John Tyndall - John Tyndall

Cet article concerne le scientifique. Pour l'activiste d'extrême droite, voir John Tyndall (activiste d'extrême droite) . Pour le poète canadien, voir John Tyndall (poète) .

John Tyndall
JohnTyndall(1820-1893),gravure,SIL14-T003-09a recadrée.jpg
Née ( 1820-08-02 )2 août 1820
Leighlinbridge , comté de Carlow, Irlande
Décédés ( 1893-12-04 )4 décembre 1893 (73 ans)
Haslemere , Surrey, Angleterre, Royaume-Uni
Nationalité irlandais
mère nourricière Université de Marbourg
Connu pour Atmosphère , enseignement de la physique ,
effet Tyndall , diamagnétisme ,
rayonnement infrarouge , tyndallisation
Récompenses Médaille royale (1853)
Médaille Rumford (1864)
Carrière scientifique
Des champs Physique , chimie
Établissements Institution royale de Grande-Bretagne
Doctorants Mihajlo Idvorski Pupin
Signature
JohnTyndallSignature.png

John Tyndall FRS ( / t ɪ n d əl / , 2 Août 1820-4 Décembre 1893) était un éminent physicien irlandais du 19ème siècle. Sa renommée scientifique initiale est née dans les années 1850 de son étude du diamagnétisme . Il a publié un ouvrage indiquant que le dioxyde de carbone entraînera un changement de température mondiale, peu de temps après qu'Eunice Newton Foote ait proposé le concept à travers une simple expérience. Il y a un débat pour savoir si Tyndall a volé ou non son travail, bien qu'il ait publié un article sur le daltonisme dans le même numéro de The American Journal of Science and Arts que son article sur le changement climatique.

Tyndall a également publié plus d'une douzaine de livres scientifiques qui ont présenté à un large public la physique expérimentale de pointe du XIXe siècle . De 1853 à 1887, il est professeur de physique à la Royal Institution of Great Britain à Londres. Il est élu membre de l' American Philosophical Society en 1868.

Petites années et éducation

Tyndall est né à Leighlinbridge , dans le comté de Carlow , en Irlande. Son père était un agent de police local, descendant d' émigrants du Gloucestershire qui se sont installés dans le sud-est de l'Irlande vers 1670. Tyndall a fréquenté les écoles locales (Ballinabranna Primary School) dans le comté de Carlow jusqu'à la fin de son adolescence, et était probablement un enseignant assistant vers la fin de son temps là. Les matières apprises à l'école comprenaient notamment le dessin technique et les mathématiques avec quelques applications de ces matières à l'arpentage . Il a été embauché comme dessinateur par l' Ordnance Survey of Ireland à la fin de son adolescence en 1839, et a déménagé pour travailler pour l' Ordnance Survey for Great Britain en 1842. Dans la décennie des années 1840, un boom de la construction de chemins de fer était en cours, et L'expérience de Tyndall en arpentage était précieuse et recherchée par les compagnies de chemin de fer. Entre 1844 et 1847, il a été employé de façon lucrative dans la planification de la construction de chemins de fer.

John Tyndall vers 1850

En 1847, Tyndall choisit de devenir professeur de mathématiques et d'arpentage au Queenwood College , un pensionnat du Hampshire . Rappelant cette décision plus tard, il écrivit : « le désir de grandir intellectuellement ne m'a pas abandonné ; et, lorsque les travaux ferroviaires se sont ralentis, j'ai accepté en 1847 un poste de maître au Queenwood College ». Un autre jeune enseignant récemment arrivé à Queenwood était Edward Frankland , qui avait auparavant travaillé comme assistant de laboratoire chimique pour le British Geological Survey. Frankland et Tyndall sont devenus de bons amis. Forts des connaissances préalables de Frankland, ils décidèrent d'aller en Allemagne pour poursuivre leurs études scientifiques. Entre autres choses, Frankland savait que certaines universités allemandes étaient en avance sur toutes les universités britanniques en chimie expérimentale et en physique. (Les universités britanniques étaient toujours axées sur les classiques et les mathématiques et non sur les sciences de laboratoire.) Le couple s'installa en Allemagne à l'été 1848 et s'inscrivit à l' Université de Marburg , attirés par la réputation de Robert Bunsen en tant qu'enseignant. Tyndall a étudié sous Bunsen pendant deux ans. Peut-être plus influent pour Tyndall à Marburg était le professeur Hermann Knoblauch , avec qui Tyndall a maintenu des communications par lettre pendant de nombreuses années par la suite. La thèse de Tyndall à Marburg était une analyse mathématique des surfaces de vis en 1850 (sous Friedrich Ludwig Stegmann). Tyndall est resté en Allemagne pendant une année supplémentaire pour faire des recherches sur le magnétisme avec Knoblauch, y compris une visite de quelques mois au laboratoire berlinois du principal professeur de Knoblauch, Heinrich Gustav Magnus . Il est clair aujourd'hui que Bunsen et Magnus étaient parmi les meilleurs professeurs de sciences expérimentales de l'époque. Ainsi, lorsque Tyndall retourna vivre en Angleterre à l'été 1851, il avait probablement une aussi bonne éducation en sciences expérimentales que n'importe qui en Angleterre.

Les premiers travaux scientifiques

Les premiers travaux originaux de Tyndall en physique étaient ses expériences sur le magnétisme et la polarité diamagnétique , sur lesquelles il travailla de 1850 à 1856. Ses deux rapports les plus influents furent les deux premiers, co-écrits avec Knoblauch. L'un d'eux était intitulé "Les propriétés magnéto-optiques des cristaux, et la relation du magnétisme et du diamagnétisme à l'arrangement moléculaire", daté de mai 1850. Les deux ont décrit une expérience inspirée, avec une interprétation inspirée. Ces recherches magnétiques et d'autres ont très vite fait connaître Tyndall parmi les principaux scientifiques de l'époque. Il a été élu membre de la Royal Society en 1852. Dans sa recherche d'un poste de recherche approprié, il a pu demander au rédacteur en chef de longue date du principal journal de physique allemand ( Poggendorff ) et à d'autres hommes éminents d'écrire des témoignages en son nom. En 1853, il atteignit la prestigieuse nomination de professeur de philosophie naturelle (physique) à la Royal Institution de Londres, en grande partie grâce à l'estime que son travail avait suscitée par Michael Faraday , le chef des recherches magnétiques à la Royal Institution . Environ une décennie plus tard, Tyndall a été nommé successeur des postes occupés par Michael Faraday à la Royal Institution à la retraite de Faraday.

Alpinisme et glaciologie

Tyndall a visité les montagnes des Alpes en 1856 pour des raisons scientifiques et a fini par devenir un alpiniste pionnier. Il a visité les Alpes presque chaque été à partir de 1856, a été membre de la toute première équipe d'alpinistes à atteindre le sommet du Weisshorn (1861) et a dirigé l'une des premières équipes à atteindre le sommet du Cervin (1868) . C'est l'un des noms associés à « l'âge d'or de l'alpinisme » — les années mi-victoriennes où le plus difficile des sommets alpins a été atteint pour la première fois.

John Tyndall a exploré les affluents glaciaires alimentant la Mer de Glace en 1857. Topologie générale (à gauche) ; bandes de terre dans le glacier (à droite).

Dans les Alpes, Tyndall a étudié les glaciers , et en particulier le mouvement des glaciers . Son explication de l'écoulement glaciaire l'a amené à se disputer avec d'autres, en particulier James David Forbes . Une grande partie des premiers travaux scientifiques sur le mouvement des glaciers avait été réalisée par Forbes, mais Forbes à cette époque ne connaissait pas le phénomène de regélation , qui a été découvert un peu plus tard par Michael Faraday. La Régélation a joué un rôle clé dans l'explication de Tyndall. Forbes ne voyait pas du tout la régélation de la même manière. Pour compliquer leur débat, un désaccord a éclaté publiquement sur qui méritait d'obtenir le crédit des enquêteurs pour quoi. Les amis d'Articulate de Forbes, ainsi que Forbes lui-même, pensaient que Forbes devrait obtenir le mérite de la plupart des bonnes sciences, tandis que Tyndall pensait que le crédit devrait être distribué plus largement. Tyndall a commenté : « L'idée du mouvement semi-fluide appartient entièrement à Louis Rendu ; la preuve de l'écoulement central plus rapide appartient en partie à Rendu, mais presque entièrement à Louis Agassiz et Forbes ; la preuve du retard du lit appartient à Forbes. seul ; tandis que la découverte du lieu du point de mouvement maximum m'appartient, je suppose. » Lorsque Forbes et Tyndall étaient dans la tombe, leur désaccord a été poursuivi par leurs biographes officiels respectifs. Tout le monde a essayé d'être raisonnable, mais l'accord n'a pas été atteint. Plus décevant, les aspects du mouvement des glaciers n'ont pas été compris ou prouvés.

Le glacier Tyndall situé au Chili et le glacier Tyndall au Colorado ont été nommés d'après John Tyndall, tout comme le mont Tyndall en Californie et le mont Tyndall en Tasmanie.

Principaux travaux scientifiques

Les travaux sur les glaciers ont alerté Tyndall sur les recherches de Saussure sur l'effet chauffant de la lumière solaire, et le concept de Fourier , développé par Pouillet et William Hopkins ; que la chaleur du soleil pénètre plus facilement dans l'atmosphère que la "chaleur obscure" ( infrarouge ) "radiation terrestre" de la Terre réchauffée, provoquant ce que nous appelons maintenant l' effet de serre . Au printemps 1859, Tyndall a commencé des recherches sur la façon dont le rayonnement thermique , à la fois visible et obscur, affecte différents gaz et aérosols. Il a développé la spectroscopie d'absorption différentielle en utilisant la thermopile électromagnétique conçue par Melloni . Tyndall commença des expériences intensives le 9 mai 1859, d'abord sans résultats significatifs, puis améliora la sensibilité de l'appareil et écrivit le 18 mai dans son journal « Expérimenté toute la journée ; le sujet est entièrement entre mes mains ! Le 26 mai, il remit à la Royal Society une note décrivant ses méthodes et déclara transmission de la chaleur rayonnante à travers les corps gazeux. Nous ne savons rien de l'effet même de l'air sur la chaleur rayonnée de sources terrestres.

Le 10 juin, il a présenté la recherche lors d'une conférence de la Royal Society, notant que le gaz de charbon et l' éther absorbaient fortement la chaleur rayonnante (infrarouge) et sa confirmation expérimentale du concept ( effet de serre ); que la chaleur solaire traverse une atmosphère, mais « lorsque la chaleur est absorbée par la planète, sa qualité est tellement modifiée que les rayons émanant de la planète ne peuvent pas retourner dans l'espace avec la même liberté. Ainsi, l'atmosphère admet l'entrée de l'énergie solaire. chaleur ; mais en empêche la sortie, et le résultat est une tendance à accumuler de la chaleur à la surface de la planète. »

Les études de Tyndall sur l'action de l'énergie rayonnante sur les constituants de l'air l'ont conduit à plusieurs pistes de recherche, et ses résultats de recherche originaux comprenaient les suivants :

Le spectrophotomètre à rapport sensible de Tyndall (dessin publié en 1861) mesurait la mesure dans laquelle le rayonnement infrarouge était absorbé et émis par divers gaz remplissant son tube central.
  • Tyndall a expliqué la chaleur dans l'atmosphère terrestre en termes de capacités des divers gaz dans l'air à absorber la chaleur rayonnante, sous forme de rayonnement infrarouge. Son appareil de mesure, qui utilisait la technologie des thermopiles , est un jalon précoce dans l'histoire de la spectroscopie d'absorption des gaz. Il a été le premier à mesurer correctement les pouvoirs d'absorption infrarouge relatifs des gaz azote , oxygène , vapeur d'eau, dioxyde de carbone , ozone , méthane et autres gaz et vapeurs à l'état de traces. Il a conclu que la vapeur d'eau est le plus puissant absorbeur de chaleur rayonnante dans l'atmosphère et est le principal gaz contrôlant la température de l'air. L'absorption par les autres gaz n'est pas négligeable mais relativement faible. Avant Tyndall, il était largement admis que l'atmosphère terrestre réchauffe la surface dans ce qu'on a appelé plus tard un effet de serre , mais il a été le premier à le prouver. La preuve en était que la vapeur d'eau absorbait fortement le rayonnement infrarouge. Trois ans plus tôt, en 1856, la scientifique américaine Eunice Newton Foote avait annoncé des expériences démontrant que la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone absorbent la chaleur du rayonnement solaire, mais elle n'a pas différencié les effets de l'infrarouge. De même, Tyndall en 1860 a été le premier à démontrer et à quantifier que les gaz visuellement transparents sont des émetteurs infrarouges.
  • Il a conçu des démonstrations qui ont avancé la question de savoir comment la chaleur rayonnante est absorbée et émise au niveau moléculaire. Il semble être la première personne à avoir démontré expérimentalement que l'émission de chaleur dans les réactions chimiques a son origine physique dans les molécules nouvellement créées (1864). Il réalise des démonstrations instructives de conversion incandescente de l'infrarouge en lumière visible au niveau moléculaire, qu'il appelle calorescence (1865), dans lesquelles il utilise des matériaux transparents à l'infrarouge et opaques à la lumière visible ou vice versa. Il appelait généralement l'infrarouge « chaleur rayonnante » et parfois « ondulations ultra-rouges », car le mot « infrarouge » n'a commencé à être utilisé que dans les années 1880. Ses principaux rapports des années 1860 ont été republiés en tant que collection de 450 pages en 1872 sous le titre Contributions to Molecular Physics in the Domain of Radiant Heat .
  • Dans les enquêtes sur la chaleur rayonnante dans l'air, il avait été nécessaire d'utiliser de l'air dont toutes les traces de poussière flottante et d'autres particules avaient été éliminées. Un moyen très sensible de détecter les particules consiste à baigner l'air avec une lumière intense. La diffusion de la lumière par des impuretés particulaires dans l'air et d'autres gaz, et dans les liquides, est connue aujourd'hui sous le nom d'effet Tyndall ou diffusion Tyndall. En étudiant cette diffusion à la fin des années 1860, Tyndall a bénéficié des récentes améliorations apportées aux lampes électriques. Il avait aussi l'usage de bons concentrateurs de lumière. Il a développé le néphélomètre et des instruments similaires qui montrent les propriétés des aérosols et des colloïdes à travers des faisceaux lumineux concentrés sur un fond sombre et sont basés sur l'exploitation de l'effet Tyndall. (Lorsqu'il est combiné avec des microscopes, le résultat est l' ultramicroscope , qui a été développé plus tard par d'autres).
  • Il fut le premier à observer et à signaler le phénomène de thermophorèse dans les aérosols. Il l'a repéré autour d'objets chauds tout en enquêtant sur l'effet Tyndall avec des faisceaux lumineux concentrés dans une pièce sombre. Il a conçu une meilleure façon de le démontrer, puis l'a simplement rapporté (1870), sans en étudier la physique en profondeur.
  • Dans des expériences de chaleur rayonnante qui ont nécessité une grande expertise en laboratoire au début des années 1860, il a montré pour une variété de liquides facilement vaporisables que, molécule pour molécule, la forme vapeur et la forme liquide ont essentiellement le même pouvoir d'absorber la chaleur rayonnante. (Dans les expériences modernes utilisant des spectres à bande étroite, on trouve quelques petites différences que l'équipement de Tyndall n'a pas pu atteindre ; voir par exemple le spectre d'absorption de H 2 O ).
  • Il a consolidé et amélioré les résultats de Desains , Forbes , Knoblauch et d'autres démontrant que les principales propriétés de la lumière visible peuvent être reproduites pour la chaleur rayonnante - à savoir la réflexion, la réfraction, la diffraction, la polarisation, la dépolarisation, la double réfraction et la rotation dans un champ magnétique.
  • Utilisant son expertise sur l'absorption de chaleur rayonnante par les gaz, il a inventé un système pour mesurer la quantité de dioxyde de carbone dans un échantillon de souffle humain expiré (1862, 1864). Les bases du système de Tyndall sont aujourd'hui utilisées quotidiennement dans les hôpitaux pour surveiller les patients sous anesthésie . (Voir capnométrie .)
  • En étudiant l'absorption de chaleur rayonnante par l' ozone , il a proposé une démonstration qui a permis de confirmer ou de réaffirmer que l'ozone est un amas d'oxygène (1862).
La configuration de Tyndall pour conserver les bouillons dans de l'air optiquement pur.
  • En laboratoire, il a trouvé le moyen simple suivant pour obtenir de l'air "optiquement pur", c'est-à-dire de l'air qui ne présente aucun signe visible de matière particulaire . Il a construit une boîte en bois carrée avec quelques fenêtres en verre dessus. Avant de fermer la boîte, il a enduit les parois intérieures et le fond de la boîte de glycérine , qui est un sirop collant. Il a constaté qu'après quelques jours d'attente, l'air à l'intérieur de la boîte était entièrement exempt de particules lorsqu'il était examiné avec de puissants faisceaux lumineux à travers les fenêtres en verre. Les différentes particules de matière flottante avaient toutes fini par se coller aux murs ou se déposer sur le sol collant. Maintenant, dans l'air optiquement pur, il n'y avait aucun signe de "germes", c'est-à-dire aucun signe de micro-organismes flottants. Tyndall a stérilisé des bouillons de viande en les faisant simplement bouillir, puis a comparé ce qui s'est passé lorsqu'il a laissé ces bouillons de viande reposer dans l'air optiquement pur et dans l'air ordinaire. Les bouillons assis dans l'air optiquement pur sont restés "doux" (comme il l'a dit) à sentir et à goûter après plusieurs mois d'assise, tandis que ceux dans l'air ordinaire ont commencé à devenir putrides après quelques jours. Cette démonstration prolonge les démonstrations antérieures de Louis Pasteur selon lesquelles la présence de micro-organismes est une condition préalable à la décomposition de la biomasse. Cependant, l'année suivante (1876) Tyndall n'a pas réussi à reproduire systématiquement le résultat. Certains de ses bouillons soi-disant stérilisés à la chaleur ont pourri dans l'air optiquement pur. À partir de là, Tyndall a été amené à trouver des spores bactériennes viables (endospores) dans des bouillons soi-disant stérilisés à la chaleur. Il a découvert que les bouillons avaient été contaminés par des spores bactériennes sèches provenant du foin du laboratoire. Toutes les bactéries sont tuées par simple ébullition, sauf que les bactéries ont une forme de spores qui peut survivre à l'ébullition, a-t-il soutenu à juste titre, citant les recherches de Ferdinand Cohn . Tyndall a trouvé un moyen d'éradiquer les spores bactériennes connues sous le nom de « Tyndallisation ». La tyndallisation était historiquement le premier moyen efficace connu pour détruire les spores bactériennes. A l'époque, elle affirmait la « théorie des germes » contre nombre de critiques dont les résultats expérimentaux avaient été défectueux pour la même cause. Au milieu des années 1870, Pasteur et Tyndall étaient en communication fréquente.
L'une des configurations de Tyndall pour montrer que le son est réfléchi dans l'air à l'interface entre des corps aériens de densités différentes.
  • Inventé un meilleur respirateur de pompier , une cagoule qui filtre la fumée et les gaz nocifs de l'air (1871, 1874).
  • À la fin des années 1860 et au début des années 1870, il a écrit un livre d'introduction sur la propagation du son dans l'air et a participé à un projet britannique à grande échelle visant à développer une meilleure corne de brume . Dans des démonstrations en laboratoire motivées par des problèmes de corne de brume, Tyndall a établi que le son est partiellement réfléchi (c'est-à-dire partiellement renvoyé comme un écho) à l'endroit où une masse d'air d'une température rencontre une autre masse d'air d'une température différente ; et plus généralement lorsqu'un corps d'air contient deux ou plusieurs masses d'air de densités ou températures différentes, le son voyage mal à cause des réflexions se produisant aux interfaces entre les masses d'air, et très mal lorsque de telles interfaces sont présentes. (Il a ensuite soutenu, bien que de manière non concluante, que c'est la principale raison habituelle pour laquelle le même son distant, par exemple une corne de brume, peut être entendu plus fort ou plus faiblement à différents jours ou à différents moments de la journée.)

Un index des revues de recherche scientifique du XIXe siècle a John Tyndall comme auteur de plus de 147 articles dans des revues de recherche scientifique, pratiquement tous datés entre 1850 et 1884, ce qui représente une moyenne de plus de quatre articles par an sur 35. période d'un an.

Dans ses conférences à la Royal Institution, Tyndall accordait une grande valeur et était doué pour produire des démonstrations vivantes et visibles des concepts de la physique. Dans une conférence, Tyndall a démontré la propagation de la lumière à travers un courant d'eau tombant via une réflexion interne totale de la lumière. On l'appelait la "fontaine lumineuse". Il est historiquement important aujourd'hui car il démontre le fondement scientifique de la technologie moderne de la fibre optique. Au cours de la seconde moitié du 20e siècle, Tyndall était généralement crédité d'avoir été le premier à faire cette démonstration. Cependant, Jean-Daniel Colladon en a publié un rapport dans les Comptes Rendus en 1842, et il existe des preuves suggérant que la connaissance de Tyndall à ce sujet provenait en fin de compte de Colladon et aucune preuve que Tyndall prétendait en être l'origine.

Physique moléculaire de la chaleur rayonnante

Avec cette configuration, Tyndall a observé de nouvelles réactions chimiques produites par des ondes lumineuses à haute fréquence agissant sur certaines vapeurs. L'intérêt scientifique principal ici de son point de vue était les données dures supplémentaires qu'il a prêtées à la grande question du mécanisme par lequel les molécules absorbent l'énergie radiante .

Tyndall était un expérimentateur et un constructeur d'appareils de laboratoire, pas un constructeur de modèles abstraits. Mais dans ses expériences sur le rayonnement et le pouvoir d'absorption de chaleur des gaz, il avait un programme sous-jacent pour comprendre la physique des molécules. Tyndall a dit en 1879 : "Pendant neuf ans de travail sur le sujet des radiations [dans les années 1860], la chaleur et la lumière ont été manipulées par moi, non pas comme des fins, mais comme des instruments à l'aide desquels l'esprit pourrait peut-être s'emparer de les particules ultimes de la matière." Ce programme est explicite dans le titre qu'il a choisi pour son livre de 1872 Contributions to Molecular Physics in the Domain of Radiant Heat . Il est présent de manière moins explicite dans l'esprit de son livre de 1863, largement lu, Heat Considered as a Mode of Motion . Outre la chaleur, il considérait également le magnétisme et la propagation du son comme réductibles à des comportements moléculaires. Les comportements moléculaires invisibles étaient la base ultime de toute activité physique. Avec cet état d'esprit et ses expériences, il a décrit un récit selon lequel différents types de molécules ont des absorptions différentes de rayonnement infrarouge parce que leurs structures moléculaires leur donnent des résonances oscillantes différentes. Il était entré dans l'idée des résonances oscillantes parce qu'il avait vu que n'importe quel type de molécule a des absorptions différentes à différentes fréquences de rayonnement, et il était entièrement persuadé que la seule différence entre une fréquence et une autre est la fréquence. Il avait également vu que le comportement d'absorption des molécules est assez différent de celui des atomes qui les composent. Par exemple, le monoxyde d'azote (NO) gazeux a absorbé plus de mille fois plus de rayonnement infrarouge que l'azote (N 2 ) ou l'oxygène (O 2 ). Il avait également vu dans plusieurs types d'expériences que – peu importe qu'un gaz soit un faible absorbeur de chaleur rayonnante à large spectre – tout gaz absorbera fortement la chaleur rayonnante provenant d'un corps séparé du même type de gaz. Cela démontrait une parenté entre les mécanismes moléculaires d' absorption et d' émission . Une telle parenté était également mise en évidence dans les expériences de Balfour Stewart et d'autres, citées et étendues par Tyndall, qui ont montré en ce qui concerne la chaleur rayonnante à large spectre que les molécules qui sont de faibles absorbeurs sont de faibles émetteurs et les absorbeurs forts sont de forts émetteurs. (Par exemple, le sel gemme est un absorbeur de chaleur exceptionnellement faible par rayonnement et un bon absorbeur de chaleur par conduction. Lorsqu'une plaque de sel gemme est chauffée par conduction et laissée reposer sur un isolant, cela prend un temps exceptionnellement long pour refroidir; c'est-à-dire que c'est un mauvais émetteur d'infrarouge.) La parenté entre l'absorption et l'émission était également cohérente avec certaines caractéristiques génériques ou abstraites des résonateurs . La décomposition chimique des molécules par les ondes lumineuses ( effet photochimique ) a convaincu Tyndall que le résonateur ne pouvait pas être la molécule dans son ensemble ; il devait s'agir d'une sous-structure, car sinon l'effet photochimique serait impossible. Mais il était sans idées vérifiables quant à la forme de cette sous-structure, et n'a pas participé à la spéculation écrite. Sa promotion de l'état d'esprit moléculaire et ses efforts pour exposer expérimentalement ce que sont les molécules ont été discutés par un historien sous le titre "John Tyndall, The Rhetorician of Molecularity" .

Éducateur

Les livres didactiques de John Tyndall sur la physique contenaient de nombreuses illustrations. Celui-ci, de Heat Considered as Mode of Motion , est sa configuration pour démontrer que l'air se refroidit pendant l'acte d'expansion en volume; et que l'air s'échauffe pendant l'acte de compression en volume. (Cliquez sur l'image pour plus d'explications).

En plus d'être un scientifique, John Tyndall était professeur de sciences et évangéliste pour la cause de la science. Il a passé une grande partie de son temps à diffuser la science au grand public. Il a donné des centaines de conférences publiques à un public non spécialisé à la Royal Institution de Londres. Lorsqu'il a fait une tournée de conférences publiques aux États-Unis en 1872, de grandes foules de non-scientifiques ont payé des frais pour l'entendre donner une conférence sur la nature de la lumière. Une déclaration typique de la réputation de Tyndall à l'époque est celle d'une publication londonienne en 1878 : « Suite au précédent établi par Faraday, le professeur Tyndall a réussi non seulement à mener des recherches originales et à enseigner la science de manière saine et précise, mais aussi à la rendre attrayante. .. Quand il donne des conférences à la Royal Institution, le théâtre est bondé." Tyndall a dit de la profession d'enseignant "Je ne connais pas d'appel plus élevé, plus noble et plus béni." Sa plus grande audience a finalement été acquise grâce à ses livres, dont la plupart n'étaient pas écrits pour des experts ou des spécialistes. Il a publié plus d'une douzaine de livres scientifiques. À partir du milieu des années 1860, il était l'un des physiciens vivants les plus célèbres au monde, d'abord en raison de ses compétences et de son industrie en tant que didacticiel. La plupart de ses livres ont été traduits en allemand et en français et ses principaux tutoriels sont restés imprimés dans ces langues pendant des décennies.

Comme indicateur de son attitude pédagogique, voici ses remarques de conclusion au lecteur à la fin d'un livre didactique de 200 pages destiné à un « jeune public », Les Formes de l'eau (1872) : « Ici, mon ami, nos travaux se terminent . Ce fut pour moi un vrai plaisir de vous avoir si longtemps à mes côtés. A la sueur de nos sourcils, nous avons souvent atteint les sommets où était notre travail, mais vous avez été constant et industrieux tout au long, utilisant dans tous les cas possibles votre propres muscles au lieu de compter sur les miens. Ici et là, je t'ai tendu un bras et je t'ai aidé à monter sur une corniche, mais le travail d'escalade a été presque exclusivement le tien. C'est ainsi que je voudrais tout t'apprendre, te montrer le chemin de l'effort profitable, mais en vous laissant l'effort... Notre tâche semble assez simple, mais vous et moi savons combien de fois nous avons dû nous débattre résolument avec les faits pour en faire ressortir le sens. maintenant fait, et vous êtes maître d'un fragment de cette connaissance sûre et certaine qui est fondée sur l'étude fidèle de la nature... Ici, nous nous séparons. Et si nous ne nous reverrons plus, le souvenir de ces jours nous unira encore. Donne-moi ta main. Au revoir."

Comme autre indicateur, voici le paragraphe d'ouverture de son tutoriel de 350 pages intitulé Sound (1867) : « Dans les pages suivantes, j'ai essayé de rendre la science de l'acoustique intéressante pour toutes les personnes intelligentes, y compris celles qui ne possèdent aucune science particulière. Le sujet est traité expérimentalement partout, et je me suis efforcé de placer chaque expérience devant le lecteur pour qu'il la réalise comme une opération réelle. Dans la préface de la 3e édition de ce livre, il rapporte que les éditions précédentes ont été traduites en chinois aux frais du gouvernement chinois et traduites en allemand sous la supervision d' Hermann von Helmholtz (un grand nom de la science de l'acoustique). Son premier tutoriel publié, qui portait sur les glaciers (1860), déclare de la même manière : « L'ouvrage est écrit avec le désir d'intéresser des personnes intelligentes qui ne possèdent peut-être aucune culture scientifique particulière.

Son tutoriel le plus apprécié, et probablement son plus gros vendeur, était le "Heat: a Mode of Motion" de 550 pages (1863; éditions mises à jour jusqu'en 1880). Il a été imprimé pendant au moins 50 ans et l'est encore aujourd'hui. Sa caractéristique principale est, comme l'a dit James Clerk Maxwell en 1871, "les doctrines de la science [de la chaleur] sont imprimées de force dans l'esprit par des expériences illustratives bien choisies".

Les trois tutoriels les plus longs de Tyndall, à savoir Heat (1863), Sound (1867) et Light (1873), représentaient la physique expérimentale de pointe au moment où ils ont été écrits. Une grande partie de leur contenu était de récentes innovations majeures dans la compréhension de leurs sujets respectifs, que Tyndall a été le premier écrivain à présenter à un public plus large. Une mise en garde s'impose quant à la signification de « l'état de l'art ». Les livres étaient consacrés à la science de laboratoire et ils évitaient les mathématiques. En particulier, ils ne contiennent absolument aucun calcul infinitésimal. La modélisation mathématique utilisant le calcul infinitésimal, en particulier les équations différentielles, était une composante de la compréhension de pointe de la chaleur, de la lumière et du son à l'époque.

Délimitation de la science de la religion

Tyndall caricaturé en prédicateur dans le magazine Vanity Fair , 1872

La majorité des physiciens britanniques progressistes et innovateurs de la génération de Tyndall étaient conservateurs et orthodoxes en matière de religion. Cela inclut par exemple James Joule , Balfour Stewart , James Clerk Maxwell , George Gabriel Stokes et William Thomson – tous des noms enquêtant sur la chaleur ou la lumière en même temps que Tyndall. Ces conservateurs croyaient, et cherchaient à renforcer la base pour croire, que la religion et la science étaient cohérentes et harmonieuses l'une avec l'autre. Tyndall, cependant, était membre d' un club qui soutenait vocalement la théorie de l'évolution de Charles Darwin et cherchait à renforcer la barrière, ou la séparation, entre la religion et la science. Le membre le plus éminent de ce club était l'anatomiste Thomas Henry Huxley . Tyndall a rencontré Huxley pour la première fois en 1851 et les deux ont eu une amitié de longue date. Le chimiste Edward Frankland et le mathématicien Thomas Archer Hirst , que Tyndall connaissait tous deux avant d'aller à l'université en Allemagne, étaient également membres. D'autres comprenaient le philosophe social Herbert Spencer .

Bien qu'il ne soit pas aussi important que Huxley dans la controverse sur les problèmes philosophiques, Tyndall a joué son rôle en communiquant au public instruit ce qu'il pensait être les vertus d'une séparation claire entre la science (connaissance et rationalité) et la religion (foi et spiritualité). En tant que président élu de l' Association britannique pour l'avancement des sciences en 1874, il a prononcé un long discours lors de la réunion annuelle de l'Association qui s'est tenue cette année-là à Belfast. Le discours a donné un compte rendu favorable de l'histoire des théories de l'évolution, mentionnant favorablement le nom de Darwin plus de 20 fois, et a conclu en affirmant que le sentiment religieux ne devrait pas être autorisé à « empiéter sur la région de la connaissance , sur laquelle il n'a aucun contrôle ». C'était un sujet brûlant. Les journaux en ont fait la une sur leurs premières pages – en Grande-Bretagne, en Irlande et en Amérique du Nord, même sur le continent européen – et de nombreuses critiques sont apparues peu de temps après. L'attention et l'examen minutieux ont augmenté les amis de la position philosophique des évolutionnistes, et l'ont rapprochée de l'ascendant dominant.

À Rome en 1864, le pape Pie IX dans son Syllabus des erreurs a décrété que c'était une erreur que « la raison est la norme ultime par laquelle l'homme peut et doit parvenir à la connaissance » et une erreur que « la révélation divine est imparfaite » dans la Bible – et quiconque maintiendrait ces erreurs devait être « anathématisé » – et décréta en 1888 ce qui suit : « La doctrine fondamentale du rationalisme est la suprématie de la raison humaine, qui, refusant la soumission due à la raison divine et éternelle, proclame sa propre indépendance .... Une doctrine d'un tel caractère est très préjudiciable à la fois aux individus et à l'État... Il s'ensuit qu'il est tout à fait illégal d'exiger, de défendre ou d'accorder la liberté inconditionnelle [ou de promiscuité] de pensée, d'expression , l'écriture ou la religion." Ces principes et les principes de Tyndall étaient de profonds ennemis. Heureusement pour Tyndall, il n'a pas eu besoin de participer à un concours avec eux en Grande-Bretagne, ni dans la plupart des autres régions du monde. Même en Italie, Huxley et Darwin ont reçu des médailles honorifiques et la plupart de la classe dirigeante italienne était hostile à la papauté. Mais en Irlande, du vivant de Tyndall, la majorité de la population est devenue de plus en plus doctrinale et vigoureuse dans son catholicisme romain et s'est également renforcée politiquement. Entre 1886 et 1893, Tyndall a participé activement au débat en Angleterre sur l'opportunité de donner aux catholiques d'Irlande plus de liberté pour suivre leur propre chemin. Comme la grande majorité des scientifiques d'origine irlandaise du XIXe siècle, il s'opposa au Irish Home Rule Movement . Il avait des opinions ardentes à ce sujet, qui ont été publiées dans les journaux et les brochures. Par exemple, dans un article d'opinion du Times du 27 décembre 1890, il considérait les prêtres et le catholicisme comme « le cœur et l'âme de ce mouvement » et écrivait que placer la minorité non catholique sous la domination de « la horde sacerdotale » serait « un crime inqualifiable". Il a tenté en vain d'amener la première société scientifique du Royaume-Uni à dénoncer la proposition irlandaise de Home Rule comme contraire aux intérêts de la science.

Dans plusieurs essais inclus dans son livre Fragments of Science for Unscientific People , Tyndall a tenté de dissuader les gens de croire à l'efficacité potentielle des prières. En même temps, cependant, il n'était pas largement anti-religieux.

Beaucoup de ses lecteurs interprètent Tyndall comme un agnostique confirmé, bien qu'il ne l'ait jamais explicitement déclaré. La déclaration suivante de Tyndall est un exemple de la mentalité agnostique de Tyndall, faite en 1867 et réitérée en 1878 : « Les phénomènes de la matière et de la force sont à notre portée intellectuelle... l'univers n'est pas résolu, et, en ce qui nous concerne, est incapable de solution... Baissons la tête et reconnaissons notre ignorance, prêtre et philosophe, tous et chacun."

Vie privée

Tyndall ne s'est marié qu'à l'âge de 55 ans. Son épouse, Louisa Hamilton , était la fille de 30 ans d'un membre du parlement ( Lord Claud Hamilton , député ). L'année suivante, en 1877, ils construisirent un chalet d' été à Belalp dans les Alpes suisses . Avant de se marier, Tyndall avait vécu pendant de nombreuses années dans un appartement à l'étage de la Royal Institution et y a continué après son mariage jusqu'en 1885, date à laquelle un déménagement a été effectué dans une maison près de Haslemere, à 45 miles au sud-ouest de Londres. Le mariage était heureux et sans enfants. Il a pris sa retraite de l'Institution royale à l'âge de 66 ans en raison de problèmes de santé.

Tyndall est devenu financièrement aisé grâce aux ventes de ses livres populaires et aux honoraires de ses conférences (mais il n'y a aucune preuve qu'il possédait des brevets commerciaux). Pendant de nombreuses années, il a reçu des paiements non négligeables pour avoir été conseiller scientifique à temps partiel auprès de quelques agences quasi-gouvernementales et a fait don en partie des paiements à des œuvres caritatives. Sa tournée de conférences réussie aux États-Unis en 1872 lui rapporta une somme substantielle de dollars, qu'il donna rapidement à un fiduciaire pour la promotion de la science en Amérique. À la fin de sa vie, ses dons en argent sont allés le plus visiblement à la cause politique unioniste irlandaise . À sa mort, sa fortune était de 22 122 £. À titre de comparaison, le revenu d'un agent de police à Londres était d'environ 80 £ par an à l'époque.

Décès

Le mémorial suisse de John Tyndall, avec le glacier d'Aletsch en arrière-plan
La tombe de Tyndall dans le cimetière de St Bartholomew, Haslemere , Surrey UK
Plaques à Tyndall à Leighlinbridge

Au cours de ses dernières années, Tyndall prenait souvent de l'hydrate de chloral pour traiter son insomnie . Alors qu'il était alité et malade, il mourut d'une surdose accidentelle de ce médicament en 1893 à l'âge de 73 ans, et fut enterré à Haslemere . L'overdose a été administrée par sa femme Louisa. "Ma chérie", a déclaré Tyndall lorsqu'il a réalisé ce qui s'était passé, "vous avez tué votre John."

Par la suite, la femme de Tyndall a pris possession de ses papiers et s'est assignée le superviseur d'une biographie officielle de lui. Elle a cependant tergiversé sur le projet, et il était toujours inachevé lorsqu'elle est décédée en 1940 à l'âge de 95 ans. Le livre est finalement paru en 1945, écrit par AS Eve et CH Creasey, que Louisa Tyndall avait autorisé peu de temps avant sa mort.

John Tyndall est commémoré par un mémorial (le Tyndalldenkmal ) érigé à une altitude de 2 340 mètres (7 680 pi) sur les pentes de la montagne au-dessus du village de Belalp , où il avait sa maison de vacances, et en vue du glacier d'Aletsch , qu'il avait étudié.

Les livres de John Tyndall

Voir également

Remarques

Sources

Biographies de John Tyndall

Lectures complémentaires

Liens externes