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[393]

FOURIER


FOURIER

[393]

carrying  through  the  tedious  computa­

tions necessary for his Mécanique céleste.

Computations  became  his  whole  life. 

He  observed  eight  new  comets  and  cal­

culated their orbits, but the climax of his 

life  came  with  his  attempt  to  calculate 

the  orbit  of  the  newly  discovered  planet 

Uranus.

In  1821  he  made  use  of  not  only  the 



observed  positions  since Herschel’s  [321] 

discovery in  1781, but  all  the earlier po­

sitions noted before the “star” was recog­

nized to be a planet. He found to his dis­

may  that  the  orbit  he  calculated  from 

the observations after  1781  did not quite 

fit  the  prediscovery  observations,  so  he 

was forced to ignore the latter.  However, 

the  orbit  he  calculated from the  postdis­

covery  observations  did  not  suit  either. 

Uranus  began  to  drift  away  from  it. 

Something  was  wrong  and  for  twenty 

years,  astronomers  labored  and  puzzled 

over  the  discrepancy  until  Adams  [615] 

and  Leverrier  [564]  solved  the  problem 

with  the  discovery  of  a  new  planet, 

which Bouvard died three years too soon 

to see.


[393]  FOURIER,  Jean  Baptiste  Joseph, 

Baron (foor-yayO 

French mathematician 

Born:  Auxerre, Yonne, March 21, 

1768


Died:  Paris, May 16,  1830

Fourier  was  an  orphan  by  the  age  of 

eight.  As a youth he was headed  for the 

priesthood,  rather  against  his  will.  He 

wanted to be in the army, but as the son 

of a tailor he could serve only as cannon 

fodder  in  the  ranks.  And  then  came  the 

French Revolution.

Fourier  set  his  heart  on  becoming  an 

artillery  officer,  so  he  could  use  the 

mathematics  in  which  he  was  interested 

—much  as  did  another  man,  Napoleon 

Bonaparte,  who  was  bom  a  few  months 

after  Fourier.  Fourier  did  not  have  Bo­

naparte’s success, however, for he showed 

too  much  ability  at  mathematics.  He 

tried  to  play  a  moderate  role  in  the 

French Revolution and came close to the 

guillotine,  but  the  fall  of  Robespierre

saved him.  A while later he was  arrested 

by  the  conservatives  who  succeeded 

Robespierre, and who accused Fourier of 

being pro-radical. Again he was released.

After  his  graduation  from  military 

school he was  offered a professorship  by 

the school in 1795 and accepted it.

Nevertheless  his  career  remained 

linked with Napoleon’s.  He accompanied 

Napoleon to Egypt in  1798 and was gov­

ernor  of  a  portion  of  it  during  the 

French  occupation,  using  the  opportu­

nity to  explore  the  upper Nile.  In  1808, 

after  he  had  made  his  great  mathe­

matical discoveries, he was made a baron 

by  Napoleon.  He  survived  Napoleon’s 

downfall  to  receive  new  honors  under  . 

the  restored  Bourbons.  In  1822  he  be­

came  joint  secretary  of  the  Academy  of 

Sciences, along with Cuvier [396],

After Fourier returned to France from 

Egypt  in  1801,  he was  charged  with  or­

ganizing  the  accumulated  mass  of  data 

gathered  in  Egypt  and  of  arranging  its 

publication.  This  he  did,  and  thereafter 

busied  himself  with  science  (his  adven­

ture in  military  affairs  in  Egypt  had  not 

been  a  happy  one  and  he  had  had 

enough).  The  problem  that  interested 

him  chiefly  was  the  manner  in  which 

heat  flowed  from  one  point  to  another 

through  a  particular  object.  This  de­

pended on the temperature difference be­

tween  the  two  points,  the  heat  conduc­

tivity of the material  making up  the  ob­

ject,  the  shape  of the object,  and  so  on. 

The matter was quite complex.

Fourier  summoned  all  his  mathe­

matical  ingenuity and  discovered  what is 

now called Fourier’s theorem. This states 

that any periodic oscillation  (that is, any 

variation  which,  sooner  or  later,  repeats 

itself  exactly,  over  and  over),  however 

complex,  can be  broken  up  into  a  series 

of simple regular wave  motions, the  sum 

of which will be the original complex pe­

riodic  variation.  It  can  be  expressed,  in 

other words,  as  a  mathematical  series  in 

which  the  terms  are  made  up  of  trig­

onometric  functions.  It  was  the  an­

nouncement  of this in  1807  that brought 

Fourier  scientific  fame  and  earned  him 

his  baron’s  title.  When  Napoleon  re­

turned  to  France in  1815,  after his  first 

abdication and exile to Elba,  Fourier re-



262

[394]

NICOL


SMITH

[395]

joined him. After Napoleon’s  second fall 

at  Waterloo,  Fourier  was  consequently 

out of favor in France for a while.

It  was  not  until  1822  that  Fourier, 

using  his  theorem,  completed  his  work 

on  the  flow  of  heat  in  a  book  entitled 

Analytic Theory of Heat, a work that in­

spired Ohm [461] to similar thoughts  on 

the  flow  of  electricity.  In  this  book 

Fourier  was  the  first  to  make  clear  the 

point  that  a  scientific  equation  must  in­

volve  a  consistent  set  of  units.  Thus 

began dimensional analysis.

Fourier’s  theorem  has  a  very  broad 

value.  It  can  be  used  in  the  study  of 

sound  and  of  light  and,  indeed,  of  any 

wave  phenomenon.  The  mathematical 

treatment  of  such phenomena,  based  on 

Fourier’s  theorem,  is  called  harmonic 

analysis.

Even great scientists can have their ir­

rational  beliefs.  Fourier believed heat  to 

be  essential  to  health  so he  always  kept 

his  dwelling  place  overheated  and 

swathed  himself  in  layer  upon  layer  of 

clothes. He died of a fall down the stairs.

[394]  NICOL, William 

Scottish physicist 



Bom:  Scotland, 1768 

Died:  Edinburgh, September 2, 

1851


In  1828  Nicol,  who  lectured  at  the 

University  of  Edinburgh,  made  use  of 

the  phenomenon  of  double  refraction 

discovered by Bartholin [210] to produce 

a  single  beam  of  what  is  now  called 

polarized  light.  He  did  this  by  placing 

two crystals of Iceland spar together and 

cementing them with Canadian balsam.

Light  entering  the  first  half  of  the 

crystal was refracted into  two  rays.  One 

of them was reflected  out of the  crystal 

altogether  at  the  layer  of  balsam.  The 

other,  striking  the  balsam  at  a  slightly 

different  angle,  passed  through.  This 

beam  could  also  pass  through  a  second 

“Nicol  prism”  if  the  second  prism  was 

lined  up  parallel  to  the  first.  If  the  sec­

ond prism was then rotated, less and less 

of  the  light  would  pass  through  until, 

when  the  second  prism  was  at  right an­

gles  to  the  first,  none  of  the light  got

through. When a solution of organic sub­

stance  was  placed  between  the  prisms, 

the  second  prism  had  to  be  placed  at  a 

certain  angle  (sometimes)  to  allow  all 

the  light  to  pass  through  it.  This  angle 

represented the degree of the twisting of 

polarized  light  that  Biot  [404]  had  first 

observed.  The  Nicol prism made  it  easy 

to  observe  this  twisting  and  opened  up 

the technique of polarimetry,  which was 

to  have  great  consequences  in  connec­

tion with theories of molecular structure.

Also  notable  was  Nicol’s  development 

of  methods  for  preparing  thin  slices  of 

minerals  and  of  fossil wood  in  order  to 

make microscopic studies feasible.

[395]  SMITH, William 

English geologist 

Bom:  Churchill, Oxfordshire, 

March 23, 1769



Died:  Northampton, August 28, 

1839


Smith’s  father,  a  village  blacksmith, 

died  when  the  child  was  but  eight.  In 

consequence,  young  Smith  got  nothing 

but the barest of a grammar school edu­

cation.

He began his career when,  in  1787,  a 



surveyor  came  to town  to  do a  job  and 

needed a bright young man to help him. 

Smith  eagerly  applied  and  did  so  well 

that the surveyor took him into the busi­

ness.

It was  the  era when England was  lac­



ing  the  countryside  with  canals,  and 

Smith  had  to  do  with  laying  routes  for 

them.  Observing  the  earth  in  cross  sec­

tion  at  excavation  sites,  he  was 

impressed by  the  way rocks  of  different 

types and forms were arranged in paral­

lel layers, or strata.

In  1793  he was  put in  charge  of  sur­

veying  the  Somerset  coal  canal  and  he 

toured  England  to observe  other  canals. 

This further increased his interest in and 

knowledge of strata, and his friends took 

to calling him Strata Smith.

By 1799 he was writing on the subject, 

but  did  not  publish  for  a  number  of 

years.  Others  had  observed  strata before 

him, but Smith was making a new point. 

Each stratum  had its  own  characteristic



263

[396]

CUVIER


CUVIER

[396]

form of fossils, not found in other strata. 

No matter how the strata were bent  and 

crumpled—even  when  one  sank  out  of 

view and cropped up again miles away— 

this  fact  did  not  change.  The  charac­

teristic  fossils  bent,  crumpled,  sank  out 

of view,  and  cropped  up  again  with  the 

stratum.  In  fact  it  was  reasonable  to 

identify a stratum by its fossil content,  a 

point Smith made in a book published in 

1816.  This  was  a  beautifully  colored 

geologic  map  of England,  the  first  of its 

kind.  It  was  dedicated  to  Banks  [331] 

who,  with  his  usual  generosity  to  the 

poor in science, had helped him.

Since  it  could  reasonably  be  assumed 

that  a  stratum  nearer  the  surface  was 

younger  than  one  farther  away,  the 

strata offered  a  method  for working  out 

the history of life forms from the fossils. 

(Over  a  century  before,  Hooke  [223] 

had suggested this in one of his  inspired 

guesses.)  For the first time it was possi­

ble to arrange the fossils in order of age. 

And  since  the  oldest  fossils  were  the 

ones that differed most from present-day 

life, with similarities  growing stronger as 

the fossils grew younger, an evolutionary 

view  became  almost  inevitable.  Cuvier

[396]  was  compelled  to  labor  hard  to 

resist it.

In  1831  Smith  was  the  first  recipient 

of the Wollaston medal,  funds for which 

had been set up in the will  of Wollaston 

[388].  The  presentation  was  made  by 

Sedgwick  [442],  retiring president  of the 

Geologic  Society.  The  money  award  in­

volved  was  most  welcome,  for  Smith’s 

travels  in  search  of  geologic  data  had 

pauperized  him  (not  a  really  difficult 

task,  to be sure)  and  had  forced  him  to 

such  shifts  as  selling his  fossil  collection 

to the British Museum.

[396]  CUVIER, Georges Léopold Chré­

tien Frédéric Dagobert, Baron 

(kyoo-vyayO 

French anatomist 



Born:  Montbéliard, Doubs, Au­

gust 23,  1769 



Died:  Paris, May 13,  1832

Cuvier  was  descended  from  French 

Huguenots  who  had  been  forced  into

Switzerland after Louis XIV’s suspension 

of  toleration.  His  father,  although  a 

Swiss national, was serving in the French 

army  at  the  time  of  Cuvier’s  birth.  In 

1793  Cuvier’s birthplace was annexed  to 

France by the revolutionaries,  and it has 

remained  French  ever  since.  Cuvier  be­

came a French citizen automatically with 

that.


Cuvier  remained  an  active  Protestant 

all  his  life,  but  he  received  constant 

honor  and  advancement  in  predomi­

nantly  Roman  Catholic  France  under  a 

variety  of  forms  of  government.  This 

was  not  altogether  surprising,  for  in  his 

lifetime he became the most eminent Eu­

ropean  scientist  and  virtually  an  intel­

lectual dictator in the field of biology.

For a time in his youth Cuvier seemed 

to  be  headed  for  the  ministry,  but  as  a 

precocious  child  he  had  been  fascinated 

by Buffon’s  [277]  books  and  while  tutor 

to a Protestant family of the French aris­

tocracy  he  grew  seriously  interested  in 

science. At that time, too, he met a zool­

ogist  who  in  1795  obtained  for  him  a 

post  at  the  Museum  of  Natural  History 

in  Paris,  where  he  engaged  in  his  re­

searches  to  such  good  effect  that  he  be­

came  permanent  secretary  of  physical 

and  natural  sciences  of  the  Institut  Na­

tional in 1803.

While  at  the  museum  he  refused,  in 

1798,  an  offer  to  accompany  Napoleon 

Bonaparte  on  his  expedition  to  Egypt, 

which was  just  as  well  for him,  because 

on  the  whole  it  was  a  disastrous  adven­

ture.  It  was  in  that  period,  too,  that  he 

became interested in anatomy and, in par­

ticular,  in  the  comparison  of  the  anat­

omy of one species with another,  a study 

that he brought to a high pitch of  excel­

lence. In fact he came to understand the 

necessary  relationship  of  one  part  of  a 

body with another so well that  from the 

existence  of  some  bones  he  could  infer 

the shape of others and so, little by little, 

reconstruct  the  entire  animal  (a  process 

that  even  today  strikes  laymen  with 

amazement  and  incredulity).  He  can 

thus  be  considered  the  founder  of  the 

science  of  comparative  anatomy.  Cu­

vier’s appreciation of how one part of an 

organism  made  other  qualities  necessary 

is exemplified in  a famous story.  One  of



264

[396]

CUVIER


CUVIER

[396]

his  students  dressed  up  in  a  devil’s  cos­

tume  and,  with  others,  invaded  Cuvier’s 

room in the dead of night and woke him 

with  a  grisly  “Cuvier,  Cuvier,  I  have 

come to eat you.” Cuvier opened one eye 

and  said,  “All  creatures  with  horns  and 

hooves  are  herbivores.  You  can’t  eat 

me.” Then he went back to sleep.

It  seems  natural  that  a  comparative 

anatomist  should  be  interested  in  the 

classification of species, and Cuvier most 

certainly was. He extended and perfected 

the  classificatory  system  of  Linnaeus 

[276]  by  grouping  related  classes  (Lin­

naeus’  broadest  classification)  into  still 

broader  groups  called  phyla.  Cuvier  di­

vided  the  animal  kingdom  into  four 

phyla:  Vertebrata,  Mollusca,  Articulata 

(including  all  jointed  animals),  and  Ra- 

diata  (everything  else).  In  doing  so  he 

laid  stress  on  the  internal  structures  of 

animals,  which  most  clearly  indicate 

relationship,  rather  than  on  surface 

superficialities.  Modem  classification  is 

more  complex  than  Cuvier’s—some  two 

dozen  animal  phyla  are now  recognized, 

for  instance—but  Cuvier’s  principles 

have  guided biologists  in  their  classifica­

tions ever since. Cuvier’s younger associ­

ate, Candolle [418], applied those princi­

ples  to  the  classification  of plants,  com­

pleting what  had  been  begun  by  Jussieu

[345],


Cuvier was the first to  extend  the  sys­

tem of classification to fossils.  It seemed 

to his anatomical eye that every fossil he 

found,  although not quite like any living 

forms,  clearly  belonged  to  one  of  the 

four phyla he had  established.  He  could 

even  classify them  in  subgroups  and  in­

clude  them  generally  in his  classification 

of life along with living forms. He began 

in  1796, with a fossil that was clearly  an 

elephant,  though  neither  of  the  two  liv­

ing  species.  He  showed  that  an  extinct 

South  American  animal,  the  Megathe­

rium,  was  a  ground  sloth,  related  to  the 

much smaller sloths of today. In 1812 he 

exhibited the much more spectacular fos­

sil  of  a  flying  creature,  with  true  wings, 

which  was  nevertheless  clearly  a  reptile. 

He  named  it  a  “pterodactyl”  (“wing­

finger”)  because  the  membrane  of  its 

wing  was  stretched  out  along  one  enor­

mous finger. For these discoveries Cuvier

is called the founder of paleontology.  He 

missed  identifying  the  true  dinosaurs, 

however.  When  the  teeth  of  such  crea­

tures—the  first  to  be  discovered—were 

submitted  to  him  in  1822,  he  judged 

them  to  be  mammalian rather than  rep­

tilian and to belong to an extinct species 

of rhinoceros.

Yet  Cuvier  had  a  blind  spot,  and  this 

was  his  devotion  to  the  literal  words  of 

Genesis.  He  saw  with  his  own  eyes  that 

the  fossils  must  be  ancient,  buried  as 

they were  deep  in  rocky  strata.  He  saw 

also  that  the  deeper  the  fossil  and  the 

older  the  rock,  the  more  that  fossil 

differed  in  structure  from  modem  life 

forms.  It would seem,  from the superior 

wisdom  of  our  hindsight,  that  it  would 

be  an  easy  leap  to  some  evolutionary 

theory,  and  indeed  Cuvier’s  older  con­

temporary Lamarck [336] advanced one.

Nevertheless  Cuvier  was  a  firm  an­

tievolutionist.  To  account  for  the  fossils 

and  their  gradations  with  time,  he 

adapted  the  catastrophism  of  Bonnet 

[291]. The earth,  he suggested, was  peri­

odically inundated in a world-wide flood. 

After  each  flood,  life  would  be  created 

anew.  The  fossils  would  then  be  rem­

nants  of ages before the most recent  ca­

tastrophe.  Needless to  say,  Cuvier was  a 

neptunist  after  the  fashion  of  Werner 

[355].


The  last  catastrophe,  Cuvier  believed, 

was  the  Flood  described  in  Genesis, 

through  which,  by  divine  intervention, 

some  living  things  had  survived.  In  this 

way  the  vast  age  of  the  earth  (as  re­

vealed  by  a  study  of  the  strata)  could 

be  squared  with  the  biblical  account  by 

supposing the Bible to deal only with the 

latest postcatastrophic age, that being the 

only  era  of  importance  to  man  in  the 

story of salvation.

In  1808  Napoleon  put  Cuvier  in 

charge  of  investigating  the  state  of  edu­

cation in France. His eminence was such 

that the returning Bourbons made no  at­

tempt  to  penalize  him  but  used  him  in­

stead.  He  was  made  chancellor  of  what 

had  been  the  Imperial  University  and 

was  now  again  the  University  of  Paris, 

and  also  served  in  the  cabinet  of  Louis 

XVIII, who had had enough of exile and

265


[397]

HUMBOLDT


HUMBOLDT

[397]

wanted  matters  to  last  his  lifetime. 

(They did.)

In  1818  Cuvier  was  elected  to  the 

French  Academy  and  by  that  time  he 

was wealthy (and grossly obese, too).

In  1824  Louis  was  succeeded  by  his 

archreactionary  brother,  Charles  X,  and 

Cuvier fell  out with  him.  In  1831,  after 

Charles  X  had  been  once  more  driven 

into  exile,  the  new  king,  Louis  Philippe, 

made Cuvier a baron and, the next year, 

minister  of  interior,  a  post  he  did  not 

live to accept.

All  of  Cuvier’s  eminence,  however, 

could  not  keep  the  theory  of  catas- 

trophism  alive  very  long.  Increasing 

knowledge  of  paleontology  made  more 

and  more unlikely any world-wide catas­

trophe that had wiped out all life. There 

were  many  animals  whose  life  spans  as 

closely  related  groups  of  species 

stretched  across  any  boundary lines  that 

could be drawn between eras.

Cuvier  had  suggested  only  four  catas­

trophes,  but  under  his  followers  after 

his death the number grew to as many as 

twenty-seven.  Nevertheless,  even  as  Cu­

vier was dying in the cholera epidemic of 

1832,  Lyell  [502]  was  forcing  catas- 

trophism  into  a  catastrophe  of  its  own 

and  was  establishing  the  dominance  of 

the  uniformitarian  doctrine  of  Hutton 

[297].


Cuvier was another of the monsters of 

erudition who  are  to  be found  here  and 

there in the history of science. He is sup­

posed  to  have  virtually  memorized  the 

contents  of  the  nineteen  thousand  vol­

umes in his library.

[397]  HUMBOLDT,  Friedrich  Wilhelm 

Heinrich Alexander, Baron von 

German naturalist 

Born:  Berlin, September  14,  1769 

Died:  Berlin, May 6,  1859

Humboldt, the son of a military officer 

who served  as an  official  at the  court  of 

Prussia’s  Frederick  II,  was,  on  his 

mother’s side,  descended from those Hu­

guenots  driven  from  France  by  Louis 

XIV.  He  was  an  incredible  personality. 

His  life  of feverish  activity,  broad  inter­

ests,  and  large  accomplishments  seems

too  much  to  be  squeezed  into  even  the 

ninety years  he lived,  though it  must  be 

said  that  he  remained  unmarried  and 

was therefore spared the distractions of a 

wife and children.

His education was sporadic but a year 

at  Gottingen  in  1789  was  sufficient  to 

inspire  him  with  a  vast  interest  in  sci­

ence,  particularly  botany.  In  1790  he 

began  the  first  of  many  journeys;  this 

one,  modestly,  merely  through  western 

Europe  where  he  had  the  occasion  of 

meeting  various  men  of  science.  Back 

home he enrolled in the school of mines 

at  Freiburg and absorbed,  at the source, 

the  fallacious  neptunism  of  Werner 

[355].


Humboldt  decided  to  be  a  geologist 

and  mining  engineer  and  for  several 

years  was  inspector  of  mines  at 

Bayreuth.  He  filled  the  post  admirably 

and  also  found  time  to  experiment  with 

the  electrical  currents  in  muscles  and 

nerves,  a  phenomenon  recently  discov­

ered by Galvani [320].  Humboldt backed 

Galvani  in  his  dispute  with  Volta  [337] 

and was on the losing side.

Humboldt’s  mother  died  in  1796  and 

Humboldt’s  share  of  the  inheritance  set 

him free of any need to earn a living. He 

could indulge his passion for travel to its 

fullest  extent.  In  1799  he  set  sail  on 

what  was  to  be  a  five-year  visit  to  the 

American continents,  beginning this par­

ticular journey by having to elude British 

warships,  for the  Napoleonic Wars  were 

beginning.

His  voyage  consisted  of  exploration— 

for  he  navigated  the  length  of the  Ori­

noco and verified its connection with the 

Amazon  drainage  system—and  scientific 

investigation,  for  he  collected  reams  of 

botanical  material  and  geological  speci­

mens.  (By  the  end  of  his  life,  he  had 

collected sixty thousand plants, including 

thousands of species never described  be­

fore.)  He studied  the  ocean  currents  off 

the western coast of South America  (and 

the current there is still called  the Hum­

boldt  Current  in  his  honor).  He  also 

studied  the  American  volcanoes  and 

noted their occurrence in straight lines as 

though  they  were  following  some  deep- 

buried flaw in the earth’s crust.  He mea­

sured the decline in magnetic intensity as



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