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271

[404]

BIOT


BIOT

[404]

himself  could  scarcely  have  foreseen.  It 

resulted  from  his  rather  routine  investi­

gations of plant pollen.

In  1827  as  he  was  viewing  a  suspen­

sion of pollen in water under the  micro­

scope, he noted that the individual grains 

were  moving  about  irregularly.  This,  he 

thought, was the result of the life hidden 

within the pollen grains.  However,  when 

he  studied  dye  particles  (indubitably 

nonliving)  suspended in water,  he found 

the  same erratic motion.

This  has  been called Brownian motion 

ever  since  and  Brown  could  merely  re­

port  on  the  observation.  He  had  no  ex­

planation  for  it.  Nor  had  anyone  else 

until  the  development  of  the  kinetic 

theory of gases by men such as Maxwell 

[692]  a generation later.

It seemed plain, after Maxwell and es­

pecially  after  the  work  of  Einstein 

[1064]  and  Perrin  [990]  a  half  century 

after Maxwell, that the Brownian motion 

was  actually  a  visible  effect  of  the  fact 

that water was  composed  of particles.  It 

was  the  first  evidence  for  atomism  that 

was primarily an observation rather than 

a deduction.

[404]  BIOT, Jean Baptiste (byoh)

French physicist

Bom:  Paris, April 21,  1774

Died:  Paris, February 3,  1862

Biot,  the  son  of  a  treasury  official, 

served  a  year  in  the  artillery  in  1792, 

fighting the British.  Then he  entered the 

ficole  Polytechnique,  studying  under 

Lagrange  [317]  and Berthollet  [346].  He 

and  Malus  [408]  took  part  in  a  street 

riot  in  1795,  one  which  was  easily  put 

down,  marking  the  end  of  the  French 

Revolution.  The  man  who  put  it  down 

was Napoleon Bonaparte, who thus  took 

the  first  step  on  his  rise  to  prominence. 

Biot  suffered  imprisonment  for  a  while 

as  a  result.  In  later  life,  he  remained 

consistently  anti-Napoleon  and  he  was 

awarded  the  Legion  of  Honor  by  Louis 

XVIII  who  succeeded  the  fallen  em­

peror.


Biot  obtained  an  appointment  as  pro­

fessor  of  mathematics  at  the  University 

of  Beauvais,  and  in  1800  moved  on  to

the Collège de France through the  spon­

sorship of Laplace [347], whose self-cen­

tered  soul  he had  pleased by  offering  to 

read  proof  on  the  colossal  Mécanique 

Céleste  and  then  actually  doing  it.  He 

proved himself no disappointment in the 

post.

In  1803  he  investigated  a  reported 



sighting  of  material  falling  from  heaven 

and his findings finally convinced a skep­

tical  scientific  world  that  meteorites 

existed.  His  first  real  fame,  however, 

came not so much in science itself  as  in 

a stroke of adventure.

In  1804  there  seemed  a  heaven-sent 

opportunity  to  study  the  atmosphere 

with a balloon left over from Napoleon’s 

Egyptian  campaign.  Biot  and  Gay-Lus­

sac  [420]  loaded  themselves  down  with 

instruments, plus an assortment  of small 

animals,  and  made  an  ascension  on  Au­

gust  23,  1804,  showing  that  terrestrial 

magnetism remained undiminished at the 

heights  they  reached.  It  was  a  tentative 

groping of  science toward  the  upper  at­

mosphere,  a  move  that  was  to  reach  its 

climax  in  the  rocketry  of  the  mid-twen­

tieth century.

Biot and  Gay-Lussac ran a number  of 

experiments and collected many observa­

tions  between  heights  of  one  and  three 

miles.  The  descent  was  dangerous  and 

tricky  and  Biot  panicked.  Gay-Lussac 

made another ascension later in the year 

to a height of four miles but Biot did not 

accompany him.

Biot and Arago [446] traveled to Spain 

in 1806 on a meridian-measuring expedi­

tion  and  remained  close  friends  for  a 

decade, until Thomas Young’s [402] sud­

den  revival  of  the  wave  hypothesis  of 

light threw the world of physics into tur­

moil.  At  first,  both  Arago  and  Biot 

strongly favored the old particle hypoth­

esis  and  Biot  worked  out  an  ingenious 

mathematical treatment of it that greatly 

pleased his old sponsor,  Laplace.  Arago, 

on the other hand,  defected  and became 

one  of the prime movers in favor  of the 

wave  hypothesis.  A  bitter  dispute  arose 

between  the  two  friends  and  they  were 

friends no more.

Biot’s  most  important  work  was  in 

connection  with  what  we  now  call  po­

larized light.  Bartholin  [210] had  discov­

272


[405]

BUCH


BAILY

[406]

ered  the  phenomenon  of  double  refrac­

tion  a  century  and  a  half  before,  and  it 

was shown that the two rays of light that 

emerged  from  Iceland  spar  differed  in 

properties,  a  difference that was  usefully 

taken advantage of by Nicol [394].

This  phenomenon  could  only  be  ex­

plained  properly  by  a  wave  theory  of 

light and Fresnel [455] produced such an 

explanation.  However,  one  doesn’t  have 

to  explain  a  phenomenon  to  work  with 

it,  and  though  Biot did not  accept Fres­

nel’s  theories,  he  nevertheless  worked 

fruitfully with polarized light.

In  1815  he  showed  that  organic  sub­

stances  might,  in  effect,  rotate  polarized 

light  either  clockwise  or  counterclock­

wise,  when  the organic  compounds  were 

liquid  or  in  solution.  He  suggested  that 

this was due to an asymmetry that might 

exist  in  the  molecules  themselves.  By 

1835  he  showed  how  the  hydrolysis  of 

sucrose  could be followed by  changes  in 

optical  rotation,  thus  founding  the  sci­

ence  of  polarimetry.  In  1840  he  was 

awarded the Rumford medal.

He  lived  long  enough  to  see  Pasteur 

[642]  prove  asymmetry  in  organic  crys­

tals  that  had  this  twisting  effect  on  po­

larized  light,  but  (despite  his  longevity) 

not  long  enough  to  see  the  molecular 

asymmetry  he  had  predicted  become  an 

important  facet  of  organic  chemistry 

through  the  work  of  Van’t  Hoff  [829] 

and Le Bel [787].

Though  an  atheist  most  of  his  adult 

life, he returned to Catholicism in  1846.

[405]  BUCH, Christian Leopold von 

(bookh)


German  geologist

Born:  Stolpe,  Prussia,  April  25,

1774


Died:  Berlin,  March 4,  1853

Buch was one  of thirteen children of a 

wealthy  Prussian landowning  family.  He 

studied mineralogy and chemistry at Ber­

lin,  and  then went  on to be a  student  of 

Werner  [355]  the  great  neptunist,  from 

1790  to  1793.

Buch did not have to work for a living 

and  engaged  himself  in  traveling  about 

Europe  in  order  to  study  volcanic  re­

gions,  sometimes  in  the  company  of 

Humboldt  [397],

His  studies  quickly  showed  him  that 

Werner’s  theories  were  quite  wrong  and 

that they could only be held by someone 

who,  like  Werner,  had  never  actually 

seen  the  volcanic  regions  he  theorized 

about.  For  instance,  Buch’s  investi­

gations  at  the  turn  of  the  century  and 

shortly after, showed that the Italian vol­

canoes  rested  on  granite  and  there  was 

no  sign  of  any  coal  beds  the  burning  of 

which, according to Werner, supplied the 

heat.


Instead,  Buch  became  more  and  more 

certain that both basalt and granite were 

formed by volcanic  action and had crys- 

talized out of the molten state rather than 

settling  out  of  a  watery  suspension  as 

Werner  had  claimed.  In  1826  he  pre­

pared a huge  geologic map  of  Germany, 

the first of its kind.

With  Buch,  vulcanism  triumphed  over 

neptunism,  and the stage  was set for the 

great geologic synthesis of Lyell  [502].

[406]  BAILY, Francis

English  astronomer

Born:  Newbury,  Berkshire,  April

28,  1774



Died:  London, August 30,  1844

Baily  was  a  prosperous  stockbroker 

who had received only an elementary ed­

ucation.  He  retired  in  1825,  at  last  able 

to  devote  himself to  his  intellectual  mis­

tress, astronomy. He had been one of the 

founders  of  the  Royal  Astronomical  So­

ciety  and  was  a  perennial  president  or 

vice  president  of  the  organization.  On 

May  15,  1836,  during  an  eclipse  of  the 

sun,  he  described  an  effect  whereby  just 

before  the  last  glowing  sliver  of  sun 

disappeared  behind  the  moon,  it  broke 

into  a  line  of shining  bits  and  pieces,  as 

the  sunlight  made  its  way  between  the 

jutting mountains on the moon’s horizon. 

The  same  phenomenon  appeared  on  the 

other  side  when  the  sunlight  first  broke 

through  between  the  mountains,  then 

quickly  joined  into  an  intact  curve  of 

sun. The  broken  bits  of  sunlight  are  still 

called  Baily’s beads.

This  discovery  fired  new  astronomical

273


[407]

AMPÈRE


AMPÈRE

[407]

interest in eclipses and began the custom 

of  outfitting  long-distance  expeditions  to 

observe  eclipses  in  far  comers  of  the 

world;  something  which  has  been  going 

on ever since.

[407]  AMPÈRE,  André  Marie  (ahm- 

pare')


French  mathematician  and  physi­

cist


Born:  Lyon, January 22,  1775 

Died:  Marseille,  June  10,  1836

Young  Ampère  was  privately  tutored 

and  proved  to  be  quite  a  phenomenon, 

devouring  the  encyclopedic  works  of 

Bulfon [277] and Diderot [286] and mas­

tering  advanced  mathematics  by  the  age 

of  twelve.  He  even  learned  Latin  in 

order  to  read  the  works  of  those  like 

Euler  [275]  who  wrote  in that  language. 

The  even  tenor  of  his  youth  was,  how­

ever,  intermpted  by  the  coming  of  the 

French Revolution.

In  1793  Lyon revolted against the rev­

olutionaries and was taken by the repub­

lican  army.  Ampère’s  father,  who  was  a 

well-to-do merchant and one of the city’s 

officials,  was  guillotined.  Ampère  went 

into  a  profound  depression  as  a  result, 

out of which, with the encouragement of 

the sympathetic Lalande  [309],  he  strug­

gled  with  difficulty.  In  1803  his  beloved 

wife  of  but  four  years  died  and  this 

again  hit  him  hard.  Indeed,  he  never 

recovered  from  that  blow.  (In  1818  he 

married a second time,  and  this time  the 

marriage was unhappy.)

At Napoleon’s insistence, Ampère con­

tinued  a fruitful  career as  a professor of 

physics  and  chemistry  at  Bourg,  and 

then  in  1809  as  a  professor  of  mathe­

matics  in Paris.

He  was,  like  Newton,  the  classic  ex­

ample  of  an  “absent-minded  professor.” 

Many  stories  (not  necessarily  true)  are 

told  of  him,  including  one  in  which  he 

forgot to keep  an invitation  to  dine with 

the  Emperor  Napoleon,  probably  the 

only occasion  on which  the emperor was 

ever  disappointed  in  this  manner—and 

with  impunity,  for  Napoleon  appointed 

him  inspector  general  of  the  national 

university system in  1808.

When  the  discovery  of  Oersted 

[352]—that  a  wire  carrying  an  electric 

current deflected a compass needle—was 

announced  to  the  French  Academy  of 

Sciences in  1820, French physicists burst 

into  activity.  (Nothing  like  it  was  seen 

until  the  announcement  of  nuclear 

fission a century later.)

Ampère  and  Arago  [417]  were  in  the 

forefront.  Within  one  week  after 

Oersted’s  work  had  been  reported, 

Ampère  showed  that  the  deflection  of 

the needle could be expressed by what is 

now  known  as  the  “right-hand  screw 

rule.”  The  right  hand  is  imagined  as 

grasping the wire through which the cur­

rent runs, with the thumb pointing in the 

direction of the current. The fingers then 

indicate the direction in which the north 

pole  of  a  magnet  will  be  deflected.  The 

magnet will  be  deflected  in the  direction 

of  the  curling  fingers  at  any  point 

around the wire, so that one might imag­

ine  a  magnetic  force  circling  the  wire. 

This was the beginning of the concept of 

lines of force that Faraday  [474]  was  to 

generalize and that was eventually to ad­

vance the picture of the universe beyond 

the  purely  mechanical  concepts  of  Gali­

leo  [166]  and Newton  [231].

Of course, in setting up this right-hand 

screw  rule,  one  had  to  decide  in  which 

direction  the  current  was  traveling. 

There  was  no  clear  indication  of  that 

from  the wire  itself.  It  was  a  matter  of 

convention only whether the  current was 

flowing  from  the  positive  pole  to  the 

negative  pole or vice  versa—at  least  this 

was  true  in  Ampère’s  time.  It  seemed 

natural to take the flow from  positive to 

negative,  using  the  concept  of  Franklin 

[272]  that  the  positive  pole  had  the  ex­

cess of “electrical fluid” and the negative 

pole the deficiency.

That  convention  has  been  used  ever 

since,  but  Franklin  had  guessed  wrong 

and  Ampère  had  gone  wrong  with  him. 

We now know that the electric current is 

a  movement  of  electrons  flowing  from 

the  negative  pole  to  the  positive.  How­

ever,  taking  things  in  reverse  does  no 

damage  as  long  as  one  remains  consis­



tently  wrong.

Ampère showed that visualizing the at­

tractions and  repulsions set up  by a cur­

2 7 4


[407]

AMPÈRE


MALUS

[408]

rent-carrying  wire  did  not  require  either 

a magnet  or  iron  filings.  He  set  up  two 

parallel  wires,  one  of  which  was  freely 

movable  back  and  forth.  When  both 

wires  carried  current  in  the  same  direc­

tion,  the two wires clearly attracted  each 

other.  If  the  current  flowed  in  opposite 

directions,  they  repelled  each  other.  If 

one wire was free to rotate about an axis 

perpendicular  to  itself  and  to  the  other 

wire,  then,  when  the  currents  flowed  in 

opposite directions,  the movable wire ro­

tated  through  a  semicircle,  coming  to 

rest  in  such  a  position  that  the  currents 

flowed in the same direction in both.

Ampère  also  worked  with  the  mag­

netic  fields  set  up  by  currents  flowing 

through  a  circular  wire,  and  he  recog­

nized,  as did Arago, that from a theoret­

ical  standpoint  a  helix  of  wires  (a  wire 

curved  into  bedspring  shape)  would  be­

have as though it were a bar magnet. He 

called  such  a  helix  a  solenoid.  This  no­

tion  was  put  into  practice  by  Sturgeon 

[436]  and was  then  refined to a  startling 

degree  by Henry  [503].

It  was  Ampère’s  experiments  that 

founded  the  science  of  electric  currents 

in  motion,  which  Ampère  named  elec­

trodynamics.  He  also  introduced  the 

term  “electrostatics”  for  the  older  study 

of  stationary  electric  charges  in  which 

Franklin’s work had been so important.

Meanwhile,  Oersted’s  discovery  had 

led  to  the  quantization  of  electrical  ex­

perimentation.  If  a  magnetized  needle 

could be deflected by an electric current, 

the  needle  could  be  made  to  move 

against  a marked-off background  and  by 

the  extent  of  the  deflection,  the  amount 

of current could be measured.

Ampère  was  attuned  to  this  quantiza­

tion,  for he was the first  to  try  to  apply 

advanced  mathematics  to  electrical  and 

magnetic  phenomena.  In  1823  he  ad­

vanced a theory that the  magnet’s prop­

erties  arose  from  tiny  electrical  currents 

circling eternally within it. In this he was 

ahead  of  his  time,  for  the  existence  of 

tiny electrically charged particles circling 

eternally  was  not  to  be  known  for  three 

quarters of  a century.  Ampère’s  contem­

poraries  received  his  theories  with  great 

skepticism.

In  Ampère’s  honor  it  is  now  conven­

tional to measure the quantity of electric 

current  passing  a  given  point  in  a  given 

time  in  amperes,  a  usage  originated  by 

Kelvin  [652]  in  1883.  This  is  justified 

since he was  the first to  differentiate the 

rate of passage of current from the driv­

ing  force  behind  it.  The  latter  is  mea­

sured in volts in honor of Volta [337].

Ampère  died  of  pneumonia,  and  his 

judgment  of  his  own  life  is  indicated 

by  the  sorrow-laden  epitaph  he  chose 

for his  own gravestone—‘Tandem felix” 

(Happy,  at last).

[408]  MALUS,  Étienne  Louis  (ma- 

lyoos')

French physicist



Born:  Paris, July 23,  1775

Died:  Paris, February 24,  1812

Malus  was  the  son  of  a  government 

official, so his youth was filled with a va­

riety  of  difficulties.  Attending  a  military 

engineering  school  during  the  French 

Revolution,  he  was  dismissed  without  a 

degree because his father had served the 

monarchy,  which  meant  that  he  himself 

was suspected of undesirable political ac­

tivity.  He switched to the newly founded 

École  Polytechnique,  where  he  was  a 

classmate of Biot [404]  and was involved 

with  Biot  in  the  street  riot  of  1795  that 

was put down by the young Napoleon.

Malus  was  not  as  marked  by  anti­

Napoleonic feelings as Biot was,  perhaps 

because, as a military engineer, he would 

naturally  approve  a  successful  general. 

He  went  on  to  serve  in  Egypt  with  Na­

poleon  in  1798  and  barely  survived  that 

disastrous  campaign.

Malus  worked  in  optics  as  a  hobby. 

The  Paris  Academy  of  Sciences  had 

offered a prize for the best mathematical 

theory  accounting  for  double  refraction 

and  Malus was  interested  in  it.  One  day 

in  1808  he  idly  pointed  his  doubly  re­

fracting  crystal  of  Iceland  spar  at  the 

sunlight  reflected  from  a  window  and 

found  that  only  one  ray  of  light  was 

emerging  from  the  crystal.  Through  a 

mistaken  theory  that  he  had  of  the  na­

ture  of  light,  he  believed  the  two  re­

fracted  rays  ordinarily  passing  through 

the  Iceland  spar  represented  different

275


[409]

KIDD


STROHMEYER

[411]

poles of the light  (analogous to magnetic 

poles).  He  called  the  rays  “polarized 

light,”  therefore,  a name it bears  to  this 

day.  He  concluded from  his  observation 

of the  reflected sunlight  that  light  could 

be polarized  by reflection.

He  also  concluded  that  the  two  re­

fracted  rays  emerging  from  the  Iceland 

spar  were  polarized  perpendicularly  to 

each other, for it was possible to arrange 

matters so that as the crystal turned, one 

ray  would  fade  out  while  the  other 

strengthened,  the  two  fading  out  com­

pletely  but  alternately  with  each  ninety- 

degree  turn  of  the  crystal.  All  this  was 

neatly  explained  by  Fresnel’s  [455] 

theory of transverse waves.

In  1811  he  was  informed  by  Young 

[402]  (despite  the  war  that  was  at  that 

time  existing  between  Great  Britain  and 

France)  that  he  had  been  awarded  the 

Rumford  medal.  Malus  died  in  his 

thirty-seventh year of tuberculosis.

[409]  KIDD, John

British chemist and physician 



Born:  London,  September  10,

1775


Died:  Oxford, September 17, 1851

In  1803  Kidd,  the son of a ship’s  cap­

tain, was  appointed professor of  chemis­

try  at  Oxford  after  having  obtained  his 

M.D.  there two years before.

His  most important discovery  came in 

1819,  when  he  obtained  naphthalene 

from  coal  tar.  Murdock  [363]  a quarter 

century earlier had  pioneered the  use  of 

coal  as  a  source  of  gaseous  fuel,  but 

Kidd pointed  the  way toward the use of 

coal  as a source for chemicals.  The  sub­

stances  in  coal  tar  were  important  not 

only  in  themselves  but,  as  Perkin  [734] 

was  to  show  a  generation  later,  they 

were even more important as the starting 

material  for  synthetics  that  would  put 

the  naturally  occurring  compounds  in 

the shade.

[410]  GERMAIN, Sophie, (zher-mangO 

French mathematician 



Born:  Paris, April  1,  1776 

Died:  Paris, June 27,  1831

Germain  was  the  daughter  of  a  well- 

to-do  merchant  and  managed  to  find 

books  in  the  library  at  home  out  of 

which to teach herself Latin,  Greek,  and 

mathematics.  It was  enormously  difficult 

for a woman to receive any kind of edu­

cation, however, for the opinion was that 

women’s minds were too limited for edu­

cation.  And  by  refusing  them  an  educa­

tion  and  by  hammering  inferiority  into 

them, their minds were made limited.

Germain was forced to study the notes 

of other students who attended the École 

Polytechnique  that  she  was  not  allowed 

to  attend,  then  sent  in  a report  under  a 

male pseudonym. Lagrange [317] was as­

tonished at its worth,  discovered the  au­

thor  was  a  woman  and,  to  his  credit, 

sponsored her thereafter.

She  did  important  work  on  Fermat’s 

[188]  last  theorem.  Euler  [275]  had 

proved it for n  =  3  and  Legendre  [358] 

for  n  =  5.  Germain  proved  it  for  any 

prime  under  100  where  certain  condi­

tions  are  met.  She  also  worked  out  a 

mathematical  model  that  explained  the 

vibrations  of  a  flat  plate,  such  as  that 

Chladni  [370]  used  to  work  out  his 

figures.


Germain  even  impressed  the  self-cen­

tered Gauss [415] with her worth.  Gauss 

arranged to have her receive an honorary 

doctor’s  degree  from  Gottingen,  but 

Germain died before it could be awarded.

We  can  only wonder  how  many  mar­

velous  feminine  brains  were  stultified 

and  prevented  from  fulfilling  themselves 

and  serving  humanity  because  of  the 

cruel  and  stupid  male  chauvinism  that 

has permeated so much of society for so 

long a time.



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