal Society,[10] da qual havia sido eleito membro em 1794.[11] Renunciou ao cargo de professor em 1803, temendo que seus deveres interferissem em sua prática médica. Suas palestras foram publicadas em 1807 no Course of Lectures on Natural Philosophy e contêm várias antecipações de teorias posteriores.[4][12]

Em 1811, Young tornou-se médico do St George's Hospital e, em 1814, serviu em um comitê nomeado para considerar os perigos envolvidos na introdução geral do gás para iluminação em Londres.[13] Em 1816, foi secretário de uma comissão encarregada de determinar o comprimento preciso do pêndulo de segundos (o comprimento de um pêndulo cujo período é exatamente dois segundos) e, em 1818, tornou-se secretário do Board of Longitude e superintendente do HM Nautical Almanac Office.[4][14]

Young foi eleito Membro Honorário Estrangeiro da Academia Americana de Artes e Ciências em 1822.[15] Poucos anos antes de sua morte, interessou-se por seguro de vida,[16] e em 1827 foi escolhido como um dos oito associados estrangeiros da Academia Francesa de Ciências.[4] No mesmo ano, tornou-se membro correspondente de primeira classe, residente no exterior, do Real Instituto da Holanda.[17] Em 1828, foi eleito membro estrangeiro da Real Academia Sueca de Ciências.[18]

Em 1804, Young casou-se com Eliza Maxwell. Eles não tiveram filhos.[3]

Young morreu em seu 56º ano em Londres em 10 de maio de 1829, tendo sofrido ataques recorrentes de "asma". Sua autópsia revelou aterosclerose da aorta.[19] Seu corpo foi enterrado no cemitério da Igreja de St Giles em Farnborough, no condado de Kent. A Abadia de Westminster abriga uma placa de mármore branco em memória de Young,[20] com um epitáfio de Hudson Gurney:[21][22]

Sagrado à memória de Thomas Young, M.D., Membro e Secretário Estrangeiro da Royal Society Membro do Instituto Nacional da França; um homem igualmente eminente em quase todos os departamentos do conhecimento humano. Paciente no trabalho incessante, dotado da faculdade de percepção intuitiva, que, trazendo igual maestria para as mais abstrusas investigações das letras e da ciência, primeiro estabeleceu a teoria ondulatória da luz, e primeiro penetrou a obscuridade que velou por séculos os hieróglifos do Egito. Amado por seus amigos por suas virtudes domésticas, honrado pelo mundo por suas realizações inigualáveis, morreu na esperança da Ressurreição dos justos. — Nascido em Milverton, em Somersetshire, 13 de junho de 1773. Faleceu em Park Square, Londres, 10 de maio de 1829, no 56º ano de sua idade.

Young era muito respeitado por seus amigos e colegas. Dizia-se que ele nunca impunha seu conhecimento, mas se perguntado, era capaz de responder até mesmo à questão científica mais difícil com facilidade. Embora muito erudito, tinha a reputação de às vezes ter dificuldade em comunicar seu conhecimento. Disse um de seus contemporâneos: "Suas palavras não eram as de uso familiar, e a disposição de suas ideias raramente era a mesma daquelas com quem ele conversava. Ele era, portanto, pior calculado do que qualquer homem que eu já conheci para a comunicação do conhecimento."[23]

Visões religiosas

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Embora às vezes tratasse de tópicos religiosos da história no Egito e escrevesse sobre a história do cristianismo na Núbia, não se sabe muito sobre as visões religiosas pessoais de Young.[24] No relato de George Peacock, Young nunca falou com ele sobre moral, metafísica ou religião, embora de acordo com a esposa de Young, suas atitudes mostravam que "sua criação quaker havia influenciado fortemente suas práticas religiosas."[25] Fontes autorizadas descreveram Young em termos de um cristão cultural quaker.[26][27]

Hudson Gurney informou que antes de seu casamento, Young teve que se juntar à Igreja da Inglaterra, e foi batizado mais tarde.[24] Gurney afirmou que Young "manteve boa parte de seu antigo credo, e levou para seus estudos bíblicos seu hábito de investigação de línguas e costumes", em vez do hábito de proselitismo.[24] No entanto, no dia anterior à sua morte, Young participou de sacramentos religiosos; conforme relatado no Edinburgh Journal of Science de David Brewster:

"Após algumas informações sobre seus assuntos, e algumas instruções sobre os papéis hierográficos em suas mãos, ele disse que, perfeitamente ciente de sua situação, havia tomado os sacramentos da igreja no dia anterior. Seus sentimentos religiosos foram por ele declarados liberais, embora ortodoxos. Ele havia estudado extensivamente as Escrituras, cujos preceitos estavam profundamente impressos em sua mente desde seus primeiros anos; e ele evidenciou a fé que professava; em um curso ininterrupto de utilidade e retidão."[28]

Pesquisa

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Teoria ondulatória da luz

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No próprio julgamento de Young, de suas muitas realizações, a mais importante foi estabelecer a teoria ondulatória da luz estabelecida por Christiaan Huygens em seu Treatise on Light (1690).[29][30] Para isso, ele teve que superar a visão centenária, expressa no venerável Opticks de Newton, de que a luz é uma partícula. No início do século XIX, Young apresentou várias razões teóricas apoiando a teoria ondulatória da luz e desenvolveu duas demonstrações duradouras para apoiar esse ponto de vista. Com o tanque de ondas, ele demonstrou a ideia de interferência no contexto de ondas de água. Com experimentos adicionais, incluindo o predecessor do experimento da fenda dupla, ele demonstrou a interferência no contexto da luz como uma onda.

Lâmina de "Lectures" de 1802 (RI), publicada em 1807

Young, falando em 24 de novembro de 1803, para a Royal Society de Londres, começou sua agora clássica descrição do experimento histórico:[31]

Os experimentos que estou prestes a relatar ... podem ser repetidos com grande facilidade, sempre que o sol brilha, e sem qualquer outro aparato além do que está ao alcance de todos.[32]

Em seu artigo subsequente, intitulado Experiments and Calculations Relative to Physical Optics (1804), Young descreve um experimento no qual colocou um cartão medindo aproximadamente 0,85 milímetros (0,033 in) em um feixe de luz de uma única abertura em uma janela e observou as franjas de cor na sombra e nas laterais do cartão. Ele observou que colocar outro cartão na frente ou atrás da faixa estreita para impedir que o feixe de luz atingisse uma de suas bordas fazia as franjas desaparecerem.[33] Isso apoiou a alegação de que a luz é composta de ondas.[34]

Young realizou e analisou vários experimentos, incluindo interferência da luz por reflexão de pares próximos de sulcos micrométricos, por reflexão de filmes finos de sabão e óleo, e pelos aneis de Newton. Ele também realizou dois importantes experimentos de difração usando fibras e tiras longas e estreitas. Em seu Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts (1807), ele credita Grimaldi por ter observado primeiro as franjas na sombra de um objeto colocado em um feixe de luz. Dentro de dez anos, grande parte do trabalho de Young foi reproduzida e depois estendida por Augustin-Jean Fresnel.

Módulo de Young

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Mathematical Elements of Natural Philosophy de Young

Young descreveu a caracterização da elasticidade que ficou conhecida como módulo de Young, denotado como E, em 1807, e descreveu-a ainda mais em seu Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts.[35] No entanto, o primeiro uso do conceito de módulo de Young em experimentos foi feito por Giordano Riccati em 1782 — antecedendo Young em 25 anos.[36] Além disso, a ideia pode ser rastreada até um artigo de Leonhard Euler publicado em 1727, cerca de 80 anos antes do artigo de Thomas Young de 1807.

O módulo de Young relaciona a tensão (compressão ou descompressão) em um corpo à sua deformação associada (variação fracionária no comprimento); isto é, tensão = E × deformação, para um espécime carregado uniaxialmente. O módulo de Young é independente da quantidade sob investigação; isto é, é uma propriedade intensiva do material. O Módulo de Young permitiu, pela primeira vez, a previsão da deformação em um componente sujeito a uma tensão conhecida (e vice-versa). Antes da contribuição de Young, os engenheiros precisavam aplicar a relação de Hooke F = kx para identificar a deformação (x) de um corpo sujeito a uma carga conhecida (F), onde a constante (k) é uma função tanto da geometria quanto do material em consideração. Encontrar k exigia testes físicos para qualquer novo componente, pois a relação F = kx é uma função da geometria e do material. O Módulo de Young depende apenas do material, não de sua geometria, permitindo assim uma revolução nas estratégias de engenharia.

Os problemas de Young em às vezes não se expressar claramente foram demonstrados por sua própria definição do módulo: "O módulo da elasticidade de qualquer substância é uma coluna da mesma substância, capaz de produzir uma pressão em sua base que está para o peso causando um certo grau de compressão assim como o comprimento da substância está para a diminuição de seu comprimento." Quando esta explicação foi apresentada aos Lordes do Almirantado, seu escrivão escreveu a Young dizendo: "Embora a ciência seja muito respeitada por seus Senhorios e seu artigo seja muito estimado, é erudito demais... em suma, não é compreendido."[37]

Visão e teoria das cores

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Young também foi chamado de fundador da óptica fisiológica. Em 1793, ele explicou o modo como o olho se acomoda para visão a diferentes distâncias como dependente da mudança da curvatura do cristalino; em 1801, foi o primeiro a descrever o astigmatismo;[38] e em suas palestras apresentou a hipótese, posteriormente desenvolvida por Hermann von Helmholtz (a teoria Young-Helmholtz), de que a percepção das cores depende da presença na retina de três tipos de fibras nervosas.[4][39] Isso antecipou a compreensão moderna da visão de cores, em particular a descoberta de que o olho realmente tem três receptores de cor sensíveis a diferentes faixas de comprimento de onda.

Equação de Young-Laplace

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Em 1804, Young desenvolveu a teoria dos fenômenos capilares com base no princípio da tensão superficial. Ele também observou a constância do ângulo de contato de uma superfície líquida com um sólido e mostrou como deduzir a partir desses dois princípios os fenômenos da ação capilar. Em 1805, Pierre-Simon Laplace, o filósofo francês, descobriu o significado dos raios dos meniscos em relação à ação capilar.[40]

Em 1830, Carl Friedrich Gauss, o matemático alemão, unificou o trabalho desses dois cientistas para derivar a equação de Young-Laplace, a fórmula que descreve a diferença de pressão capilar sustentada através da interface entre dois fluidos estáticos.[41]

Young foi o primeiro a definir o termo "energia" no sentido moderno. Ele também fez trabalhos sobre a teoria das marés, paralelamente aos de Laplace e antecipando trabalhos mais conhecidos de Airy.[41]

Equação de Young e equação de Young-Dupré

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A equação de Young descreve o ângulo de contato de uma gota líquida em uma superfície sólida plana em função da energia livre superficial, da energia livre interfacial e da tensão superficial do líquido. A equação de Young foi desenvolvida posteriormente, cerca de 60 anos depois, por Dupré para considerar os efeitos termodinâmicos, e isso é conhecido como equação de Young-Dupré.[4]

Medicina

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Na fisiologia, Young fez uma contribuição importante para a hemodinâmica na palestra Croonian de 1808 sobre as "Funções do Coração e Artérias", onde derivou uma fórmula para a velocidade de onda do pulso.[42] Seus escritos médicos incluíram An Introduction to Medical Literature, incluindo um System of Practical Nosology (1813) e A Practical and Historical Treatise on Consumptive Diseases (1815).[4]

Young criou uma regra prática para determinar a dosagem de medicamentos para crianças. A Regra de Young afirma que a dosagem infantil é igual à dosagem adulta multiplicada pela idade da criança em anos, dividida pela soma de 12 mais a idade da criança.[4]

Línguas

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Em um apêndice à sua dissertação de 1796 em Gotinga De corporis humani viribus conservatricibus, há quatro páginas adicionadas propondo um alfabeto fonético universal ("para não deixar estas páginas em branco"; "Ne vacuae starent hae paginae, libuit e praelectione ante disputationem habenda tabellam literarum universalem raptim describere"). Inclui 16 símbolos de vogais "puras", vogais nasais, várias consoantes e exemplos destes, extraídos principalmente do francês e do inglês.[4]

Em seu artigo "Languages" da Encyclopædia Britannica, Young comparou a gramática e o vocabulário de 400 línguas. Em um trabalho separado em 1813, ele introduziu o termo línguas indo-europeias, 165 anos após o linguista e estudioso holandês Marcus Zuerius van Boxhorn ter proposto o agrupamento a que este termo se refere em 1647.[43]

Hieróglifos egípcios

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Young fez contribuições significativas para o deciframento dos sistemas de escrita egípcios antigos. Ele começou seu trabalho em egiptologia bastante tarde, em 1813, quando o trabalho já estava em andamento entre outros pesquisadores. Ele começou usando um alfabeto demótico egípcio de 29 letras construído por Johan David Åkerblad em 1802 (14 delas se revelaram incorretas). Åkerblad estava correto em enfatizar a importância do texto demótico ao tentar ler as inscrições, mas ele acreditava erroneamente que o demótico era inteiramente alfabético.[44]

Em 1814, Young já havia traduzido completamente o texto "enquorial" da Pedra de Roseta[4] (usando uma lista com 86 palavras demóticas) e então estudou o alfabeto hieroglífico, mas inicialmente não reconheceu que os textos demótico e hieroglífico eram paráfrases e não traduções simples.[45]

Houve uma rivalidade considerável entre Young e Jean-François Champollion enquanto ambos trabalhavam no deciframento hieroglífico. No início, eles cooperaram brevemente em seu trabalho, mas mais tarde, por volta de 1815, surgiu um desentendimento entre eles. Por muitos anos, eles mantiveram os detalhes de seu trabalho longe um do outro. Quando Champollion finalmente publicou uma tradução dos hieróglifos e a chave para o sistema gramatical em 1822, Young (e muitos outros) elogiaram seu trabalho. No entanto, um ano depois, Young publicou um Account of the Recent Discoveries in Hieroglyphic Literature and Egyptian Antiquities,[4] com o objetivo de ter seu próprio trabalho reconhecido como base para o sistema de Champollion.[46]

Algumas das conclusões de Young apareceram no famoso artigo "Egypt" que ele escreveu para a edição de 1818 da Encyclopædia Britannica.[4]

Young havia descoberto corretamente o valor sonoro de seis sinais hieroglíficos, mas não deduziu a gramática da língua. O próprio Young reconheceu que estava em certa desvantagem porque o conhecimento de Champollion das línguas relevantes, como o copta, era muito maior.[47]

Vários estudiosos sugeriram que a verdadeira contribuição de Young para a egiptologia foi seu deciframento da escrita demótica. Ele fez os primeiros grandes avanços nesta área; ele também identificou corretamente o demótico como sendo composto por sinais ideográficos e fonéticos.[48]

Posteriormente, Young sentiu que Champollion não estava disposto a compartilhar o crédito pelo deciframento. Na controvérsia resultante, fortemente motivada pelas tensões políticas daquela época, os britânicos tendiam a defender Young, enquanto os franceses na maioria defendiam Champollion. Champollion reconheceu algumas das contribuições de Young, mas de forma bastante parcimoniosa. No entanto, depois de 1826, quando Champollion era curador no Louvre, ele ofereceu a Young acesso a manuscritos demóticos.[49]

Na Inglaterra, enquanto Sir George Lewis ainda duvidava da conquista de Champollion em 1862, outros eram mais receptivos. Por exemplo, Reginald Poole e Sir Peter Le Page Renouf defenderam Champollion.[50]

Música

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Young desenvolveu o temperamento Young, um método de afinar instrumentos musicais.[4]

Legado

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Estudiosos e cientistas posteriores elogiaram o trabalho de Young, embora possam conhecê-lo apenas através das realizações que ele fez em seus campos. Seu contemporâneo Sir John Herschel o chamou de "gênio verdadeiramente original".[51] Albert Einstein o elogiou no prefácio de 1931 para uma edição de Opticks de Isaac Newton. Outros admiradores incluem o físico Lord Rayleigh e o ganhador do Nobel de Física Philip Anderson.[4]

O nome de Thomas Young foi adotado como o nome do Thomas Young Centre de Londres, uma aliança de grupos de pesquisa acadêmica engajados na teoria e simulação de materiais.[4]

O Fiorde Young no leste da Groenlândia foi nomeado em sua homenagem por William Scoresby (1789–1857).[52]

Escritos selecionados

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Ver também

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Referências

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  52. ↑ Place names, NE Greenland
Obras citadas

Leitura adicional

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Ligações externas

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