توماس يونغ (عالم)

على الرغم من تناوله أحيانًا لمواضيع دينية تاريخية في مصر وكتابته عن تاريخ المسيحية في النوبة ، إلا أن المعلومات المتوفرة عن آراء يونغ الدينية الشخصية قليلة. ^{[ 24 ]} في رواية جورج بيكوك ، لم يتحدث يونغ معه قط عن الأخلاق أو الميتافيزيقا أو الدين، مع أن زوجة يونغ ذكرت أن مواقفه أظهرت أن " تربيته الكويكرية أثرت بشكل كبير على ممارساته الدينية". ^{[ 25 ]} وقد وصفت مصادر موثوقة يونغ بأنه كويكري مسيحي ثقافيًا. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

أفاد هدسون جورني أنه قبل زواجه، انضم يونغ إلى كنيسة إنجلترا ، ثم تعمّد لاحقًا. ^{[ 24 ]} وذكر جورني أن يونغ "احتفظ بقدر كبير من عقيدته القديمة، وحافظ على عادة البحث في اللغات والعادات في دراساته الدينية"، بدلًا من عادة التبشير. ^{[ 24 ]} ومع ذلك، في اليوم السابق لوفاته، شارك يونغ في الأسرار الدينية؛ كما ورد في مجلة إدنبرة للعلوم لديفيد بريستر :

بعد أن أُطلع على بعض المعلومات المتعلقة بشؤونه، وبعض التعليمات بشأن الأوراق الهيروقراطية التي بحوزته، قال إنه، مدركًا تمامًا لوضعه، قد تناول الأسرار المقدسة في اليوم السابق. وقد صرّح بنفسه بأن مشاعره الدينية ليبرالية، وإن كانت محافظة. وقد درس الكتب المقدسة دراسة مستفيضة، والتي رسخت تعاليمها في ذهنه منذ نعومة أظفاره؛ وقد أظهر إيمانه الذي أعلنه من خلال التزامه الراسخ بالنفع والاستقامة. ^{[ 28 ]}

بحسب رأي يونغ نفسه، كان أهم إنجازاته العديدة هو ترسيخ نظرية الموجة الضوئية التي وضعها كريستيان هويغنز في كتابه "رسالة في الضوء " (1690). ^{[ 29 ] [ 30 ]} ولتحقيق ذلك، كان عليه أن يتجاوز النظرة السائدة منذ قرن، والتي وردت في كتاب نيوتن الشهير " البصريات "، والتي تعتبر الضوء جسيمًا. في أوائل القرن التاسع عشر، طرح يونغ عددًا من الأسباب النظرية التي تدعم نظرية الموجة الضوئية، وطوّر تجربتين عمليتين راسختين لدعم هذه النظرة. فمن خلال حوض التموجات ، برهن على فكرة التداخل في سياق أمواج الماء. ومن خلال تجارب إضافية ، بما في ذلك التجربة السابقة لتجربة الشق المزدوج ، برهن على التداخل في سياق الضوء كموجة.

بدأ يونغ، متحدثاً في 24 نوفمبر 1803، أمام الجمعية الملكية في لندن، وصفه الكلاسيكي الآن للتجربة التاريخية: ^{[ 31 ]}

التجارب التي سأرويها الآن ... يمكن تكرارها بسهولة بالغة، كلما أشرقت الشمس، ودون أي أجهزة أخرى غير تلك المتوفرة لدى الجميع. ^{[ 32 ]}

في بحثه اللاحق، بعنوان "تجارب وحسابات متعلقة بالبصريات الفيزيائية " (1804)، يصف يونغ تجربةً وضع فيها بطاقةً يبلغ طولها حوالي 0.85 مليمتر (0.033 بوصة) في شعاع ضوئي من فتحة واحدة في نافذة، ولاحظ أهدابًا لونية في الظل وعلى جانبي البطاقة. ولاحظ أن وضع بطاقة أخرى أمام أو خلف الشريط الضيق لمنع شعاع الضوء من الاصطدام بأحد حوافه يؤدي إلى اختفاء الأهداب. ^{[ 33 ]} وقد دعم هذا الادعاء بأن الضوء يتكون من موجات . ^{[ 34 ]} 

أجرى يونغ وحلل عددًا من التجارب، بما في ذلك تداخل الضوء الناتج عن انعكاسه عن أزواج متجاورة من الأخاديد الميكرومترية، وعن انعكاسه عن أغشية رقيقة من الصابون والزيت، وعن حلقات نيوتن . كما أجرى تجربتين مهمتين في حيود الضوء باستخدام الألياف والشرائط الطويلة الضيقة. وفي كتابه " محاضرات في الفلسفة الطبيعية والفنون الميكانيكية " (1807)، نسب الفضل إلى غريمالدي في رصد أهداب التداخل في ظل جسم موضوع في شعاع ضوئي. وفي غضون عشر سنوات، أُعيد إنتاج جزء كبير من أعمال يونغ، ثم وُسِّع نطاقها على يد أوغستين-جان فرينل .

وصف يونغ في عام 1807 خصائص المرونة التي عُرفت بمعامل يونغ، ويرمز له بالرمز E ، ثمّ فصّلها في سلسلة محاضراته حول الفلسفة الطبيعية والفنون الميكانيكية . ^{[ 35 ]} مع ذلك، فإنّ أول استخدام لمفهوم معامل يونغ في التجارب كان على يد جيوردانو ريكاتي عام 1782، أي قبل يونغ بخمسة وعشرين عامًا. ^{[ 36 ]} علاوة على ذلك، يمكن تتبّع الفكرة إلى ورقة بحثية لليونارد أويلر نُشرت عام 1727، أي قبل نحو ثمانين عامًا من ورقة توماس يونغ البحثية عام 1807.

يربط معامل يونغ الإجهاد (الانضغاط أو التمدد) في جسم ما بالانفعال المصاحب له (التغير النسبي في الطول)؛ أي أن الإجهاد = E × الانفعال، بالنسبة لعينة مُحمّلة أحادي المحور. معامل يونغ مستقل عن الكمية قيد الدراسة؛ أي أنه خاصية مكثفة للمادة. سمح معامل يونغ، لأول مرة، بالتنبؤ بالانفعال في عنصر خاضع لإجهاد معلوم (والعكس صحيح). قبل إسهام يونغ، كان على المهندسين تطبيق علاقة هوك F = kx لتحديد التشوه ( x ) لجسم خاضع لحمل معلوم ( F )، حيث الثابت ( k ) دالة لكل من الهندسة والمادة قيد الدراسة. كان إيجاد k يتطلب إجراء اختبارات فيزيائية لأي عنصر جديد، لأن علاقة F = kx دالة لكل من الهندسة والمادة. يعتمد معامل يونغ على المادة فقط، وليس على هندستها، مما أحدث ثورة في الاستراتيجيات الهندسية.

تجلّت مشاكل يونغ في عدم وضوح تعبيره أحيانًا في تعريفه الخاص لمعامل المرونة: "معامل مرونة أي مادة هو عمود من نفس المادة، قادر على إحداث ضغط على قاعدته يتناسب مع الوزن المُسبب لدرجة معينة من الانضغاط، كما يتناسب طول المادة مع تناقص طولها". عندما عُرض هذا التفسير على مجلس اللوردات في الأميرالية، كتب كاتبهم إلى يونغ قائلًا: "مع أن العلم يحظى باحترام كبير من قبل مجلس اللوردات، وبحثك محل تقدير كبير، إلا أنه مُتخصص جدًا... باختصار، غير مفهوم". ^{[ 37 ]}

يُعتبر يونغ أيضًا مؤسس علم البصريات الفيزيولوجية. ففي عام 1793، شرح آلية تكيف العين مع الرؤية على مسافات مختلفة، مُشيرًا إلى اعتمادها على تغير انحناء عدسة العين . وفي عام 1801، كان أول من وصف الاستجماتيزم . ^{[ 38 ]} وفي محاضراته، طرح الفرضية التي طورها لاحقًا هيرمان فون هيلمهولتز ( نظرية يونغ-هيلمهولتز )، والتي تنص على أن إدراك الألوان يعتمد على وجود ثلاثة أنواع من الألياف العصبية في شبكية العين. ^{[ 4 ] [ 39 ]} وقد مهّد هذا للفهم الحديث لرؤية الألوان ، ولا سيما اكتشاف أن العين تحتوي بالفعل على ثلاثة مستقبلات لونية حساسة لنطاقات أطوال موجية مختلفة.

في عام 1804، وضع يونغ نظرية الخاصية الشعرية استنادًا إلى مبدأ التوتر السطحي . ^{[ 40 ]} كما لاحظ ثبات زاوية التماس بين سطح سائل وسطح صلب، وبيّن كيفية استنتاج ظاهرة الخاصية الشعرية من هذين المبدأين. وفي عام 1805، اكتشف الفيلسوف الفرنسي بيير سيمون لابلاس أهمية أنصاف أقطار السطوح الهلالية في الخاصية الشعرية.

في عام 1830، قام كارل فريدريش جاوس ، عالم الرياضيات الألماني، بتوحيد عمل هذين العالمين لاستنتاج معادلة يونغ-لابلاس ، وهي الصيغة التي تصف فرق الضغط الشعري الذي يتم الحفاظ عليه عبر الواجهة بين سائلين ساكنين.

كان يونغ أول من عرّف مصطلح "الطاقة" بالمعنى الحديث. ^{[ 41 ]} كما عمل على نظرية المد والجزر، موازياً لنظرية لابلاس ومتوقعاً أعمالاً أكثر شهرة لآيري .

تصف معادلة يونغ زاوية التلامس لقطرة سائلة على سطح صلب مستوٍ كدالة لطاقة السطح الحرة، وطاقة السطح البيني الحرة، والتوتر السطحي للسائل. وقد طُوّرت معادلة يونغ لاحقًا، بعد نحو ستين عامًا، على يد دوبْريه لتشمل التأثيرات الديناميكية الحرارية، وتُعرف هذه المعادلة باسم معادلة يونغ-دوبْريه.

في علم وظائف الأعضاء، قدّم يونغ إسهامًا هامًا في ديناميكا الدم من خلال محاضرة كرونيان عام 1808 بعنوان "وظائف القلب والشرايين"، حيث استنتج صيغة لحساب سرعة موجة النبض. ^{[ 42 ]} وشملت كتاباته الطبية " مقدمة في الأدبيات الطبية ، بما في ذلك نظام تصنيف عملي للأمراض" (1813)، و "رسالة عملية وتاريخية في أمراض السل" (1815). ^{[ 4 ]}

وضع يونغ قاعدة عامة لتحديد جرعة الدواء للأطفال. تنص قاعدة يونغ على أن جرعة الطفل تساوي جرعة البالغين مضروبة في عمر الطفل بالسنوات، مقسومة على مجموع 12 زائد عمر الطفل.

في ملحق لأطروحته في غوتنغن عام 1796 بعنوان De corporis humani viribus conservatricibus ، تمت إضافة أربع صفحات تقترح أبجدية صوتية عالمية (حتى "لا تترك هذه الصفحات فارغة"؛ " Ne vacuae starent hae paginae, libuit e praelectione ante disputationem habenda tabellam literarum Universalem Raptim descriptionre "). يتضمن 16 حرفًا متحركًا "نقيًا"، وأحرفًا متحركة أنفية، ومختلف الحروف الساكنة، وأمثلة منها، مستمدة أساسًا من الفرنسية والإنجليزية.

في مقالته "اللغات" في موسوعة بريتانيكا ، قارن يونغ قواعد ومفردات 400 لغة. ^{[ 43 ]} وفي عمل منفصل عام 1813، قدم مصطلح اللغات الهندية الأوروبية ، بعد 165 عامًا من اقتراح اللغوي والباحث الهولندي ماركوس زويريوس فان بوكسهورن للتصنيف الذي يشير إليه هذا المصطلح عام 1647.

قدّم يونغ إسهاماتٍ جليلة في فكّ رموز أنظمة الكتابة المصرية القديمة . بدأ عمله في علم المصريات متأخرًا نسبيًا، عام ١٨١٣، حين كان هذا العمل قد بدأ بالفعل لدى باحثين آخرين. بدأ باستخدام أبجدية ديموطيقية مصرية مؤلفة من ٢٩ حرفًا وضعها يوهان ديفيد أكربلاد عام ١٨٠٢ (تبين لاحقًا أن ١٤ حرفًا منها غير صحيحة). كان أكربلاد محقًا في تأكيده على أهمية النص الديموطيقي في محاولة قراءة النقوش، لكنه اعتقد خطأً أن الديموطيقي أبجدي بالكامل. ^{[ ٤٤ ]}

بحلول عام 1814، كان يونغ قد ترجم بالكامل النص "الزخرفي" لحجر رشيد ^{[ 4 ]} (باستخدام قائمة تضم 86 كلمة ديموطيقية)، ثم درس الأبجدية الهيروغليفية لكنه فشل في البداية في إدراك أن النصوص الديموطيقية والهيروغليفية كانت إعادة صياغة وليست ترجمات بسيطة. ^{[ 45 ]}

كان هناك تنافس شديد بين يونغ وجان فرانسوا شامبليون أثناء عملهما على فك رموز الكتابة الهيروغليفية. في البداية، تعاونا لفترة وجيزة، لكن سرعان ما توترت علاقتهما منذ حوالي عام ١٨١٥. ولسنوات عديدة، أبقى كل منهما تفاصيل عمله طي الكتمان. وعندما نشر شامبليون أخيرًا ترجمةً للهيروغليفية ومفتاح النظام النحوي عام ١٨٢٢، أشاد يونغ (وغيره الكثيرون) بعمله. ومع ذلك، بعد عام، نشر يونغ كتابًا بعنوان " تقرير عن الاكتشافات الحديثة في الأدب الهيروغليفي والآثار المصرية" ^{[ ٤ ]} ، بهدف الاعتراف بعمله كأساس لنظام شامبليون.

ظهرت بعض استنتاجات يونغ في المقالة الشهيرة "مصر" التي كتبها لطبعة عام 1818 من موسوعة بريتانيكا . ^{[ 4 ]}

لقد نجح يونغ في تحديد القيمة الصوتية لستة رموز هيروغليفية، لكنه لم يستنتج قواعد اللغة. وقد أقر يونغ نفسه بأنه كان في وضع غير مواتٍ إلى حد ما لأن معرفة شامبليون باللغات ذات الصلة، مثل القبطية، كانت أكبر بكثير. ^{[ 46 ]}

أشار العديد من الباحثين إلى أن إسهام يونغ الحقيقي في علم المصريات كان فك رموز الكتابة الديموطيقية. فقد حقق أولى الإنجازات الكبرى في هذا المجال؛ كما أنه حدد بشكل صحيح أن الكتابة الديموطيقية تتكون من علامات تصويرية وصوتية. ^{[ 47 ]}

لاحقًا، شعر يونغ أن شامبليون لم يكن راغبًا في مشاركة الفضل في فكّ الرموز. وفي الجدل الذي تلا ذلك، والذي كان مدفوعًا بشدة بالتوترات السياسية في ذلك الوقت، مال البريطانيون إلى دعم يونغ، بينما دافع الفرنسيون في الغالب عن شامبليون. وقد أقرّ شامبليون ببعض إسهامات يونغ، ولكن بشكل مقتضب. ومع ذلك، بعد عام 1826، عندما كان شامبليون أمينًا في متحف اللوفر ، أتاح ليونغ الوصول إلى المخطوطات الديموطيقية. ^{[ 48 ]}

في إنجلترا، وبينما ظل السير جورج لويس يشكك في إنجاز شامبليون حتى عام 1862، كان آخرون أكثر تقبلاً له. فعلى سبيل المثال، دافع كل من ريجينالد بول والسير بيتر لو باج رينوف عن شامبليون. ^{[ 49 ]}

قام يونغ بتطوير طريقة يونغ لضبط الآلات الموسيقية.