トーマス・ヤング（科学者）

ヤングはエジプトの歴史における宗教的な話題を扱ったり、ヌビアにおけるキリスト教の歴史について書いたりすることもあったが、ヤング自身の宗教観についてはあまり知られていない。^{[ 24 ]}ジョージ・ピーコックの記述によれば、ヤングは道徳、形而上学、宗教についてピーコックに話したことは一度もなかったが、ヤングの妻によれば、彼の態度は「クエーカー教徒としての生い立ちが彼の宗教的実践に強く影響を与えていた」ことを示しているという。^{[ 25 ]}権威ある情報源は、ヤングを文化的キリスト教徒のクエーカー教徒として描写している。^{[ 26 ] [ 27 ]}

ハドソン・ガーニーは、ヤングは結婚前にイングランド国教会に入信し、後に洗礼を受けたと伝えている。^{[ 24 ]}ガーニーは、ヤングは「改宗の習慣ではなく、言語や風習を調査する習慣を聖書研究に持ち込んだ」と述べている。^{[ 24 ]}しかし、ヤングは亡くなる前日に宗教的な秘跡に参加した。デイヴィッド・ブリュースターの『エジンバラ科学ジャーナル』に報告されているように。

「彼の事情に関する情報と、手に持っていた聖典に関する指示を受けた後、彼は自分の状況を十分に理解した上で、前日に教会の秘跡を受けたと述べた。彼自身の宗教的感情は、正統的ではあるものの、自由主義的であると自ら述べた。彼は聖書を広く研究しており、その教えは幼い頃から彼の心に深く刻み込まれていた。そして彼は、揺るぎない善行と正義の道において、自らが公言する信仰を証明した。」^{[ 28 ]}

ヤング自身は、自身の多くの業績の中で最も重要だと考えていたのは、クリスティアーン・ホイヘンスが著書『光論』 （1690年）で提唱した光の波動説を確立したことだった。^{[ 29 ] [ 30 ]}そのためには、ニュートンの名著『光学』に記された、光は粒子であるという100年以上も続いてきた見解を克服しなければならなかった。19世紀初頭、ヤングは光の波動説を支持する多くの理論的根拠を提示し、この見解を支持する2つの永続的な実証実験を開発した。リップルタンクを用いて、彼は水面波の文脈で干渉の概念を実証した。二重スリット実験の前身を含む追加の実験により、彼は光を波として捉える文脈で干渉を実証した。

ヤングは1803年11月24日にロンドン王立協会で講演し、現在では古典となっている歴史的な実験の説明を始めた。^{[ 31 ]}

これから述べる実験は、太陽が照っているときはいつでも、誰でも手元にある道具以外何も必要とせずに、非常に簡単に繰り返すことができます。^{[ 32 ]}

ヤングは、その後の論文「物理光学に関する実験と計算」 （1804年）の中で、窓の単一の開口部から差し込む光線の中に約0.85ミリメートル（0.033インチ）のカードを置き、影とカードの両側に色の縞模様が現れる実験について述べている。彼は、光線がカードの端に当たらないように、細い帯の前後に別のカードを置くと縞模様が消えることに気づいた。^{[ 33 ]}これは、光が波で構成されているという主張を裏付けるものであった。^{[ 34 ]} 

ヤングは、マイクロメートル単位の溝の近接したペアからの反射光、石鹸と油の薄膜からの反射光、ニュートン環からの反射光など、数多くの実験を行い、分析した。また、繊維と細長い帯状の材料を用いた重要な回折実験も2つ行った。ヤングは著書『自然哲学と機械工学に関する講義』（1807年）の中で、光線の中に置かれた物体の影にできる干渉縞を最初に観察したのはグリマルディであると述べている。ヤングの研究の多くは、10年以内にオーギュスタン＝ジャン・フレネルによって再現され、さらに発展させられた。

ヤングは、ヤング係数Eとして知られるようになった弾性特性を1807 年に記述し、さらにそれを彼の『自然哲学と機械工学に関する講義』で詳しく説明しました。^{[ 35 ]} しかし、ヤング係数の概念を実験で初めて使用したのは、ヤングより 25 年前の 1782 年のジョルダーノ・リッカティでした。 ^{[ 36 ]}さらに、この考えは、トーマス・ヤングの 1807 年の論文より 80 年ほど前の 1727 年に発表されたレオンハルト・オイラー の論文にまで遡ることができます。

ヤング率は、物体内の応力（圧縮または減圧）とそれに伴うひずみ（長さの相対変化）の関係を表します。つまり、一軸荷重を受けた試験片の場合、応力 = E × ひずみとなります。ヤング率は、調査対象の量に依存しません。つまり、材料の示強性です。ヤング率によって、既知の応力を受ける部品のひずみを予測することが初めて可能になりました（逆もまた同様です）。ヤングの貢献以前は、エンジニアは、既知の荷重（ F）を受ける物体の変形（ x ）を特定するために、フックの法則F = kxを適用する必要がありました。ここで、定数（k）は、対象となる形状と材料の両方の関数です。F = kxの関係は形状と材料の両方の関数であるため、k を求めるには、新しい部品ごとに物理的な試験を行う必要がありました。ヤング率は、形状ではなく材料のみに依存するため、エンジニアリング戦略に革命をもたらしました。

ヤングが時折自分の考えを明確に表現できないという問題は、彼自身の弾性率の定義によって明らかになった。「あらゆる物質の弾性率とは、その基部に圧力をかけることができ、その圧力が一定程度の圧縮を引き起こす重量に対して、物質の長さがその長さの減少に対して持つ比率と同じである、同じ物質の柱のことである。」この説明が海軍本部の卿たちに提示されたとき、彼らの書記官はヤングにこう書き送った。「卿たちは科学を非常に尊重しており、あなたの論文も高く評価されていますが、それはあまりにも学問的すぎるのです…要するに、理解されていません。」^{[ 37 ]}

ヤングは生理光学の創始者とも呼ばれています。1793年に、彼は水晶体の曲率の変化によって目が異なる距離での視覚に順応する仕組みを説明しました。1801年には乱視を初めて記述しました。^{[ 38 ]}また、彼の講義では、後にヘルマン・フォン・ヘルムホルツによって発展させられた仮説（ヤング＝ヘルムホルツ理論）を発表しました。それは、色の知覚は網膜に3種類の神経線維が存在することに依存するというものです。^{[ 4 ] [ 39 ]}これは、特に目が実際に異なる波長範囲に敏感な3つの色受容体を持っているという発見など、現代の色覚の理解を予見するものでした。

1804年、ヤングは表面張力の原理に基づいて毛細管現象の理論を発展させた。^{[ 40 ]}彼はまた、液体の表面と固体との接触角が一定であることを観察し、これら2つの原理から毛細管現象を導き出す方法を示した。1805年、フランスの哲学者ピエール＝シモン・ラプラスは、毛細管現象に関してメニスカス半径の重要性を発見した。

1830年、ドイツの数学者カール・フリードリヒ・ガウスは、これら二人の科学者の研究を統合し、静止した二つの流体の界面における毛細管圧の差を表すヤング・ラプラス方程式を導き出した。

ヤングは、現代的な意味で「エネルギー」という用語を最初に定義した人物である。^{[ 41 ]}また、彼は潮汐理論に関する研究も行い、ラプラスの研究と並行し、エアリーによるより有名な研究を先取りした。

ヤングの式は、平面固体表面上の液滴の接触角を、表面自由エネルギー、界面自由エネルギー、および液体の表面張力の関数として記述する。ヤングの式は、約60年後にデュプレによって熱力学的効果を考慮するようにさらに発展させられ、これはヤング・デュプレの式として知られている。

生理学において、ヤングは1808年のクルーニアン講演「心臓と動脈の機能」で血行動態に重要な貢献をし、脈拍の波速の公式を導き出した。 ^{[ 42 ]}彼の医学著作には、『医学文献入門』（実用的疾病分類体系を含む）（1813年）や『消耗性疾患に関する実用的かつ歴史的な論文』（1815年）などがある。^{[ 4 ]}

ヤングは、子供の薬の投与量を決定するための経験則を考案した。ヤングの法則によれば、子供の投与量は、大人の投与量に子供の年齢（歳）を掛け、それを12＋子供の年齢で割った値に等しい。

彼の 1796 年のゲッティンゲンの論文「De corporis humani viribus conservatricibus」の付録には、普遍的な表音文字を提案する 4 ページが追加されています (「これらのページを空白のままにしない」ため、「Ne vacuae starent hae paginae, libuit e praelectione ante disputationem habenda tabellam literalum universalem raptim descriptionre」)。これには、主にフランス語と英語から抽出された 16 の「純粋な」母音記号、鼻母音、さまざまな子音、およびこれらの例が含まれています。

ヤングは、ブリタニカ百科事典の記事「言語」の中で、400の言語の文法と語彙を比較した。^{[ 43 ]} 1813年の別の著作では、オランダの言語学者で学者のマルクス・ズエリウス・ファン・ボックスホルンが1647年にこの用語が指すグループを提案してから165年後に、インド・ヨーロッパ語族という用語を導入した。

ヤングは古代エジプト文字​​体系の解読に大きく貢献した。彼はエジプト学の研究を比較的遅く、1813年に始めたが、その頃には他の研究者の間で既に研究が進められていた。彼はまず、 1802年にヨハン・ダヴィッド・アケルブラッドが構築した29文字のエジプト民衆文字アルファベット（14文字は誤りであることが判明）を使用することから始めた。アケルブラッドは碑文を読む際に民衆文字の重要性を強調した点では正しかったが、民衆文字が完全にアルファベットであると誤って信じていた。^{[ 44 ]}

1814年までに、ヤングはロゼッタストーンの「エンコリアル」テキストを完全に翻訳し^{[ 4 ]}（86の民衆語のリストを使用）、その後ヒエログリフのアルファベットを研究したが、当初は民衆語とヒエログリフのテキストが単純な翻訳ではなく言い換えであることに気づかなかった。^{[ 45 ]}

ヤングとジャン＝フランソワ・シャンポリオンは、ヒエログリフの解読に取り組んでいた間、かなりのライバル関係にあった。最初は短期間協力して作業を進めたが、その後、1815年頃から二人の間に冷え込みが生じた。長年にわたり、二人は互いの研究の詳細を秘密にしていた。シャンポリオンが1822年にヒエログリフの翻訳と文法体系の鍵をようやく出版したとき、ヤング（とその他多くの人々）は彼の研究を称賛した。しかし、その1年後、ヤングはシャンポリオンの体系の基礎として自分の研究を認めさせることを目的として、『ヒエログリフ文学とエジプト古代遺物に関する最近の発見の報告』 ^{[ 4 ]を出版した。}

ヤングの結論の一部は、彼が1818年版ブリタニカ百科事典のために書いた有名な記事「エジプト」に掲載された。^{[ 4 ]}

ヤングは6つの象形文字の音価を正しく発見したが、その言語の文法を解明することはできなかった。ヤング自身も、シャンポリオンがコプト語などの関連言語について遥かに豊富な知識を持っていたため、自分はやや不利な立場にあったことを認めている。^{[ 46 ]}

複数の学者が、ヤングのエジプト学への真の貢献はデモティック文字の解読であると示唆している。彼はこの分野で最初の大きな進歩を遂げ、またデモティック文字が表意文字と表音文字の両方から構成されていることを正しく特定した。^{[ 47 ]}

その後、ヤングはシャンポリオンが解読の功績を分かち合うことを望んでいないと感じた。当時の政治的緊張に強く影響されたこの論争では、イギリスはヤングを擁護する傾向があり、フランスは主にシャンポリオンを擁護した。シャンポリオンはヤングの貢献をいくらか認めたものの、それはごくわずかだった。しかし、1826年以降、シャンポリオンがルーブル美術館の学芸員になったとき、彼はヤングに民衆文字の写本へのアクセスを提供した。^{[ 48 ]}

イギリスでは、ジョージ・ルイス卿は1862年になってもシャンポリオンの功績に疑問を抱いていたが、他の人々はより受け入れていた。例えば、レジ​​ナルド・プールとピーター・ル・ペイジ・ルヌーフ卿はともにシャンポリオンを擁護した。^{[ 49 ]}

ヤングは、楽器の調律法であるヤング音律を開発した。