James Joule (1818–1889) - veľký experimentátor, ktorého vedie Centrum pre štúdium Boha
James Prescott Joule sa narodil v Salforde neďaleko anglického Manchestru 24. decembra 1818. Bol veľkým tvorcom experimentov vedených Bohom.
Bol druhým z piatich detí, ktoré sa narodili bohatému majiteľovi piva. Ako dieťa bol James slabý a plachý a mal stav chrbtice. Kvôli týmto obmedzeniam dal prednosť štúdiu pred fyzickou aktivitou. Aj keď sa problém s chrbticou neskôr zlepšil, ovplyvňoval ho celý život.
James sa vzdelával doma až do svojich 15 rokov. Potom odišiel pracovať do rodinného pivovaru. So svojím starším bratom však pokračoval v štúdiu na čiastočný úväzok u súkromných učiteľov v Manchestri.
V rokoch 1834 - 1837 ich chémia, fyzika, vedecké metódy a matematika učil slávny anglický chemik John Dalton. (Rovnako ako James Joule, aj Dalton bol verným kresťanom.) James vďačne uznal kľúčovú rolu, ktorú Dalton zohral pri príprave na vedu. „Z jeho rady mi prišlo prvýkrát, keď som si chcel rozšíriť vedomosti prostredníctvom vlastného výskumu,“ povedal Joule. 1
Keď ich otec ochorel, James a jeho brat prevzali vedenie továrne. Preto James nemal možnosť navštevovať vysokú školu. Jeho veľkou túžbou však bolo pokračovať v štúdiu vedy, a keď vo svojom dome zriadil laboratórium, začal každý deň experimentovať. Pred a po práci. James vnímal túto túžbu študovať vedu ako prirodzený dôsledok svojej kresťanskej viery. Ako neskôr napísal, je zrejmé, že stretnutie s prírodnými zákonmi neznamená nič viac a nič menej ako stretnutie s Božou mysľou, ktoré sa v nich odráža.
Vzrušujúce experimenty
V roku 1839 začal Joule sériu experimentov zahŕňajúcich mechanickú prácu, elektrinu a teplo. V roku 1840 zaslal Kráľovskej spoločnosti - pravdepodobne najprestížnejšej asociácii britských vedcov v Londýne - dokument s názvom „O výrobe tepla voltovou elektrinou“.
V tomto dokumente ukázal, že množstvo tepla vyprodukovaného za sekundu v drôte nesúcom elektrický prúd sa rovná štvorcovému prúdu (I) vynásobenému odporom (R) drôtu. Vyrobené teplo je stratená energia (P). (To znamená, P = I 2 R.) Tento vzťah je známy ako Jouleov zákon. Kráľovská spoločnosť nebola Jouleho prácou nadšená a zverejnila iba krátke zhrnutie jeho nálezov.
V roku 1843 vypočítal Joule množstvo mechanickej práce potrebnej na výrobu ekvivalentného množstva tepla. Toto množstvo sa nazývalo „mechanický ekvivalent kalórií.“ Opäť predstavil príspevok o svojich zisteniach - tentokrát Britskej asociácii pre pokrok v vede. Reakcia bola opäť nadšená. Niekoľko významných časopisov tiež odmietlo vydávať články o Jouleho tvorbe.
Mnoho britských vedcov sa zdráhalo prijať jeho prácu, ale Joule vytrvalo vydržal. Prijatie nových nápadov si často vyžaduje čas, najmä ak ich predkladá amatér v tejto oblasti. Jouleho závery spochybnili kalorickú teóriu tepla, ktorej vtedy väčšina fyzikov verila. V kalorickej teórii sa teplo považovalo za tekutú látku.
Ďalšou prekážkou prijatia Jouleových záverov bola nedôvera v neuveriteľnú presnosť jeho meraní. Ale Joule bol pri svojich experimentoch trpezlivý a dômyselný. Tieto atribúty mu veľmi pomohli vyhnúť sa chybám a získať oveľa presnejšie výsledky ako v minulosti.
Joule podporil lord Kelvin
Jouleova práca o vzťahu medzi teplom, elektrinou a mechanickými prácami bola do roku 1847 z veľkej časti ignorovaná. Jeho práca sa potom dostala do pozornosti Williama Thomsona. (Thomson, ktorý bol neskôr známy ako lord Kelvin, bol ďalším slávnym vedcom, ktorý bol oddaným kresťanom.)
Aj keď mal v tom čase iba 23 rokov, Thomson už bol profesorom fyziky na univerzite v Glasgowe. Thomson uznal, že Jouleova práca zodpovedala zjednocujúcemu modelu, ktorý sa začal objavovať vo fyzike, a nadšene podporoval Jouleovu prácu. (Jouleova práca v skutočnosti významne prispela k procesu zjednotenia rozdrobených častí fyziky.)
Ďalšími nadšenými podporovateľmi Jouleovej práce boli Michael Faraday a George Stokes. Obaja boli slávnymi vedcami a oddanými kresťanmi. Táto podpora od niekoľkých významných priaznivcov otvorila dvere do Joule, ktoré boli predtým zatvorené. Kráľovská spoločnosť bola teraz pripravená ho vypočuť. V roku 1849 prečítal Joule v Kráľovskej spoločnosti príspevok „O mechanickom ekvivalente tepla“, ktorého sponzorom bol Faraday. V nasledujúcom roku Kráľovská spoločnosť publikovala Jouleho prácu a bola zvolená za člena tejto prestížnej inštitúcie.
Nová vedná disciplína - termodynamika
Princíp úspory energie obsiahnutý v Jouleho práci dal vzniknúť novej vedeckej disciplíne známej ako termodynamika. Aj keď Joule nebol prvým vedcom, ktorý tento princíp navrhol, ako prvý dokázal jeho platnosť. Aj keď Thomson a niekoľko ďalších vedcov neskôr významne prispeli k termodynamike, Joule je právom uznávaný ako hlavný zakladateľ termodynamiky. Poukázal na to, že „mechanická práca sa dá premeniť na teplo s pevným pomerom od jednej k druhej“ a tiež sa dá teplo transformovať na mechanickú prácu. 3
Jouleov princíp úspory energie bol základom prvého zákona termodynamiky. Tento zákon hovorí, že energiu nemožno vytvoriť ani zničiť, ale môže sa meniť z jednej formy do druhej.
Isaac Asimov označil tento zákon za jedno z najdôležitejších zovšeobecnení v dejinách vedy.4 To znamená, že celkové množstvo energie (vrátane hmoty) vo vesmíre je konštantné. Ako uviedol S.M. Huse vo svojej knihe Kolaps evolúcie poukazuje na to, že tento zákon presvedčivo učí, že vesmír nebol stvorený sám! … Súčasná štruktúra vesmíru spočíva v ochrane, nie v inovácii, ako to vyžaduje evolučná teória. • 5
Aj keď evolucionisti nemôžu vysvetliť, odkiaľ pochádza toto neustále množstvo energie/hmoty, 6 Biblia ponúka vysvetlenie - iba Boh môže vytvárať z ničoho. Biblia tiež učí, že Boh podporuje to, čo stvoril. Všetky ostatné zmeny, či už človeka alebo prírodných síl, sú iba prestavbami toho, čo už existuje.
Joule si bol vedomý náboženských dôsledkov svojich objavov. Napísal, že „je absurdné predpokladať, že sily, ktorými Boh obdaril hmotu, môžu byť zničené, a ešte viac vytvorené na príhovor človeka.“ “ Zákon zachovania energie bol úplne v súlade s Bibliou, aj keď Joule usúdil, že niektoré aspekty kalorickej teórie nie sú v súlade s Bibliou.
Pri inej príležitosti Joule napísal, že prírodné javy, či už mechanické, chemické alebo životne dôležité, pozostávajú takmer výlučne z nepretržitého premeny jeden na druhého. Vo vesmíre sa teda udržuje poriadok - nič nie je narušené, nikdy sa nič nestratí, ale celá sila, akokoľvek je komplikovaná, funguje hladko a harmonicky a všetko sa riadi. zvrchovanej Božej vôle. 8, 9
Medzník dielo
V dokumente o ochranných známkach publikovanom v roku 1848 sa Joule stal prvým vedcom, ktorý odhadol rýchlosť (rýchlosť) molekúl plynu. Túto ranú prácu o kinetickej teórii plynov neskôr rozšírili ďalší, najmä pozoruhodný matematik fyzik James Clerk Maxwell zo Škótska (ďalší zasvätený kresťan).
Joule bol jedným z prvých vedcov, ktorý uznal potrebu štandardných jednotiek elektrickej energie a dôrazne podporoval ich založenie. Táto štandardizácia bola neskôr vykonaná Britskou asociáciou pre pokrok vo vede pod vedením Maxwella. Joule sa stal prezidentom Britskej asociácie v rokoch 1872 a 1887.
Ako uznanie Jouleovho príspevku k teplu a mechanickému pohybu bola jednotka energie (alebo mechanická práca) vo fyzike neskôr pomenovaná „Joule“.
Joule-Thomsonov efekt
V roku 1852 začal Joule spolupracovať s Thomsonom. Títo dvaja vedci sa výborne dopĺňali - znepokojil ich precízny a vynaliezavý experimentátor Joule s iba obmedzeným výcvikom v matematike a Thomson, matematicky nadaný fyzik. rozšírením teórie, ktorá je základom fyziky.
Tragicky Jouleova manželka zomrela v roku 1854 iba po šiestich rokoch manželstva a zanechala ho so svojimi malými deťmi. Krátko nato Jouleova rodina pivovar predala. Odvtedy žil Joule relatívne na samote. Odteraz sa mohol viac venovať svojim vedeckým aktivitám.
Počas nasledujúcich ôsmich rokov pracoval Joule s Thomsonom na rade dôležitých experimentov, aby potvrdil niektoré predpovede vykonané v novej disciplíne termodynamiky. Najznámejšie z týchto experimentov spočívali v znížení teploty spojenej s expanziou plynu bez vplyvu mechanickej práce mimo nádobu, v ktorej je plyn umiestnený. Toto rozširujúce sa plynové chladenie je známe ako „Thomson Jouleov efekt.“ Tento princíp bol základom pre rozvoj chladiarenského priemyslu.
Nadaný výskumník
Počas svojej spolupráce s Thomsonom Joule pokorne prevzal praktickú úlohu experimentálneho skúmania teoretických problémov, ktoré vzniesol Thomson. V tomto plodnom partnerstve hral túto menej prestížnu úlohu, ale Joule sa viac zaoberal dosiahnutím viditeľných výsledkov.
Je však potrebné pamätať na to, že Joule priniesol skoré teoretické príspevky vlastným menom. Ako povedal H.J. Steffens vo svojom životopise Joule: „Bol to určite viac než len vynikajúci experimentátor.“ Jeho experimenty viedli a formovali jeho špekulácie, ale jeho špekulácie boli proti. Odvážili sa postaviť proti vtedajšej vedeckej teórii a postulovali nový presný poriadok vo vesmíre.
Joule preukázal ohromujúcu jasnosť v koncepcii, prevedení, popise a vysvetlení svojich experimentov. Na rozdiel od mnohých vedcov je pre Joule zriedkavé sledovať nesprávnych vedcov alebo robiť nesprávne pozorovania. Vo väčšine prípadov boli jeho pôvodné poznámky takmer pripravené na zverejnenie bez ďalšej revízie. To demonštrovalo mimoriadnu jasnosť jeho mysle.
Dôveroval slovu Božiemu v Biblii
Joule bol úprimný kresťan, známy svojou trpezlivosťou a pokorou. Veril v nájdenie Božej vôle a v jej poslušnosť.
Nevidel žiaden rozpor medzi svojou prácou vedca a vierou v pravdu Biblie. Mnoho jeho kolegov sa zhodlo na jeho názoroch. V reakcii na vlnu darvinizmu, ktorá zachvátila celú krajinu, podpísalo 717 vedcov pozoruhodný manifest s názvom Deklarácia študentov prírodných a fyzikálnych vied, vydaný v Londýne. V roku 1864. Toto vyhlásenie potvrdilo ich dôveru vo vedeckú integritu Svätého písma. Zoznam obsahuje 86 kolegov z Kráľovskej spoločnosti James Joule je jedným z najvýznamnejších vedcov, ktorý dokument podpísal.
Od roku 1872 sa Jouleho zdravie zhoršovalo a nemohol toho veľa urobiť. Zomrel v Sale v Cheshire v Anglicku 11. októbra 1889.
Joule pevne poznal Boha ako Stvoriteľa. Jeho slová ustanovili hodnoty a zásady, o ktoré sa v živote opieral - „Po poznaní a poslušnosti Božej vôle musí byť ďalším cieľom poznanie Jeho atribútov:“ ›Múdrosť, moc a dobro, ako im ukazuje jeho práca
TraducДѓtor: Claudiu Balan
Odkazy a poznámky
[1] J.P. Joule v krátkom životopise, napísanom v januári 1863. Publikované v Memoároch a zborníkoch Manchesterskej literárnej a filozofickej spoločnosti, zv. LXXV (1930-1931), č. 8, s. 110
[2] J.P. Joule, v poznámke vo svojich vedeckých zošitoch, ako je citované v: J.G. Crowther, britskí vedci devätnásteho storočia, Routledge & Kegan Paul, Londýn, 1962, s. 139.
[3] Encyclopaedia Britannica, 1992, zväzok 28, s. 612.
[4] I. Asimov, Biografická encyklopédia vedy a techniky: Životy a úspechy viac ako 1 000 veľkých vedcov od starovekého Grécka po kozmický vek, druhé vydanie, 1982, Doubleday & Co. Inc., Garden City, New York, s. 399.
[5] S.M. Huse, The Collapse of Evolution, Baker Books, Grand Rapids, Michigan, 1983, s. 59.
[6] Teória „veľkého tresku“ sa nepokúša vysvetliť, ako sa objavila hypotetická koncentrácia hmoty.