Τρίτη, 21 Απριλίου 2020

Σαν σήμερα... 1774, γεννήθηκε ο Γάλλος φυσικός Jean-Baptiste Biot.


Jean-Baptiste Biot

Σαν σήμερα, στις 21 Απριλίου 1774, γεννήθηκε στο Παρίσι ο φυσικός και μαθηματικός Jean-Baptiste Biot (Ζαν-Μπατίστ Μπιό), που, τουλάχιστον στους Έλληνες εκπαιδευτικούς της Φυσικής, είναι γνωστός από τον νόμο του Ηλεκτρομαγνητισμού με το όνομα "Biot - Savart" ("Μπιό - Σαβάρ"), αλλά γενικότερα ασχολήθηκε με την αστρονομία, τον ηλεκτρισμό, τον μαγνητισμό, τη θερμότητα, την οπτική και τη γεωμετρία.

Ο πατέρας του Jean-Baptiste ήταν ο Joseph Biot, του οποίου οι πρόγονοι ήταν αγρότες από τη Lorraine (Λωρραίνη), αλλά ο ίδιος είχε καταφέρει να πάρει σημαντική θέση στο Υπουργείο Οικονομικών.
Ο Jean-Baptiste σπούδασε στο Κολέγιο Louis-le-Grand στο Παρίσι, όπου ασχολήθηκε με την κλασική εκπαίδευση. Το 1791 ολοκλήρωσε τις σπουδές του στο Louis-le-Grand και μετά, αφού ο πατέρας του ήθελε να τον δει να κάνει καριέρα στο εμπόριο, παρακολούθησε ιδιωτικά μαθήματα στα μαθηματικά από τον Antoine-Rene Mauduit που ήταν καθηγητής μαθηματικών στο Collège de France. Στη συνέχεια, ο Joseph Biot έστειλε τον γιο του στη Havre (Χάβρη) για να γίνει βοηθός γραφείου δίπλα σ' έναν έμπορο. 

Ο Jean-Baptiste Biot σε νεαρή ηλικία.

Η δουλειά του στο γραφείο ήταν ν' αντιγράφει καθημερινά ένα τεράστιο αριθμό επιστολών, μια απασχόληση πολύ βαρετή για τα γούστα του νεαρού Jean-Baptiste που, το 1792, τον οδήγησε εθελοντή στον Γαλλικό στρατό. Τον Σεπτέμβριο του 1793 υπηρετώντας στο πυροβολικό, πήρε μέρος στη μάχη της Hondschoote (Οντσούτ). Σε αυτή τη μάχη οι Γάλλοι νίκησαν τους στρατιώτες που προέρχονταν από την Βρετανία και το Αννόβερο και οι οποίοι πολιορκούσαν την Dunkirk (Δουνκέρκη). Μετά από αυτή τη μάχη, ο Biot που ήταν 19 χρονών, υποφέροντας από κάποια ασθένεια, αποφάσισε να εγκαταλείψει το στρατό και να επιστρέψει στους γονείς του.
Στο δρόμο της επιστροφής για το Παρίσι, τον πήρε στην άμαξά του ένα σημαντικό πρόσωπο της εποχής. Φτάνοντας στο Παρίσι και φορώντας ακόμη την στρατιωτική του στολή, συνελήφθη ως λιποτάκτης και παραπέμφθηκε σε επαναστατική επιτροπή (στρατοδικείο). Τελικά, από αυτή την ταλαιπωρία τον γλύτωσε το άγνωστο σημαντικό πρόσωπο που τον φιλοξένησε στην άμαξά του και τον οποίο ποτέ δεν μπόρεσε ο Biot να ευχαριστήσει, αφού ποτέ δεν έμαθε ποιος ήταν.

Η είσοδος του Κολεγίου Luis-le-Grand.

Τον Ιανουάριο του 1794, έχοντας πλέον συνέλθει από την ασθένειά του, ο Biot πέρασε τις εισαγωγικές εξετάσεις για την École des Ponts et Chausées στο Παρίσι. Λίγο αργότερα, μέσα στο ίδιο έτος, δημιουργήθηκε η École Polytechnique και τον Νοέμβριο 1794 μεταγράφηκε εκεί.
Ο Gaspard Monge (Γκασπάρ Μονζ), ένας από τους ιδρυτές της École Polytechnique που δίδαξε την πρώτη φουρνιά των φοιτητών, γρήγορα συνειδητοποίησε τις δυνατότητες του Biot. Όμως, ο Biot ασχολούμενος με τον φοιτητικό συνδικαλισμό και ηγούμενος του τμήματος του σε μια εξέγερση, συνελήφθη από τις κυβερνητικές δυνάμεις και φυλακίστηκε. Ο Monge, μη αντέχοντας να βλέπει ένα ταλέντο να μένει στη φυλακή, φρόντισε να τον απελευθερώσει, γλυτώνοντάς τον για δεύτερη φορά. Μη ξεχνάμε ότι η κοινωνική και πολιτική αναταραχή στη Γαλλία, λόγω της επανάστασης του 1789, κράτησε μέχρι το 1799 και ήταν πολύ τυχερός ο νεαρός Jean-Baptiste που γλύτωσε το κεφάλι του.
Αφού επέστρεψε στις σπουδές του στην École Polytechnique, γνωρίστηκε και ανέπτυξε φιλία μ' ένα συμφοιτητή του, τον Siméon-Denis Poisson (Σιμεόν-Ντενί Πουασόν). 
Το 1797 αποφοίτησε από τη σχολή έχοντας βρει έναν καλό προστάτη στο πρόσωπο του καθηγητή μαθηματικών Sylvestre-François Lacroix (Σιλβέστρ-Φρανσουά Λακρουά), που με την επιρροή του τον βοήθησε στην καριέρα του. 

Το εξώφυλλο της βιογραφίας του Jean-Baptiste
Biot 
από τον Jean-Paul Poirier 
(282 σ., εκδότης HERMANN 2011)

Το 1797, αμέσως μόλις τελείωσε τη σχολή του, έγινε καθηγητής μαθηματικών στην École Centrale de l' Oise στο Beauvais, ευνοημένος από πρόσφατη γαλλική νομοθεσία που είχε δημιουργήσει την ανάγκη για περισσότερους εκπαιδευτικούς, αλλά και με την υποστήριξη του Lacroix.
Την ίδια χρονιά (1797) και αφού ανέλαβε την θέση καθηγητή στο Beauvais, παντρεύτηκε την μόλις 16 ετών Gabrielle που ήταν αδελφή του φίλου του από την École Polytechnique, Barnabé BrissonΗ σύζυγος του Biot προερχόταν από καλή οικογένεια, ήταν καλά μορφωμένη και γνώριζε άπταιστα γερμανικά. Αυτό έδωσε στον Biot την ιδέα να χρησιμοποιήσει την σύζυγό του ως μεταφράστρια γερμανικών βιβλίων. Αφού την δίδαξε μαθηματικά και φυσική, η Gabrielle μετέφρασε εξαιρετικά από τα γερμανικά στα γαλλικά ένα κείμενο του Γερμανού χημικού Ernst Gottfried Fischer. Την μετάφραση είχε ζητήσει από τον Biot ο Γάλλος χημικός Claude Louis Berthollet και το βιβλίο εκδόθηκε το 1806 με τίτλο "Physique mécanique". Ως μεταφραστής στο βιβλίο εμφανιζόταν μόνο ο Biot και πουθενά η σύζυγός του, κάτι που συνηθιζόταν για τις γυναίκες εκείνη την εποχή.
Το 1803 το ζεύγος Biot απέκτησε ένα γιο, τον Édouard Constant και αργότερα μία κόρη, την Blanche.

Λιθογραφία του Biot και του Gay-Lussac στο
μπαλόνι με το οποίο πέταξαν το 1804.
(Linda Hall Library)

Το 1799 ο Biot κατάφερε να πλησιάσει τον Laplace, που τον είχε καθηγητή στην École Polytechnique. Έτσι, σε κάθε επίσκεψη που έκανε στο Παρίσι, είχε την ευκαιρία να επισκέπτεται τον Laplace στο σπίτι του και να συζητά μαζί του για αστρονομία και μαθηματικά. 
Το 1800 διορίστηκε καθηγητής Μαθηματικής Φυσικής στο Collège de France, μια θέση που κατάφερε να πάρει με την επιρροή του Laplace. 
Το ίδιο έτος, με την υποστήριξη πάντα του Laplace, εξελέγη συνεργάτης πρώτης τάξης της Ακαδημίας Επιστημών, παίρνοντας τη θέση του Jean Montucla, που είχε πεθάνει τον Δεκέμβριο του 1799.
Στις 11 Απριλίου 1803, όταν μόνιμος γραμματέας της Ακαδημίας είχε γίνει ο Jean Baptiste  Delambreο Biot εξελέγη μέλος της στην Έδρα των Μαθηματικών.

Κομμάτι μετεωρίτη από τη L' Aigle της Γαλλίας.
(Linda Hall Library)

Μέχρι το 1800, ο Biot είχε παρουσιάσει ένα πολύ καλό έργο στα μαθηματικά. Μετά το 1800, το ενδιαφέρον του στράφηκε στη φυσική.
Στις 24 Αυγούστου 1804, ο Biot με τον Joseph-Louis Gay-Lussac (Ζοζέφ-Λουί-Γκέι Λουσάκ) πέταξαν το πρώτο αερόστατο (μπαλόνι) από τον κήπο του Conservatoire des Arts. Το μπαλόνι έφτασε σε ύψος 4000 μέτρων και οι δύο επιστήμονες μπόρεσαν να μετρήσουν σε διάφορα ύψη μαγνητικές, ηλεκτρικές και χημικές ιδιότητες της ατμόσφαιρας. 
Το 1806, πάλι με την υποστήριξη του Laplace, ο Biot διορίστηκε ως βοηθός αστρονόμος στο Bureau de Longitude, παράλληλα με τις άλλες ασχολίες του. 
Στις 3 Σεπτεμβρίου εκείνου του έτους, ο Biot με τον François Arago πήγαν στη Formentera, των Βαλεαρίδων Νήσων, για να ολοκληρώσουν τις μετρήσεις που είχαν ξεκίνησαν εκεί από παλιότερα, για τον υπολογισμό του μήκους του τόξου του μεσημβρινού.

Το 1803 ο Biot στάλθηκε από την Γαλλική Ακαδημία για την καταγραφή 3.000 μετεωριτών που είχαν καταπέσει στη L' Aigle της Γαλλίας. Από την έρευνά του προέκυψε ότι οι μετεωρίτες, που μέχρι τότε αποκαλούνταν "πέτρες", είχαν φτάσει στη Γη από το διάστημα. Με την έκθεσή του, ο Biot βοήθησε στην υπεράσπιση του  συμπεράσματος στο οποίο είχε καταλήξει σε εργασία του από το 1794 ο Γερμανός φυσικός Ernst Florens Friedrich Chladni (Ερνστ Φλόρενς Φρίντριχ Χλάντνι), πως οι μετεωρίτες ήταν βράχοι με εξωγήινη προέλευση.

Η πρώτη σελίδα του βιβλίου για την
Αναλυτική Γεωμετρία του Biot.

Το 1809 και το 1812, ο Biot με τον Claude-Louis Mathieu έλαβαν βραβεία από την Ακαδημία Επιστημών για τις εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις που είχαν πάρει μελετώντας το εκκρεμές (που κτυπά τα δευτερόλεπτα) σε διάφορα μέρη της Γαλλίας (Μπορντό, Δουνκέρκη) και για το σύνολο του έργου τους.  
Το 1809 ο Biot διορίστηκε Καθηγητής Φυσικής Αστρονομίας στην Faculty of Sciences (Σχολή Επιστημών), μια θέση στην οποία υπηρέτησε για πάνω από πενήντα χρόνια.

Το φως ήταν το θέμα στο οποίο ο Biot αφιέρωσε τον περισσότερο χρόνο, κάνοντας τη σημαντική ανακάλυψη των νόμων της περιστροφικής πόλωσης από κρυσταλλικά σώματα. Έχοντας ανακαλύψει αυτούς τους νόμους, τους χρησιμοποίησε στην ανάλυση διαλυμάτων σακχαρίνης χρησιμοποιώντας ένα όργανο που ονομάζεται πολωσίμετρο και το οποίο ο ίδιος ανακάλυψε. 
Για το έργο του σχετικά με την πόλωση του φωτός όταν περνά μέσα από χημικά διαλύματα, η Royal Society (Βασιλική Εταιρεία) του Λονδίνου του απένειμε το Μετάλλιο Rumford το 1840. Ο Biot είχε εκλεγεί ως ξένο μέλος της Royal Society από το 1815.

Κομμάτι μετερωρίτη από τη L' Aigle της Γαλλίας.
(Linda Hall Library)

Ο νόμος των Biot και Savart για τον μαγνητισμό ήταν το αποτέλεσμα της συνεργασίας των δύο Γάλλων το 1820. Στο πείραμα που έκαναν απέδειξαν την σύνδεση ηλεκτρισμού και μαγνητισμού "ξεκινώντας μ' ένα μακρύ κάθετο σύρμα και ένα μαγνητικό πηνίο που βρίσκεται σε απόσταση, δείχνοντας πως η κίνηση του ρεύματος στο σύρμα προκαλούσε την κίνηση του πηνίου". Η εξίσωση του νόμου περιγράφει το διάνυσμα της μαγνητικής επαγωγής Β μέσω του μέτρου και της διεύθυνσης του ηλεκτρικού ρεύματος, της απόστασης από το ηλεκτρικό ρεύμα και της μαγνητικής διαπερατότητας. Η σημασία του νόμου των Biot και Savart έγκειται στο ότι είναι ένας νόμος αντίστροφου τετραγώνου, που αποτελεί λύση στο νόμο του Ampère.

Διαφημιστική κάρτα σε σοκολάτα με
 το μπαλόνι του Biot και του Gay Lussac.

Ο Biot προσπάθησε δύο φορές να εκλεγεί στη θέση του Γραμματέα της Ακαδημίας Επιστημών, αλλά δεν τα κατάφερε. Το 1822 έχασε τη θέση από τον Fourier και το 1830, μετά το θάνατο του Fourier, από τον Arago. 
Αξίζει να αναφερθεί η διαμάχη που υπήρξε μετά το 1839 ανάμεσα στον Biot και στον Arago για την μέθοδο που πρότεινε ο καθένας για την αποτύπωση της φωτογραφίας, που εκείνη την εποχή ήταν μια καινούρια ανακάλυψη. 
Ο Arago υποστήριζε τη φωτογραφική διαδικασία που ακολουθούσε ο Daguerre με ασημένιες πλάκες, ενώ ο Biot υποστήριζε τη μέθοδο που είχε προτείνει ο Henry Fox Talbot με χαρτί εμποτισμένο σε ασημένιο διάλυμα. Ακόμη ο Biot πίστευε ότι η φωτογραφική διαδικασία έπρεπε να είναι αποκλειστικά για επιστημονική χρήση και να μη διατίθεται για δημόσια χρήση.

Ο Biot υπήρξε πολυγραφότατος. Μία από τις πιο σημαντικές εργασίες του ήταν αυτή με τίτλο "Mémoire sur la figure de la terre", στην οποία περιγράφει το σχήμα της Γης. Έγραψε και ορισμένα με ιστορικό περιεχόμενο (βιογραφία του Newton, για τις αστρονομικές ανακαλύψεις των Αιγυπτίων, των Κινέζων, των Ινδών, των Αράβων κλπ).

Η οδός Biot στο Παρίσι (από Google maps).

Ο Biot τιμήθηκε με τον τίτλο του Chevalier της Λεγεώνας της Τιμής το 1814 και το 1849 με τον τίτλο του Διοικητή της Λεγεώνας της Τιμής. Το 1841 εκλέχτηκε στην Academy of Inscriptions and Belles-Lettre και το 1856 στη Γαλλική Ακαδημία.

Μετά το θάνατο το 1850 του μονάκριβου γιου του Édouard Constant που ήταν μηχανικός και σινολόγος, φρόντισε για τη δημοσίευση του έργου του στη σινολογία με τη βοήθεια του διάσημου σινολόγου της εποχής Stanislas Julien.

Ο Jean-Baptiste Biot πέθανε στο Παρίσι στις 3 Φεβρουαρίου 1862, σε ηλικία 88 ετών.

Ο κριτικός λογοτεχνίας Charles Augustin Sainte-Beuve έχει γράψει για τον Biot ότι ήταν προικισμένος σε πολύ υψηλό βαθμό με τα χαρακτηριστικά της περιέργειας, της φινέτσας, της διείσδυσης, της ακρίβειας, της έξυπνης ανάλυσης, της μεθόδου, της σαφήνειας και σε  συντομία με όλες τις βασικές και δευτερεύουσες ιδιότητες που μπορεί να έχει μια ιδιοφυΐα, με την έννοια της πρωτοτυπίας και της εφευρετικότητας.

Ο Jean-Baptiste Biot το 1851.

Αντίθετα, σε σχόλιό του το 1821, ο Άγγλος μαθηματικός Olinthus Gregory είχε πει:
"Όσον αφορά τον M. Biot, είχα την ευκαιρία να γνωρίσω πλήρως τον χαρακτήρα του όταν ήμασταν μαζί στο Zetland (Shetland) Isles και δεν διστάζω να πω ότι δεν έχω συναντήσει πάλι ένα τόσο περίεργο μίγμα ματαιοδοξίας, παρορμητικότητας, αστάθειας και φυσικής μεροληψίας, όπως παρουσιάζεται μέσα από τον χαρακτήρα του."
  • Βίντεο με την βιογραφία του Jean-Baptiste Biot από τον William Grimes (αγγλικά, 6:06).
  • Διάλεξη του Walter Lewin για το νόμο Biot - Savart (αγγλικά, 6:46).

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου