ジョン・ティンダル

ジョン・ティンダル
フランス
ジョン・ティンダルフランス
生まれる	1820年8月2日; リーリンブリッジ、カーロウ州、アイルランド
死亡	1893年12月4日（73歳）; ハスルミア、サリー、イングランド
母校	マールブルク大学
知られている	ティンダルのバーブレーカー; チンダル効果; チンダル化; カプノグラフィー; 温室効果; 熱; 人工呼吸器; 自然発生; 熱泳動; 水蒸気窓; 熱量効果という用語の創始;
配偶者	ルイザ・シャーロット・ハミルトン（ 1876年生まれ）
受賞歴	FRS (1852); ロイヤルメダル（1853）; ベイカリアンメダル（1855、1861、1864、1881）; ランフォードメダル（1864年）;
	科学者としてのキャリア
フィールド	物理学; 化学
機関	ケンブリッジ大学王立研究所;
学術アドバイザー	ロバート・ブンゼンヘルマン; ・ノブラウフ
著名な学生	ミハイロ・プピン
サイン

ジョン・ティンダル （FRS / ˈ t ɪ n d əl / ; 1820年8月2日 - 1893年12月4日）は、アイルランドの物理学者および化学者でした。彼は1850年代に_反磁性の研究で科学的に有名になりました。その後、赤外線放射と空気の物理的特性の分野で発見を行い、1859年に大気中のCO2と現在温室効果として知られているものとの関連を証明しました。

ティンダルはまた、19世紀の最先端の実験物理学を幅広い読者に紹介した12冊以上の科学書を出版した。1853年から1887年まで、ロンドンの王立研究所で物理学の教授を務めた。 1868年にはアメリカ哲学協会の会員に選出された。^[3]

幼少期と教育

ティンダルはアイルランドのカーロウ州リーリンブリッジで生まれた。父親は地元の警察官で、 1670年頃にアイルランド南東部に定住したグロスターシャーからの移民の子孫だった。ティンダルは10代後半までカーロウ州の地元の学校（バリナブラナ小学校）に通い、おそらく在学期間の終わり近くには助教を務めていたと思われる。学校で学んだ科目には、製図と数学が特に多く、それらの科目の一部は測量に応用されていた。1839年、10代後半でアイルランド陸地測量局に製図工として採用され、1842年にはイギリス陸地測量局に移った。1840年代には鉄道建設ブームが進行しており、ティンダルの測量経験は貴重であり、鉄道会社から引っ張りだこだった。1844年から1847年の間、彼は鉄道建設計画の仕事で高給取りだった。^[4]^[5]

1847年、ティンダルはハンプシャーの寄宿学校であるクイーンウッド・カレッジで数学と測量の教師になることを選んだ。後にこの決断を回想して、彼は「知的成長への欲求は私を捨てなかった。そして鉄道の仕事が減ると、1847年にクイーンウッド・カレッジの校長の職を引き受けた」と書いている。^[6]クイーンウッドに最近着任したもう一人の若い教師はエドワード・フランクランドで、彼は以前イギリス地質調査所の化学実験助手として働いていた。フランクランドとティンダルは親友になった。フランクランドの事前の知識を頼りに、彼らは科学の教育をさらに深めるためにドイツに行くことを決めた。とりわけフランクランドは、実験化学と物理学において、ドイツのいくつかの大学がイギリスのどの大学よりも進んでいることを知っていた。(イギリスの大学は依然として古典と数学に重点を置いており、実験科学には重点を置いていなかった。) 2人は1848年の夏にドイツに移り、ロバート・ブンゼンの教師としての評判に惹かれてマールブルク大学に入学した。ティンダルはブンゼンのもとで2年間学んだ。^[7]おそらくマールブルクでティンダルにもっと影響を与えたのはヘルマン・ノブローチ教授で、ティンダルはその後も何年にもわたり手紙で連絡を取り合っていた。ティンダルのマールブルクでの学位論文は、1850年にフリードリヒ・ルートヴィヒ・シュテグマンの指導のもとで、ねじ表面の数学的分析に関するものだった。ティンダルはその後1年間ドイツに滞在し、ノブローチとともに磁気に関する研究を行った。この中には、ノブローチの主任教師であるハインリヒ・グスタフ・マグヌスのベルリン研究室への数か月間の訪問も含まれている。ブンゼンとマグヌスが当時の実験科学の最高の指導者であったことは、今日では明らかである。そのため、1851年の夏にイギリスに戻ったティンダルは、イギリスの誰よりも優れた実験科学の教育を受けていたと思われる。

初期の科学的研究

物理学におけるティンダルの初期の独創的な研究は、 1850年から1856年にかけて取り組んだ磁性と反磁性極性に関する実験であった。彼の最も影響力のあった2つの報告書は、ノブローチと共著した最初の2つである。そのうちの1つは、「結晶の磁気光学特性、および磁性と反磁性の分子配列との関係」と題され、1850年5月の日付が付けられている。2つの報告書は、素晴らしい実験を素晴らしい解釈で記述している。これらと他の磁気研究により、ティンダルはすぐに当時の一流科学者の間で知られるようになった。^{[8]彼は1852年に}王立協会の会員に選ばれた。適切な研究職を探す中で、彼はドイツの一流物理学雑誌 (ポッゲンドルフ)の長年の編集者や他の著名人に、彼に代わって推薦文を書いてもらうことができた。 1853年、彼はロンドンの王立研究所で自然哲学（物理学）の教授という名誉ある地位を得たが、これは彼の研究が王立研究所の磁気研究のリーダーであるマイケル・ファラデーから高く評価されていたことに大きく起因している。^[9]約10年後、ファラデーが引退したため、ティンダルは王立研究所で彼が務めていた職の後任に任命された。

アルプス登山と氷河学

ティンダルは1856年に科学的な理由でアルプス山脈を訪れ、先駆的な登山家となった。1856年以降、ほぼ毎年夏にアルプスを訪れ、ヴァイスホルン（1861年）の頂上に到達した最初の登山隊の一員であり、マッターホルン（1868年）の頂上に到達した初期の隊の1つを率いた。彼の名前は「アルピニズムの黄金時代」、つまりアルプスのより困難な山々が初めて登頂された中期ビクトリア朝時代と結びついている。^[10]

アルプスでは、ティンダルは氷河、特に氷河の動きについて研究した。氷河の流れに関するティンダルの説明は、他の人々、特にジェームズ・デイヴィッド・フォーブスとの論争を招いた。氷河の動きに関する初期の科学的研究の多くはフォーブスによってなされていたが、当時のフォーブスは、少し後にマイケル・ファラデーによって発見された再氷結現象については知らなかった。再氷結はティンダルの説明において重要な役割を果たした。フォーブスは再氷結を同じようには全く捉えていなかった。彼らの議論を複雑にしたのは、誰が何に対して研究者としての功績を得るべきかについて公に意見の相違が生じたことである。フォーブス自身だけでなく、フォーブスの意見の明瞭な友人たちは、優れた科学の功績の大部分はフォーブスが得るべきだと考えていたが、ティンダルはその功績はより広く分配されるべきだと考えていた。ティンダルは次のようにコメントしている。「半流体運動の考えは完全にルイ・ランデュのものである。中央流の速さの証明は部分的にランデュのものであるが、ほぼ完全にルイ・アガシーとフォーブスのものである。氷床の減速の証明はフォーブスだけのものである。一方、最大運動点の軌跡の発見は、おそらく私のものである。」^[11]フォーブスとティンダルが墓に埋葬された後も、彼らの意見の相違はそれぞれの公式伝記作家によって引き継がれた。誰もが合理的であろうとしたが、合意には至らなかった。さらに残念なことに、氷河運動の側面は理解されず、証明されなかったままであった。

ジョン・ティンダルにちなんで名付けられた地形や地質は数多くあり、その中にはチリのティンダル氷河、コロラド州のティンダル氷河、アラスカ州のティンダル氷河^[12]、カリフォルニア州のティンダル山^[13]、タスマニア島のティンダル山^[14]などがあります。

主な科学研究

氷河の研究を通じて、ティンダルは、太陽光の加熱効果に関するオレス・ベネディクト・ド・ソシュールの研究と、クロード・プイエとウィリアム・ホプキンスが提唱したジョゼフ・フーリエの概念に気付いた。フーリエの概念とは、太陽からの熱は、温まった地球からの「不明熱」（赤外線）「地表放射」よりも容易に大気圏に浸透し、現在私たちが温室効果と呼んでいる現象を引き起こすというものである。1859年の春、ティンダルは、可視光線と不明光線の両方の熱放射が、さまざまなガスやエアロゾルにどのように影響するかについて研究を始めた。彼は、マセドニオ・メローニが考案した電磁サーモパイルを使用した差分吸収分光法を開発した。ティンダルは1859年5月9日に集中的な実験を開始したが、最初は目立った結果は得られなかったが、 ^[15]^[16]装置の感度を改善し、5月18日の日記に「一日中実験した。このテーマは完全に私の手中にある！」と記した。 5月26日、彼は王立協会に彼の手法を説明したメモを提出し、「私が知る限り、大気中の太陽放射に関する有名なM.プイエの回想録を除いて、気体中の放射熱の伝達について出版されたものはない。我々は、地上の熱源から放射される熱に対する空気の影響さえも知らない。」と述べた。^[17]^[18]

6月10日、彼は王立協会の講演でこの研究を披露し、石炭ガスとエーテルが（赤外線）放射熱を強く吸収することを指摘し、（温室効果）概念を実験的に確認した。太陽熱は大気を通過するが、「熱が惑星に吸収されると、その質が大きく変化するため、惑星から放射される光線は、同じ自由度で宇宙に戻ることができない。したがって、大気は太陽熱の進入を許容するが、その排出を阻止し、その結果、惑星の表面に熱が蓄積する傾向がある」と述べた。^[16]^[19]

ティンダルは、放射エネルギーが空気の成分に及ぼす影響について研究し、さまざまな研究分野に進出しました。彼の最初の研究成果には、次のようなものがありました。

ティンダルは、大気中の熱を、空気中のさまざまなガスが赤外線の形で放射熱を吸収する能力の観点から説明した。サーモパイル技術を使用した彼の測定装置は、ガスの吸収分光法の歴史における初期のランドマークです。^{[20]彼は、}窒素、酸素、水蒸気、二酸化炭素、オゾン、メタン、その他の微量ガスや蒸気の相対的な赤外線吸収力を正しく測定した最初の人物でした。彼は、水蒸気が大気中で放射熱を最も強く吸収し、気温を制御する主要なガスであると結論付けました。他のガスによる吸収は無視できないが、比較的小さいです。ティンダル以前には、地球の大気が地表を温め、後に温室効果と呼ばれるようになったと広く推測されていましたが、彼がそれを証明した最初の人物でした。その証拠は、水蒸気が赤外線を強く吸収することでした。^[21]^[22]その3年前の1856年に、アメリカの科学者ユーニス・ニュートン・フットは、水蒸気と二酸化炭素が太陽放射から熱を吸収することを実証する実験を発表したが、赤外線の影響を区別していなかった。^[17]^[23]関連して、1860年にティンダルは視覚的に透明なガスが赤外線を放射することを初めて実証し、定量化した。^[24]
彼は、放射熱が分子レベルでどのように吸収され、放射されるかという疑問を前進させるデモンストレーションを考案した。彼は、化学反応における熱の放射が、新しく生成された分子内で物理的に発生することを実験的に実証した最初の人物と思われる (1864)。^[25]彼は、分子レベルで赤外線を可視光に変換する白熱変換 (彼はこれを熱量感受と呼んだ(1865)) という教育的なデモンストレーションを行った。このデモンストレーションでは、赤外線に対しては透明で可視光に対しては不透明、またはその逆の材料を使用した。^[26]彼は通常、赤外線を「放射熱」と呼び、時には「超赤色の波動」と呼んだ。これは、「赤外線」という言葉が使われ始めたのは 1880 年代になってからだった。1860 年代の彼の主要な報告書は、1872 年に「放射熱の領域における分子物理学への貢献」というタイトルで 450 ページのコレクションとして再出版された。
空気中の放射熱の調査では、浮遊する塵埃やその他の微粒子をすべて除去した空気を使用する必要があった。^[27]微粒子を検出する非常に感度の高い方法は、空気を強力な光で包むことである。空気や他の気体、液体中の微粒子不純物による光の散乱は、今日ではチンダル効果またはチンダル散乱として知られている。^[28] 1860年代後半にこの散乱を研究したチンダルは、電気駆動ライトの最新の改良の恩恵を受けた。彼はまた、優れた集光器も使用していた。彼は、暗い背景に集中した光線を通してエアロゾルとコロイドの特性を示す、チンダル効果を利用する比濁計および類似の機器を開発した。（顕微鏡と組み合わせると超顕微鏡となり、これは後に他の人によって開発された）。
彼はエアロゾルの熱泳動現象を初めて観察し報告した。暗い部屋で集光光線を使ってティンダル効果を調査しているときに、熱い物体の周囲に熱泳動現象があることを発見した。彼はそれを実証するより良い方法を考案し、その後、その物理学を深く調査することなく、単にそれを報告した（1870年）。^[29]
1860年代初頭、多くの実験室の専門知識が要求された放射熱実験において、彼は様々な容易に気化可能な液体について、分子ごとに見ると、気体と液体の形態は放射熱を吸収する力が本質的に同じであることを示した。^{[30] （狭帯域スペクトルを使用する現代の実験では、ティンダルの装置では検出できなかったいくつかの小さな違いが見つかっている。例えば、}H ₂ Oの吸収スペクトルを参照）。
彼はポール・カンタン・デサン、ジェームズ・D・フォーブス、ヘルマン・ノブローチらの研究成果を統合・強化し、可視光の主な特性である反射、屈折、回折、偏光、脱偏光、複屈折、磁場内での回転が放射熱でも再現できることを実証した。^[31]
ティンダルは、ガスによる放射熱吸収に関する専門知識を利用して、人間の呼気サンプル中の二酸化炭素量を測定するシステムを発明しました（1862、1864年）。ティンダルのシステムの基礎は、今日でも病院で麻酔下の患者を監視するために日常的に使用されています。^{[32] （}カプノメトリーを参照）。
オゾンによる放射熱の吸収を研究していたとき、彼はオゾンが酸素クラスターであることを確認または再確認するのに役立つ実証を思いついた（1862年）。^[33]

研究室で、彼は「光学的に純粋な」空気、つまり粒子状物質の目に見える兆候がない空気を得るための次の簡単な方法を思いついた。彼はガラス窓を数枚付けた四角い木箱を作った。箱を閉じる前に、箱の内壁と底にグリセリンという粘着性のあるシロップを塗った。数日待つと、ガラス窓を通して強い光線で箱の中の空気を調べたところ、粒子状物質がまったくないことがわかった。浮遊するさまざまな粒子状物質はすべて壁にくっついてしまったり、粘着性のある床に溜まったりしていたのだ。^[34]さて、光学的に純粋な空気には「細菌」の兆候、つまり浮遊する微生物の兆候はまったくなかった。ティンダルは肉のスープを単に沸騰させることで殺菌し、次にこれらの肉のスープを光学的に純粋な空気と通常の空気に置いたときに何が起こるかを比較した。光学的に純粋な空気中に置かれた培養液は、何ヶ月も放置された後でも匂いも味も「甘い」（彼の言葉）ままであったが、通常の空気中に置かれた培養液は数日後には腐敗し始めた。この実証は、微生物の存在がバイオマス分解の前提条件であるというルイ・パスツールの以前の実証を拡張するものである。しかし、翌年（1876年）、ティンダルは結果を一貫して再現することができなかった。彼が加熱殺菌したはずの培養液のいくつかは、光学的に純粋な空気中で腐ってしまった。このことから、ティンダルは、加熱殺菌したはずの培養液の中に生きた細菌の胞子（胞子）を発見した。彼は、培養液が研究室の干し草から採取した乾燥した細菌の胞子に汚染されていたことを発見した。フェルディナンド・コーンの研究を引用して、細菌は胞子の形をしているため沸騰しても生き残ることができるという点を除いて、すべての細菌は単純に沸騰させるだけで死滅する、と彼は正しく主張した。ティンダルは細菌胞子を根絶する方法を発見し、それが「ティンダル化」として知られるようになった。歴史的に見て、ティンダル化は細菌胞子を破壊する最も古い有効な方法であった。当時、この方法は、同じ原因で実験結果に欠陥があった多くの批評家に対して「細菌理論」を肯定するものであった。1870年代半ば、パスツールとティンダルは頻繁に連絡を取り合っていた。^[35]^[36]

より優れた消防士用呼吸器、空気中の煙や有毒ガスを濾過するフードを発明した（1871年、1874年）。^[37]
1860年代後半から1870年代前半にかけて、ティンダルは空気中の音の伝播に関する入門書を執筆し、より優れた霧笛を開発する大規模なイギリスのプロジェクトに参加した。霧笛の問題をきっかけに行われた実験室でのデモンストレーションで、ティンダルは、ある温度の空気塊が別の温度の空気塊と出会う場所では音が部分的に反射する（つまり、部分的にエコーのように跳ね返る）ことを明らかにした。より一般的には、空気塊に密度や温度の異なる2つ以上の空気塊が含まれる場合、空気塊間の境界面で反射が起こるため音の伝わりが悪くなり、そのような境界面が多数存在すると非常に伝わりが悪くなる。（その後、ティンダルは、同じ遠くの音、例えば霧笛が日によって、または一日の異なる時間帯によって強く聞こえたり弱く聞こえたりする主な理由はこれであると主張したが、結論は出ていない。）^[38]

19世紀の科学研究雑誌の索引によると、ジョン・ティンダルは科学研究雑誌に147本以上の論文を執筆しており、そのほとんどが1850年から1884年の間に発表されたものであり、その35年間で平均して年間4本以上の論文を発表していることになる。^[39]

王立研究所での講義で、ティンダルは物理学の概念を生き生きと目に見える形で実演することに大きな価値を置き、その才能を発揮した。^{[40]ある講義で、ティンダルは、光の}全反射によって、流れ落ちる水の流れを伝わる光の伝播を実演した。これは「光の泉」と呼ばれた。これは、現代の光ファイバー技術の科学的基礎を実証しているため、今日では歴史的に重要な意味を持つ。20世紀後半、ティンダルは、この実演を最初に行った人物として広く認められている。しかし、ジャン＝ダニエル・コラドンは、1842年にコント・レンデュス誌にその報告を掲載しており、ティンダルの知識は最終的にコラドンから得たものであることを示唆する証拠があり、ティンダルがそれを自分で考案したと主張した証拠はない。^[41]

放射熱の分子物理学

ティンダルは実験者であり、実験装置を作る者であり、抽象モデルを作る者ではなかった。しかし、放射線と気体の熱吸収力に関する実験において、彼は分子の物理を理解するという根本的な目的を持っていた。ティンダルは1879年にこう述べている。「[1860年代に]放射線をテーマに9年間研究していた間、私は熱と光を常に、目的としてではなく、精神が物質の究極の粒子をつかむかもしれない手段として扱った。」^{[42]この目的は、彼が1872年に出版した著書『}放射熱の領域における分子物理学への貢献』のタイトルに明確に示されている。広く読まれた1863年の著書『運動モードとしての熱』の精神には、それほど明確ではないが、ティンダルは熱のほかに、磁気と音の伝播も分子の挙動に還元できると考えていた。目に見えない分子の挙動は、あらゆる物理的活動の究極の基礎であった。この考え方と実験により、彼は、異なるタイプの分子は分子構造によって異なる振動共鳴を与えるため、赤外線の吸収が異なるという説明を概説した。彼が振動共鳴の考えに至ったのは、どのタイプの分子も異なる放射周波数で異なる吸収を示すことを見ていたためであり、ある周波数と別の周波数の唯一の違いは周波数であると完全に確信していた。^{[43]彼はまた、分子の吸収挙動が分子を構成する原子のそれとはまったく異なることも見ていた。例えば、一酸化窒素（NO）ガスは、窒素（N}₂）や酸素（O ₂ ）のどちらよりも1000倍以上多くの赤外線を吸収した。^[44]彼はまた、いくつかの種類の実験で、ガスが広域スペクトルの放射熱を弱く吸収するかどうかに関係なく、どのガスも同じタイプのガスの別の物体から来る放射熱を強く吸収することをも見ていた。^{[25]これは、}吸収と放出の分子メカニズムの類似性を示した。このような類似性は、ティンダルが引用し拡張したバルフォア・スチュワートらの実験でも証明されており、広域スペクトルの放射熱に関して、弱い吸収性の分子は弱い放出性であり、強い吸収性の分子は強い放出性であることが示されている。^[24]（例えば、岩塩ティンダルは、放射による熱の吸収性は極めて低いが、伝導による熱の吸収性は良好である。伝導によって加熱された岩塩の板を絶縁体の上に放置すると、冷却に極めて長い時間がかかる。つまり、赤外線の放射性が低いということである。吸収と放射の類似性は、共振器の一般的または抽象的な特徴とも一致していた。^[45]光波による分子の化学分解（光化学効果）から、ティンダルは、共振器は分子単体ではあり得ず、何らかのサブ構造でなければならないと確信した。そうでなければ、光化学効果は不可能だからである。^{[46]しかし、ティンダルはこのサブ構造の形について検証可能な考えを持っておらず、印刷物で推測に加わることはなかった。彼が分子的考え方を推進し、分子が何であるかを実験的に明らかにしようとしたことは、ある歴史家によって}「分子性のレトリシャン、ジョン・ティンダル」というタイトルで論じられている。^[47]

教育者

科学者であるだけでなく、ジョン・ティンダルは科学の教師であり、科学の伝道者でもありました。彼は一般大衆に科学を広めるためにかなりの時間を費やしました。彼はロンドンの王立研究所で専門家以外の聴衆に何百もの公開講演を行いました。^[48] 1872年に米国で公開講演ツアーを行ったとき、科学者以外の大勢の人々が光の性質についての彼の講演を聞くために料金を支払いました。^[49]当時のティンダルの評判を典型的に表すのが、1878年のロンドンの出版物からの次の言葉です。「ファラデーによって確立された前例に従って、ティンダル教授は独創的な調査と科学を健全かつ正確に教えることに成功しただけでなく、それを魅力的なものにすることにも成功しました...彼が王立研究所で講演するとき、劇場は満員になります。」^[50]ティンダルは教師という職業について「私はこれより高貴で、より崇高で、より祝福された職業を知りません」と言いました。^[51]彼の最大の読者は、結局は著書を通じて獲得したが、そのほとんどは専門家やスペシャリスト向けに書かれたものではなかった。彼は12冊以上の科学書を出版した。^[52] 1860年代半ば以降、彼は第一に指導教官としてのスキルと勤勉さにより、世界で最も有名な存命の物理学者の一人となった。彼の著書のほとんどはドイツ語^[53]とフランス語^[54]に翻訳され、彼の主要な指導教官は数十年にわたってそれらの言語で印刷され続けた。

彼の教育姿勢を示すものとして、200 ページの「若い読者」向けの指導書「水の形」 (1872 年) の最後にある読者への結びの言葉がここにあります。「友よ、これで私たちの仕事は終わりです。長い間、あなたがそばにいてくれて本当にうれしかったです。私たちは汗水たらして仕事の山頂にたどり着くことが何度もありましたが、あなたは最後まで揺るぎなく勤勉で、私の力に頼るのではなく、可能な限り自分の力を使っていました。あちこちで私は腕を伸ばしてあなたを岩棚まで助けましたが、登る作業はほとんどあなた一人でした。だから私はあなたにすべてを教えたいと思っています。有益な努力への道を示しながら、努力はあなたに任せています...。私たちの仕事は十分に明白に思えますが、あなたも私も、その意味を引き出すためにどれほど何度も事実と決然と格闘しなければならなかったか知っています。しかし、仕事は今や終わり、あなたはその確かな成果のほんの一部をマスターしたのです。そして、自然の忠実な研究に基づく確かな知識です。...それではここでお別れです。また会えなくても、この日々の思い出は私たちを結びつけます。手を握ってください。さようなら。」^[55]

もう一つの指標として、彼の 350 ページのチュートリアル『音響』（1867 年）の冒頭の段落を挙げる。「以降のページでは、特別な科学的教養を持たない人々も含め、すべての知識人に対して音響学の科学を興味深いものにしようと努めた。主題は最初から最後まで実験的に扱われ、私は各実験を読者が実際の操作として理解できるように努めた。」この本の第 3 版の序文で、彼は以前の版が中国政府の費用で中国語に翻訳され、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ（音響学の巨匠）の監修の下でドイツ語に翻訳されたと報告している。^[56]彼が最初に出版したチュートリアルは氷河に関するもの（1860 年）で、同様に「この作品は、特別な科学的教養を持たない知識人に興味を持ってもらいたいという願いで書かれた。」と述べている。

彼の最も広く賞賛され、おそらく最大の売り上げを記録した本は、550ページの「熱：運動のモード」（1863年、1880年まで改訂版が出版された）である。この本は少なくとも50年間出版され、^[57]現在も出版されている。その主な特徴は、ジェームズ・クラーク・マクスウェルが1871年に述べたように、「[熱の]科学の理論は、よく選ばれた実例実験によって心に強く刻み込まれる」ことである。^[58]

ティンダルの最も長い 3 冊のチュートリアル、すなわち『熱』（1863 年）、『音』（1867 年）、『光』（1873 年）は、執筆当時の最先端の実験物理学を代表するものでした。その内容の多くは、それぞれの主題の理解における最近の大きな革新であり、ティンダルはそれをより広い読者に紹介した最初の著者でした。「最先端」の意味については、1 つ注意が必要です。これらの本は実験科学に捧げられており、数学を避けています。特に、微分積分はまったく含まれていません。微分積分、特に微分方程式を使用した数学的モデリングは、当時の最先端の熱、光、音の理解の要素でした。

科学と宗教の区別

ティンダルの世代の進歩的かつ革新的なイギリスの物理学者の大多数は、宗教に関しては保守的かつ正統派だった。その中には、ジェームズ・ジュール、バルフォア・スチュワート、ジェームズ・クラーク・マクスウェル、ジョージ・ゲイブリエル・ストークス、ケルビン卿などがあり、いずれもティンダルと同時期に熱や光を研究した人物である。これらの保守派は、宗教と科学は互いに矛盾せず調和していると信じ、その信念の根拠を強化しようとした。しかし、ティンダルは、チャールズ・ダーウィンの進化論を声高に支持し、宗教と科学の間の障壁、つまり分離を強化しようとしたクラブのメンバーだった。このクラブの最も著名なメンバーは、解剖学者のトーマス・ヘンリー・ハクスリーだった。ティンダルは1851年にハクスリーと初めて会い、2人は生涯の友情を築いた。ドイツの大学に進学する前からティンダルと知り合いだった化学者のエドワード・フランクランドと数学者のトーマス・アーチャー・ハーストもメンバーだった。他には社会哲学者のハーバート・スペンサーもいた。

哲学的問題に関する論争ではハクスリーほど目立った人物ではなかったが、ティンダルは科学（知識と合理性）と宗教（信仰と精神性）を明確に区別することの長所について、教養ある大衆に伝える役割を果たした。^{[59] 1874年に}英国科学振興協会の会長に選出されたティンダルは、その年にベルファストで開催された協会の年次総会で長い基調講演を行った。この講演では、進化論の歴史について好意的に説明し、ダーウィンの名前を20回以上好意的に言及し、宗教的感情が「知識の領域に侵入することは許されない。知識の領域は宗教的感情が支配することはできない」と主張して締めくくった。これはホットな話題だった。イギリス、アイルランド、北米、さらにはヨーロッパ大陸の新聞は、このニュースを一面で報じ、その後すぐに多くの批判が掲載された。注目と精査により進化論者の哲学的立場を支持する人が増え、進化論は主流派の地位に近づいた。^[60]

1864年、ローマで教皇ピウス9世は『誤謬要綱』の中で、「理性は人間が知識に到達できる、また到達すべき究極の基準である」という主張と、「聖書における神の啓示は不完全である」という主張は誤りであり、これらの誤りを主張する者は「破門」されるべきであると布告し、1888年には次のように布告した。「合理主義の根本教義は、人間の理性の優位性であり、人間の理性は神と永遠の理性への正当な服従を拒否し、自らの独立を宣言する…このような性格の教義は、個人と国家の両方にとって非常に有害である…したがって、思想、言論、執筆、または宗教の無条件の[または無差別の]自由を要求、擁護、または付与することは、まったく違法である。」^[61]これらの原則とティンダルの原則は、根深い敵であった。幸運にも、ティンダルは英国でそれらと争う必要がなかった。イタリアでも、ハクスリーとダーウィンは名誉勲章を授与され、イタリアの統治階級の大半は教皇に敵対的だった。^[62]しかし、ティンダルの存命中、アイルランドでは国民の大多数がますます教義に固執し、ローマカトリックに熱心になり、政治的にも強くなっていった。1886年から1893年の間、ティンダルはイギリスで、アイルランドのカトリック教徒に独自の道を歩む自由を与えるべきかどうかの議論に積極的に参加した。19世紀のアイルランド生まれの科学者の大多数と同様に、ティンダルはアイルランド自治運動に反対した。彼はそれについて熱烈な意見を持っており、それは新聞やパンフレットに掲載された。^[63]たとえば、 1890年12月27日のタイムズ紙の意見記事で、彼は司祭とカトリックを「この運動の心と魂」とみなし、非カトリックの少数派を「司祭の大群」の支配下に置くことは「言語に絶する犯罪」であると書いた。^[64]彼は、アイルランド自治提案が科学の利益に反するとして英国の主要な科学協会に非難するよう働きかけましたが、失敗しました。^[65]

ティンダルは著書『非科学的な人々のための科学の断片』に収録されたいくつかのエッセイの中で、祈りの潜在的な効果を信じないように説得しようとした。しかし同時に、彼は広く反宗教的だったわけではない。^[66]^[67]

読者の多くはティンダルを確固たる不可知論者と解釈しているが^[68]^[69]^[70^{] [71]}^[72]^[73]^[74]、彼は決してそう明言したことはない。^[66]^[67]ティンダルの次の発言は、1867年に述べられ、1878年に繰り返されたティンダルの不可知論的考え方の一例である。「物質と力の現象は我々の知的範囲内にある...しかし背後、上方、周囲には宇宙の本当の謎が未解決のまま横たわっており、我々に関する限り解決不可能である...司祭も哲学者も、皆で頭を下げて自分たちの無知を認めよう。」^[66]

私生活

ティンダルは55歳になるまで結婚しなかった。彼の花嫁、ルイザ・ハミルトンは国会議員（クロード・ハミルトン卿、MP）の30歳の娘だった。翌年の1877年、彼らはスイスアルプスのベラルプに夏の別荘を建てた。結婚前のティンダルは長年王立研究所の2階のアパートに住んでおり、結婚後もそこに住み続けたが、1885年にルイザとロンドンの南西45マイルにあるハスルミア近くの家に引っ越した。結婚生活は幸福なもので、子供はいなかった。彼は健康上の不満から66歳で王立研究所を退職した。^[^要出典^]

ティンダルは、人気書籍の売り上げと講演料で経済的に裕福になった（ただし、彼が商用特許を所有していたという証拠はない）。彼は長年、いくつかの準政府機関の非常勤科学顧問として少額ではない報酬を受け取り、その一部を慈善団体に寄付した。1872年の米国講演ツアーの成功でかなりの金額が手に入ったが、彼はそのすべてをすぐにアメリカの科学振興のための理事に寄付した。^[75]晩年、彼の寄付金は、アイルランド統一派の政治活動に最も目立った形で使われた。^[76]彼が亡くなったときの資産は22,122ポンドだった。^[77]比較のために言うと、当時のロンドンの警察官の収入は年間約80ポンドだった。^[78]

死

晩年、ティンダルは不眠症の治療にしばしばクロラール水和物を服用した。寝たきりで病弱だった彼は、1893年にこの薬の偶発的な過剰摂取^[79]で73歳で亡くなり、ハスルミアに埋葬された。^[80]過剰摂取は妻のルイザによって行われた。何が起こったのか気づいたティンダルは「愛しい人よ、あなたはジョンを殺してしまった」と言った。^[81]

その後、ティンダルの妻が彼の文書を入手し、彼の公式伝記の監督を自らに任せた。しかし、彼女はプロジェクトを先延ばしにし、1940年に95歳で亡くなったときも未完成のままだった。^[82]この本は最終的に1945年に出版され、ルイザ・ティンダルが死の直前に許可していたASイヴとCHクリーシーによって書かれた。

ジョン・ティンダルを記念する記念碑（ティンダルデンクマル）は、彼が別荘を構えていたベラルプ村の山腹、標高2,340メートル（7,680フィート）の場所に建てられており、彼が研究していたアレッチ氷河が見える場所にある。^[83]