Σαν σήμερα... 1819, γεννήθηκε ο Γάλλος Jean Bernard Léon Foucault.

Jean Bernard Léon Foucault

Σαν σήμερα, στις 18 Σεπτεμβρίου 1819, γεννήθηκε στο Παρίσι ο Γάλλος φυσικός, μαθηματικός, αστρονόμος Jean Bernard Léon Foucault (Ζαν Μπερνάρ Λεόν Φουκό), γνωστός από το εκκρεμές που φέρει τ' όνομά του ("εκκρεμές του Φουκό").
Γονείς του ήταν ο Jean Léon Fortuné Foucault (1784-1839), γνωστός και αναγνωρισμένος εκδότης στο Παρίσι, (εξέδιδε την Ιστορία της Γαλλίας σε τεύχη) και η Aimée Nicole LePetit (1793-1880). Είχε μια μικρότερη αδερφή, την Aimée Alexandrine (1823-1904). Λόγω προβλημάτων υγείας, ο πατέρας του μικρού Μπερνάρ αποσύρθηκε νωρίς από την εργασία του και η οικογένεια μετακόμισε από το Παρίσι στη Ναντ. Μετά τον θάνατο του πατέρα Φουκό, η οικογένεια επέστρεψε στο Παρίσι κι έζησε σ' ένα όμορφο σπίτι, στη γωνία των οδών de Vangirard και d' Assas. Το σπίτι εξακολουθεί να υπάρχει σήμερα και μία πλάκα απ' έξω υπενθυμίζει ποιος είχε μείνει εκεί.

Το σπίτι στο Νο 28 της οδού d' Assas, όπου έμενε
στο Παρίσι ο Φουκό και στο υπόγειό του πραγματοποίησε
το πείραμα για την περιστροφή της Γης.

Από μικρή ηλικία η υγεία του Μπερνάρ, όπως και του πατέρα του, δεν ήταν καλή. Είχε στραβισμό, ήταν κοντός, αδύνατος και ασθενικός. Αυτά τα χαρακτηριστικά τον έκαναν να έχει ντροπαλή συμπεριφορά και λειψή αυτοπεποίθηση. Εξαιτίας της προβληματικής υγείας του και της μάλλον άχαρης νεανικής του εμφάνισης, προτιμούσε να μένει στο σπίτι και να γεμίζει την μοναξιά του με ευφάνταστες δημιουργίες, αφού είχε ικανότητα σε χειροποίητες κατασκευές. 

Η μητέρα του, προσπαθώντας να του προσφέρει καλή εκπαίδευση, τον έστειλε να φοιτήσει στο Κολέγιο Stanislas. Οι καθηγητές του εκεί τον θεωρούσαν μάλλον τεμπέλη, αφού δεν παρέδιδε τις εργασίες του έγκαιρα. Έτσι, η μητέρα του υποχρεώθηκε να του προσφέρει και κατ' οίκον μαθήματα για την ολοκλήρωση των βασικών σπουδών του. 

Ένας από τους φίλους της νεαρής του ηλικίας, 2,5 χρόνια μικρότερός του, ήταν ο Jules Lissajous, που έγραψε για τον Μπερνάρ:

"Τίποτα σε αυτό το αγόρι δεν έδειχνε ότι θα γινόταν επιφανής κάποια μέρα. Η υγεία του ήταν εύθραυστη, ο χαρακτήρας του ήπιος, συνεσταλμένος και όχι δυναμικός. Η αδυναμία συγκέντρωσής του και ο αργός τρόπος που εργαζόταν καθιστούσαν αδύνατο να σπουδάσει στο κολέγιο. Ήταν σε θέση να μελετήσει με επιτυχία μόνο χάρη στη βοήθεια αφοσιωμένων δασκάλων που επιτηρούσε η μητέρα του."

Καλλιτεχνική φωτογράφιση του Ζαν Φουκό
από τον φωτογράφο Bertall (Charles Albert d'Arnoux).
(από wikipedia)

Στη διάρκεια της φοίτησής του στο Κολέγιο Stanislas, ο Φουκό γνωρίστηκε και δέθηκε με ισχυρή φιλία με έναν άλλο μαθητή του κολεγίου, τον Armand Hippolyte Louis Fizeau (Αρμάν Ιπολίτ Λουί Φιζό).   

To 1839, με την παρότρυνση της μητέρας του και την καθοδήγηση του καθηγητή Alfred François Donné (Αλφρέντ Φρανσουά Ντονέ), συνέχισε σπουδές στην Ιατρική και συγκεκριμένα στη χειρουργική. Σύντομα διαπίστωσε ότι η χειρουργική και η επιδεξιότητα να δουλεύει με τα χέρια του δεν ήταν το ίδιο πράγμα. Η επαφή για πρώτη φορά με αίμα στο χειρουργείο τον έκανε να παρατήσει την Ιατρική άμεσα. 

Διαφημιστική κάρτα σοκολάτας που
έχει εικόνα του Φουκό.

Έτσι, ξεκίνησε ν' ασχολείται με την Πειραματική Φυσική και ιδίως την Οπτική. Είναι αυτός που έθεσε τις βάσεις της νεότερης Οπτικής. Επιπλέον μαζί με τον φίλο του Φιζό έδειξαν ενδιαφέρον για την φωτογραφία και την μέθοδο της δαγκεροτυπίας που είχε παρουσιαστεί εκείνα τα χρόνια. 
Το καλό αποτέλεσμα από την ενασχόληση του Φουκό με την φωτογραφία έκανε τον καθηγητή Ντονέ να τον προσλάβει για εργαστηριακό βοηθό του. Δουλεύοντας ο Φουκό εργαστηριακά κι αφού βρήκε ότι μπορούσε να παίρνει φωτογραφίες δια μέσου του φακού του μικροσκοπίου, σύντομα ανακάλυψε μια ισχυρή φωτεινή πηγή για να μπορεί να κάνει καλύτερες λήψεις.
Το 1844 ο Ντονέ δημοσίευσe το βιβλίο "Cours de microscopie compémentaire des études médicales" και την επόμενη χρονιά (1845) δημοσίευσε ένα συμπλήρωμα με 86 φωτογραφίες (δαγκεροτυπίες)  που είχε τραβήξει στο μικροσκόπιο ο Φουκό. Να επισημάνω ότι μόλις τον Ιούλιο του 1839 ο Louis Daguerre (Λουί Νταγκέρ) είχε ανακοινώσει στην Γαλλική Ακαδημία Επιστημών την νέα μέθοδο φωτογράφισης που πήρε το όνομά του.

Η πρώτη φωτογραφία του ήλιου που τράβηξαν οι Φουκό και Φιζό.

Την ίδια χρονιά ο Φουκό έγινε διευθυντής του καθημερινού επιστημονικού περιοδικού "Journal des Débats" ("Εφημερίδα των Συζητήσεων") του Παρισιού, παίρνοντας τη θέση του Ντονέ που παραιτήθηκε λόγω ηλικίας. 
Η εξαιρετική δουλειά του Φουκό με τη συνδρομή του Φιζό, κίνησε το ενδιαφέρον του François Arago (Φρανσουά Αραγκό), διευθυντή του αστεροσκοπείου του Παρισιού, που τους κάλεσε να πάρουν φωτογραφίες του ήλιου. Οι Φουκό και Φιζό ήταν που τράβηξαν την πρώτη φωτογραφία του Ήλιου στις 2 Απριλίου 1845. 

Το εκκρεμές του Φουκό στο Πάνθεον.

Ο Αραγκό ενθουσιασμένος από τη δουλειά των Φουκό και Φιζό και βλέποντας τις δυνατότητες των δύο ανδρών, τους πρότεινε να προσπαθήσουν να μετρήσουν την ταχύτητα του φωτός στο νερό.  Αυτό ήταν ένα πείραμα που ήθελε να εκτελέσει ο ίδιος ο Αραγκό, αλλά καταλάβαινε ότι η κακή του όραση δεν θα τον βοηθούσε στην ολοκλήρωση αυτής της απαιτητικής πειραματικής εργασίας. Λίγο μετά την έναρξη της εργασίας, ο Φουκό και ο Φιζό κατάλαβαν ότι η μέθοδος του Αραγκό που χρησιμοποιούσαν ήταν προβληματική. Έτσι, αποφάσισαν ν' ακολουθήσει ο καθένας το δικό του δρόμο στην πραγματοποίηση του πειράματος.

Τον Απρίλιο του 1850 ο Φουκό έδειξε ότι το φως ταξιδεύει πιο αργά στο νερό από ό,τι στον αέρα. Αυτό ήταν σύμφωνο με ό,τι προέβλεπε η κυματική θεωρία του φωτός, αλλά ερχόταν σε αντίθεση με αυτό που προέβλεπε η σωματιδιακή θεωρία. Για την επίτευξη του στόχου του, ο Φουκό χρειάστηκε να φτιάξει μια μηχανή που μπορούσε να κινεί έναν περιστρεφόμενο καθρέπτη. 

Ο Φουκό με τον Φιζό κατά την επίδειξη στο Πάνθεον.

Η επόμενη ιδέα του Φουκό ήταν να σχεδιάσει το στήριγμα για ένα εκκρεμές που θα μπορούσε να κινείται ελεύθερα προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, χωρίς καμία αντίσταση, 

Με το γνωστό «Πείραμα του Φουκό» ή πείραμα του εκκρεμούς που επιχείρησε το 1851, απέδειξε την περιστροφή της Γης περί τον άξονά της. 
Συγκεκριμένα, σύμφωνα με τα περιοδικά της εποχής, ο Φουκό απέδειξε πειραματικά την περιστροφική κίνηση της Γης στις 6 Ιανουαρίου 1851. Σύμφωνα με όσα έχει καταγράψει ο ίδιος στο ημερολόγιό του, περίπου στις 2 π.μ., είχε μια έμπνευση. Κατάλαβε, ότι αν μπορούσε να επινοήσει έναν τρόπο για να κρεμάσει ένα εκκρεμές από μια οροφή με τέτοιο τρόπο, ώστε το εκκρεμές να είναι ελεύθερο να αιωρείται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, θα μπορούσε να δει την επίδραση της περιστροφής της Γης. 
Συνειδητοποίησε ότι το εκκρεμές έπρεπε να σχεδιαστεί πολύ προσεκτικά. Η σφαίρα έπρεπε να είναι απόλυτα συμμετρική. Κατά την εκκίνησή του, το εκκρεμές θα έπρεπε να ελευθερωθεί απαλά, καθώς η παραμικρή ώθηση θα κατέστρεφε την επίδειξη. 
Το εκκρεμές που έφτιαξε αποτελείτο από ένα χαλύβδινο σύρμα 2 μέτρων με ένα ορειχάλκινο βαρίδι 5 κιλών στην άκρη του και μπορούσε να αιωρείται ελεύθερα. Παρατήρησε ότι το επίπεδο της ταλάντωσης περιστρεφόταν αργά σε σχέση με το έδαφος. 
Αφού ολοκλήρωσε στο υπόγειο του σπιτιού του με επιτυχία το πείραμα, ήταν έτοιμος να το δοκιμάσει σε μεγαλύτερη κλίμακα. 

Αριστερά μία από τις φωτογραφίες μικροσκοπίου που πρώτος 
τράβηξε ο Φουκό και πίσω σημειώσεις (1845).

Στις 2 Φεβρουαρίου 1851, κατόπιν πρόσκλησης του Αραγκό, ο Φουκό έστειλε μια ειδοποίηση προς τους επιστήμονες στο Παρίσι λέγοντας: "Καλείστε να δείτε την περιστροφή της Γης".
Την επόμενη μέρα, στο Meridian Room (Δωμάτιο του Μεσημβρινού) του Αστεροσκοπείου του Παρισιού, οι προσκεκλημένοι επιστήμονες έγιναν μάρτυρες του πρώτου πετυχημένου πειράματος για την παρατήρηση της περιστροφικής κίνησης της Γης μ' ένα εκκρεμές μήκους 11 μέτρων.  
Παρά το γεγονός ότι η πρώτη επίδειξη ήταν επιτυχημένη, το ελιτίστικο επιστημονικό κατεστημένο που δεν είχε αποδεχθεί ποτέ τον Φουκό εξαιτίας της έλλειψης πανεπιστημιακών τίτλων, καθυστέρησε να εκτιμήσει τα αποτελέσματα του πειράματος. Κάποιοι προσπάθησαν να διεκδικήσουν την προτεραιότητα στην ανακάλυψη, αλλά ο Φουκό ήταν πράγματι ο πρώτος που πρότεινε τη μαθηματική σχέση T = 24/ημq (νόμος ημιτόνου) που συνόδευε το πείραμα, έστω και χωρίς απόδειξη. Το σύμβολο T παριστάνει το χρόνο σε ώρες που απαιτούνται για να επανέλθει το εκκρεμές στην αρχική του θέση και το q είναι το γεωγραφικό πλάτος του τόπου που διεξάγεται το πείραμα. 

Γαλλικό γραμματόσημο του 1958 για τον Φουκό.

Μερικοί επιστήμονες εκείνη την εποχή προέβλεπαν ότι η επίδραση του πειράματος του Φουκό θα ήταν τόσο μικρή, που θα περνούσε απαρατήρητο. 

Τα πολιτικά γεγονότα της εποχής στη Γαλλία λειτούργησαν προς όφελος του Φουκό. Ήταν διάσημος, αλλά δεν είχε άλλη δουλειά ή εισόδημα παρά μόνο ως επιστημονικός συντάκτης του περιοδικού Journal des Débats. Όμως, ήδη είχε εκλεγεί πρόεδρος (1848-1852) της Δεύτερης Γαλλικής Δημοκρατίας ο Λουδοβίκος Ναπολέων Βοναπάρτης που ο ίδιος ήταν ερασιτέχνης επιστήμονας. Ο Λουδοβίκος Ναπολέων υποστήριξε σε μεγάλο βαθμό την επιστήμη.

Στις 31 Μαρτίου 1851 ο Φουκό επανέλαβε δημόσια και πάλι την επίδειξή του παρουσία του Βοναπάρτη, στο Πάνθεον του Παρισιού, ένα ιδανικό κτίριο για μια τέτοια επίδειξη, λόγω του θόλου του. Το εκκρεμές που χρησιμοποίησε αυτή τη φορά ήταν ακόμη μεγαλύτερο,  με σύρμα μήκους 67 μέτρων και σφαιρικό βαρίδι 28 κιλών, διαμέτρου 38 εκατοστών. Το πείραμα ήταν εντυπωσιακό και έγινε με επιτυχία. Ο Φουκό είχε φροντίσει να σκεπάσει το μαρμάρινο δάπεδο με μια ξύλινη πλατφόρμα που την είχε καλύψει με άμμο. Έτσι, η μυτερή προεξοχή (δείκτης) που υπήρχε στο βαρίδι χάραζε την άμμο, κάνοντας να φαίνεται καθαρά η αργή κυκλική κίνηση. 
Η επιτυχημένη επίδειξη μπροστά σ' ένα πολύ μεγάλο πλήθος εξελίχθηκε σε προσωπική επιτυχία του Φουκό. Παρά το γεγονός ότι η επιστημονική κοινότητα στη Γαλλία ήταν κάπως απορριπτική για τον Φουκό αφού δεν είχε πανεπιστημιακή κατάρτιση, ο Βοναπάρτης (μετέπειτα Αυτοκράτορας Ναπολέων Γ ') έφτιαξε για τον Φουκό ειδική θέση Φυσικού, προσαρτημένου στο Αυτοκρατορικό Αστεροσκοπείο.

Το doodle που αφιέρωσε η Google στον Φουκό το 2013,
για την επέτειο της γέννησής του.

Το 1855, η αρχική κατασκευή του εκκρεμούς που χρησιμοποιήθηκε στο Πάνθεον, μετακινήθηκε στο Conservatoire des Arts et Métiers στο Παρίσι. Το 1902, με αφορμή τα 50 χρόνια του πειράματος, φτιάχτηκε μια δεύτερη προσωρινή εγκατάσταση στο Πάνθεον.  

Το 1995, λόγω ανακατασκευής του Μουσείου, το αρχικό εκκρεμές μετακινήθηκε και πάλι στο Πάνθεον, αλλά αργότερα επέστρεψε στο μουσείο (Musée des Arts et Métiers) πριν αυτό ξανανοίξει το 2000.

Στις 6 Απριλίου 2010, το σύρμα που συγκρατούσε το βαρίδι στο Musée des Arts et Métiers έσπασε, προκαλώντας ανεπανόρθωτη ζημιά στο εκκρεμές και στο μαρμάρινο πάτωμα του μουσείου.

Από το 1995 ένα ακριβές αντίγραφο του αρχικού εκκρεμούς είχε τοποθετηθεί μόνιμα κάτω από το θόλο του Πάνθεον μέχρι το 2014, οπότε χρειάστηκε να μετακινηθεί, λόγω εργασιών ανακαίνισης του κτιρίου. Έκτοτε, το εκκρεμές έχει τοποθετηθεί ξανά.

Επειδή η κίνηση ενός τέτοιου εκκρεμούς είναι μεγαλειώδης, σε πολλά μέρη έχει τοποθετηθεί μια τέτοια εγκατάσταση.  

Κυκλωμένο φαίνεται το όνομα του Φουκό στη νοτιοανατολική πλευρά του Πύργου του Άϊφελ.

Εργαζόμενος ο Φουκό στο Αστεροσκοπείο έκανε πολλές επιστημονικές ανακαλύψεις και εφηύρε μηχανές που βοηθούσαν τους αστρονόμους. 

Το 1852 ο Φουκό ανακάλυψε το γυροσκόπιο. Το γυροσκόπιο, ήταν άλλη μια κατασκευή που επιβεβαίωνε την περιστροφική κίνηση της Γης. Ήταν μια εφεύρεση που είχε μικρή σημασία στην εποχή του Φουκό, αλλά φυσικά σήμερα γνωρίζουμε την ευρεία χρήση του στα αεροπλάνα, στην κίνηση των τηλεσκοπίων, στο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble κ.λπ.

Τρία χρόνια αργότερα, ο Φουκό τιμήθηκε με το Μετάλλιο Copley της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου, για τις προσπάθειές του ν' αποδείξει την περιστροφική κίνηση της Γης.

Ασχολήθηκε κι έκανε σημαντικές ανακαλύψεις στη Χημεία, τον Ηλεκτρισμό και το Μαγνητισμό. Ας θυμηθούμε τα γνωστά ρεύματα Foucault (ή δινορεύματα ή ρεύματα Eddy). 

Γυροσκόπιο.

Το 1860, ο Φουκό συνόδευσε σε μια αποστολή στην Ισπανία τον Urbain Le Verrier (Ουρμπέν Λε Βεριέ), διευθυντή του Αστεροσκοπείου του Παρισιού, για να παρατηρήσει την έκλειψη του ηλίου στις 18 Ιουλίου εκείνης της χρονιάς. Εκεί τράβηξε μια φωτογραφία της έκλειψης.

Το 1862, συνεχίζοντας τα πειράματα προσδιορισμού της ταχύτητας του φωτός στο κενό, σε συνεργασία και πάλι με τον Φιζό, κατάφερε να υπολογίσει μια τιμή που απείχε μόλις 0,6% της πραγματικής (η πιο ακριβής τιμή εκείνη την εποχή). Η τιμή που το 1849 είχε υπολογίσει ο Φιζό είχε απόκλιση 5.1% από την κανονική τιμή. 

Σχέδιο τηλεσκοπίου από τον Μπερνάρ Φουκό
(δημοσιεύτηκε το 1870). 
(από agefotostock)

Το 1864 επίσης έγινε μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου και λίγο αργότερα της Γερμανικής Ακαδημίας Επιστημόνων Leopoldina. Το 1865 έγινε μέλος της Ακαδημίας των Επιστημών  στο Παρίσι παίρνοντας τη θέση του Émile Clapeyron.

Οι περισσότερες εργασίες του Φουκό δημοσιεύτηκαν στα «Πρακτικά» της Ακαδημίας των Παρισίων (1847-1869).

Τον Ιούλιο του 1867 ο Ζαν Μπερνάρ Φουκό υπέστη ξαφνικά εγκεφαλικό επεισόδιο και από τον Οκτώβριο του ίδιου έτους δεν μπορούσε να χρησιμοποιήσει τα χέρια του, επειδή δεν τα αισθανόταν. 

Στις 11 Φεβρουαρίου 1868, σε ηλικία μόλις 49 ετών, πέθανε από ασθένεια του εγκεφάλου.
Τάφηκε στο Νεκροταφείο της Montmartre (Μονμάρτ) στο Παρίσι. 

Τα προβλήματα υγείας που είχε πιθανόν να ήταν αποτέλεσμα μιας πολλαπλής σκλήρυνσης. Όμως, μερικοί ιστορικοί θεωρούν ως πιο πιθανή αιτία του θανάτου του Φουκό, την έκθεσή του σε χημικές ουσίες που χρησιμοποιούσε στα πειράματά του.

Ο τάφος του Φουκό στο Κοιμητήριο της Μονμάρτ
στο Παρίσι. (από Wikimedia)

Προς τιμήν του Φουκό έχει δοθεί το όνομά του στον "Κρατήρα Φουκό" στη Σελήνη και στον αστεροειδή 5668 Foucault. Το όνομά του είναι γραμμένο πάνω από την αψίδα του Πύργου του Άϊφελ, ανάμεσα στα 76 ονόματα επιστημόνων που έχει τιμήσει η Γαλλική Πολιτεία.

• Το εκκρεμές του Φουκό σε βίντεο από το Πάνθεον στο Παρίσι (1:21).

• Το εκκρεμές του Φουκό σε βίντεο από τον Θοδωρή Πιερράτο (0,31).

• Το εκκρεμές του Φουκό σε βίντεο από το Γυμνάσιο Πεύκων (0,11).

• "Περιδιαβαίνοντας την Ευρώπη με ένα εκκρεμές Foucault". Μια ανάρτηση του Βασίλη Παπά στο "Υλικό Φυσικής-Χημείας", με σχόλια συναδέλφων.

• Παρουσίαση του εκκρεμούς του Φουκό (αγγλικά, 14:33).

• Παρουσίαση της περιστροφικής κίνησης στερεού (σφαίρας) από τον καθηγητή του ΜΙΤ Walter Lewin (γυροσκόπιο) (αγγλικά, 49:13).

• Παρουσίαση του εκκρεμούς του Φουκό "Foucault's Pendulum: Watch the world turn"(αγγλικά, 5:01).

Πηγή: Today in Science History,  mathshistory,  wikipedia,  catholicscientists,   

         micromagnet,  biography