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위대한 과학자들의 전기
펜던트 찰스 오거스틴. 과학자의 전기
프랑스의 물리학자이자 엔지니어인 Charles Coulomb은 뛰어난 과학적 결과를 달성했습니다. 외부 마찰의 법칙, 탄성 실의 비틀림 법칙, 정전기의 기본 법칙, 자극의 상호 작용 법칙 -이 모든 것이 과학의 황금 기금에 들어갔습니다. "쿨롱장", "쿨롱전위", 그리고 마지막으로 전하의 단위 이름인 "쿨롱"은 물리적 용어에 확고하게 자리 잡고 있습니다. Charles Augustin Coulomb은 14년 1736월 XNUMX일 프랑스 남서부에 위치한 Angouleme에서 태어났습니다. 한때 군 생활을 하려고 했던 그의 아버지 앙리 쿨롱은 아들이 태어날 무렵에는 정부 관료가 되었습니다. 앙굴렘은 쿨롱 가문의 영구 거주지가 아니었습니다. Charles가 태어난 후 얼마 후 그녀는 파리로 이사했습니다. 샤를의 어머니인 캐서린 베지는 귀족 가문인 세낙 가문 출신으로 아들이 의사가 되기를 원했습니다. 이 아이디어를 바탕으로 그녀는 Charles Augustin이 처음 다녔던 교육 기관인 The Four Nations College of the Four Nations(마자린 칼리지라고도 함)를 선택했습니다. Coulomb의 추가 운명은 그의 가족의 삶에서 일어난 사건에 의해 결정되었습니다. 금융 분야에 큰 재능이 없었던 앙리 쿨롱(Henri Coulomb)은 파산하고 투기를 시작했고, 그 결과 그는 프랑스 남부의 몽펠리에(Montpellier)에 있는 고국으로 파리를 떠나야 했다. 실패한 재정가를 도울 수있는 영향력있는 친척이 많이 살았습니다. 그의 아내는 남편을 따르기를 원하지 않았고 샤를과 그의 여동생들과 함께 파리에 머물렀습니다. 그러나 젊은 쿨롱은 어머니와 오래 살지 못했습니다. 수학에 대한 관심이 너무 커져 과학자가 되기로 결심했다고 발표했습니다. 어머니와 아들의 갈등으로 샤를은 수도를 떠나 몽펠리에에 있는 아버지에게로 이사하게 되었습니다. 몽펠리에에서 저명한 위치에 있던 루이의 아버지의 사촌은 도시의 왕립 과학 학회 회원들을 많이 알고 있었습니다. 곧 그는 조카 찰스를 사회에 소개했습니다. 1757년 XNUMX월, 왕립 과학 학회(Royal Scientific Society) 회의에서 수학을 사랑하는 한 젊은 남자가 그의 첫 번째 과학 저서인 "평균 비례 곡선의 기하학적 스케치(A Geometric Sketch of Mean Proportional Curves)"를 읽었습니다. 그 일이 학회 회원들의 승인을 얻었기 때문에 신참 연구원은 곧 수학 수업의 겸임으로 선출되었습니다. 그 후, Coulomb은 사회 활동에 적극적으로 참여하여 수학에서 XNUMX편, 천문학에서 XNUMX편 등 XNUMX편의 회고록을 더 발표했습니다. 천문학에 대한 그의 관심은 그가 몽펠리에 학회의 다른 회원인 드 라트와 함께 한 관찰에서 촉발되었습니다. Charles는 혜성과 월식 관찰에 참여했으며 그 결과를 회고록 형태로 발표했습니다. 쿨롱은 또한 천문학의 이론적 문제에 관심이 있었습니다. 그의 작품 중 하나는 자오선을 결정하는 데 전념했습니다. 1760년 XNUMX월 샤를은 메지에르 공병대에 입학했습니다. 운 좋게도 나중에 유명한 과학자가 된 수학 교사인 Abbé Charles Bossu가 학교에서 일했습니다. Mézières에서 공부하는 동안 수학에 대한 관심을 바탕으로 Bossu와 가까워진 Coulomb은 수년 동안 그와 우호적인 관계를 유지했습니다. 쿨롱이 나중에 과학 연구에서 유용하게 사용한 또 다른 중요한 지식 원천은 실험 물리학에 관한 강의였는데, 1760년 여름에 유명한 프랑스 박물학자 Abbé Nollet이 학교에서 이 강의를 읽기 시작했습니다. 1761년 XNUMX월 샤를은 학교를 졸업하고 프랑스 서부 해안의 주요 항구인 브레스트에 배정되었습니다. 그런 다음 그는 마르티니크에 왔습니다. 그곳에서 보낸 XNUMX년 동안 그는 여러 번 중병을 앓았지만 매번 공무로 돌아갔다. 이러한 질병은 눈에 띄지 않았습니다. 프랑스로 돌아온 후, 쿨롱은 더 이상 완전히 건강하다고 느낄 수 없었습니다. 이러한 모든 어려움에도 불구하고 쿨롱은 임무를 매우 잘 수행했습니다. Mont Garnier에 요새를 건설한 그의 성공은 승진으로 특징지어집니다. 1770년 XNUMX월 그는 대위의 직위를 받았습니다. 그 당시에는 매우 빠른 승진으로 간주될 수 있었습니다. 얼마 지나지 않아 쿨롱은 다시 중병에 걸리고 마침내 프랑스로 이송해 달라는 보고서를 제출했습니다. 고국으로 돌아온 후 쿨롱은 부셴에 배정되었습니다. 여기서 그는 서인도 제도에서 복무하는 동안 시작된 연구를 완료합니다. 쿨롱은 겸손한 성격으로 자신을 "다른 노동자"라고 불렀지만 사실 그의 첫 번째 과학 연구에서 그가 공식화한 많은 아이디어는 여전히 재료의 강도에 관한 전문가들에게 근본적인 것으로 간주됩니다. 당시의 전통에 따르면 1773년 봄에 쿨롱은 자신의 회고록을 파리 과학 아카데미에 제출했습니다. 그는 1773년 XNUMX월과 XNUMX월 두 차례의 아카데미 회의에서 회고록을 읽었습니다. 작업은 승인을 받았습니다. 특히 학자 Bossu는 다음과 같이 썼습니다. 따라서 우리는 이 작업이 아카데미의 승인을 충분히 받을 자격이 있으며 [저작물] 컬렉션에 게재할 가치가 있다고 믿습니다." 1774년 쿨롱은 큰 항구인 셰르부르로 옮겨졌습니다. 펜던트는 이 임명에 만족했습니다. 그는 군사 엔지니어가 자신의 지식과 능력을 가장 잘 사용할 수 있는 곳이 항구 도시라고 믿었습니다. 쿨롱은 1777년까지 근무한 셰르부르에서 여러 요새를 수리했습니다. 이 작업은 충분한 자유 시간을 남겼고 젊은 과학자는 과학적 연구를 계속했습니다. 당시 쿨롱이 관심을 가졌던 주요 주제는 지구 자기장의 정확한 측정을 위한 최적의 자침 제조 방법 개발이었다. 이 주제는 파리 과학 아카데미에서 발표한 대회에서 주어졌습니다. 1777년 대회의 두 우승자가 한 번에 발표되었습니다. 이미 대회에 대한 작업을 제안한 스웨덴 과학자 van Schwinden과 Coulomb입니다. 그러나 과학사에 있어서 가장 큰 관심을 받는 것은 자침에 관한 쿨롱의 회고록의 장이 아니라 화살이 걸려 있는 실의 기계적 성질을 분석하는 다음 장이다. 과학자는 일련의 실험을 수행하고 나사산의 비틀림 각도와 그 매개변수(길이 및 직경)에 대한 비틀림 변형력 모멘트의 일반적인 의존성 순서를 설정했습니다. 비단실과 털의 비틀림에 대한 낮은 탄성은 탄성력의 발생 모멘트를 무시하고 자침이 적위 변화를 정확히 따른다고 가정하는 것을 가능하게 했습니다. 이러한 상황은 Coulomb이 원통형 금속 나사산의 비틀림을 연구하는 자극제가 되었습니다. 그의 실험 결과는 1784년에 완성된 "금속 와이어의 비틀림력과 탄성에 대한 이론 및 실험 연구"라는 작업에 요약되어 있습니다. 물론 Coulomb이 그린 변형의 그림은 현대의 것과 많은 특징이 다릅니다. 그러나 비탄성 변형 발생의 일반적인 원인 - 분자 사이의 거리에 대한 분자간 상호 작용의 복잡한 의존성 -은 Coulomb에 의해 올바르게 표시되었습니다. 변형의 본질에 대한 그의 생각의 깊이는 T. Jung과 같은 잘 알려진 과학자를 포함하여 XNUMX세기의 많은 과학자들에 의해 언급되었습니다. 점차적으로 Coulomb은 과학 작업에 점점 더 참여하게되었지만 군사 엔지니어로서의 의무에 무관심했다고 말할 수는 없습니다. 1777년에 쿨롱은 다시 프랑스 동쪽의 살린이라는 작은 마을로 옮겨졌습니다. 1780년 초에 그는 이미 릴에 있었습니다. 그리고 쿨롱은 어디에서나 과학적 연구의 기회를 찾습니다. 쿨롱은 릴에서 오래 근무하지 않았습니다. 그의 꿈은 이루어졌습니다. 1781년 30월 상반기에 전쟁 장관은 악명 높은 바스티유 감옥 요새와 관련된 공학적 문제를 처리하기 위해 쿨롱을 파리로 이전한다고 발표했습니다. 12월 1781일 그는 세인트루이스 십자가를 수여받았다. 파리 과학 아카데미와 관련된 그의 희망도 정당화되었습니다. XNUMX년 XNUMX월 XNUMX일 그는 역학 클래스의 아카데미에 선출되었습니다. 수도로 이전한다는 것은 근무지와 업무 범위의 변화만이 아니었다. 이 사건은 쿨롱의 과학적 연구 주제에 질적 변화를 가져왔습니다. Coulomb은 마찰 현상의 가장 중요한 특징을 연구하는 일련의 실험을 수행했습니다. 우선, 그는 물체 사이의 접촉 시간에 대한 정지 마찰력의 의존성을 연구했습니다. 그는 예를 들어 "나무 - 나무"와 같은 같은 이름의 신체에서 접촉 기간이 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 발견했습니다. 반대 물체가 접촉하면 정지 마찰 계수가 며칠에 걸쳐 증가합니다. Coulomb은 또한 소위 정체 현상에 주목했습니다. 접촉하는 물체를 정지 상태에서 상대 운동 상태로 옮기는 데 필요한 힘은 슬라이딩 마찰력보다 훨씬 큽니다. 그의 실험을 통해 Coulomb은 접촉하는 물체의 상대 속도에 대한 미끄럼 마찰력의 의존성을 연구하기 위한 기초를 마련했습니다. Coulomb의 실습 작업의 특별한 의미는 실험을 수행 할 때 실제 생활에서 발생하는 것과 유사한 큰 하중을 사용했다는 사실에 있습니다. 질량은 1000kg에 도달했습니다! Coulomb 연구의 이러한 특징은 그의 결과의 긴 수명으로 이어졌습니다. 회고록 "Simple Machines 이론"에 포함된 측정 데이터는 거의 한 세기 동안 엔지니어에 의해 사용되었습니다. 이론 분야에서 Coulomb의 장점은 마찰에 대한 상당히 완전한 기계적 그림을 만드는 데 있습니다. 그는 1790년 후 이 주제에 대한 연구를 다시 시작했습니다. XNUMX년 그는 "지지점에서의 마찰에 관하여" 회고록을 아카데미에 제출했습니다. 그것에서 과학자는 회전과 스윙 중에 발생하는 마찰을 연구했습니다. 그리고 1784년에 쿨롱은 액체의 내부 마찰 문제를 다루었습니다. 과학자는 수년 후 1800년의 작업에서 "액체의 응집력 및 매우 느린 동작에서의 저항 법칙 결정에 대한 실험"이라는 작업에서 보다 완전한 솔루션을 제공했습니다. 특히 Coulomb은 신체의 속도에 대한 저항력의 의존성을 탐구합니다. 그의 실험에서 신체의 속도는 초당 밀리미터에서 몇 센티미터까지 다양합니다. 결과적으로 과학자는 매우 낮은 속도에서는 항력이 속도에 비례하고, 높은 속도에서는 속도의 제곱에 비례한다는 결론에 도달합니다. 1777 년 경쟁을 위해 Coulomb이 수행 한 얇은 금속 실의 비틀림에 대한 연구는 비틀림 균형의 생성이라는 중요한 실용적인 결과를 가져 왔습니다. 이 기기는 다양한 성질의 작은 힘을 측정하는 데 사용할 수 있었으며 XNUMX세기에 전례 없는 감도를 제공했습니다. 가장 정확한 물리적 장치를 개발한 Coulomb은 이에 적합한 응용 프로그램을 찾기 시작했습니다. 과학자는 전기와 자기 문제에 대한 연구를 시작합니다. 그의 XNUMX개의 회고록은 XNUMX세기에 보기 드문 연구 프로그램의 실행을 광범위하게 나타냅니다. 전기 분야에서 쿨롱이 얻은 가장 중요한 결과는 정전기의 기본 법칙, 즉 움직이지 않는 점 전하의 상호 작용 법칙의 확립이었습니다. 유명한 "쿨롱의 법칙"의 실험적 실증은 첫 번째와 두 번째 회고록의 내용입니다. 거기에서 과학자는 전기의 기본 법칙을 공식화합니다. "같은 성질의 전기에 의해 대전되는 두 개의 작은 공의 반발력은 공의 중심 사이 거리의 제곱에 반비례합니다." 세 번째 회고록에서 쿨롱은 전하 누출 현상에 주목했다. 주요 결과는 시간이 지남에 따라 전하가 감소하는 지수 법칙의 확립이었습니다. 다음 시리즈에서 가장 짧은 회고록 중 하나인 쿨롱은 신체 간 전기 분배의 본질에 대한 질문을 다루었습니다. 그는 "전기 유체가 모든 신체에 그 형태에 따라 분포한다"는 것을 증명했다. 다섯 번째와 여섯 번째 회고록은 인접한 전도체 사이의 전하 분포에 대한 정량적 분석과 이러한 물체 표면의 다양한 부분에서 전하 밀도를 결정하는 데 전념합니다. 자기와 관련하여 쿨롱은 전기와 동일한 문제를 해결하려고 했습니다. 영구 자석 실험에 대한 설명은 두 번째 회고록의 필수 부분이며 실제로 시리즈의 일곱 번째 회고록 전체입니다. 과학자는 자기의 몇 가지 독특한 특징을 포착했습니다. 그러나 전반적으로 자기 분야에서 쿨롱이 얻은 결과의 일반성은 전기에 대해 확립된 법칙의 일반성보다 훨씬 낮습니다. 따라서 Coulomb은 정전기 및 정자기의 기초를 마련했습니다. 그는 기본적 중요성과 응용적 중요성 모두에 대한 실험적 결과를 얻었습니다. 물리학의 역사에서 비틀림 균형에 대한 그의 실험은 물리학자들에게 역학에서 사용되는 양, 즉 힘과 거리를 통해 전하 단위를 결정하는 방법을 제공했기 때문에 가장 중요했습니다. 현상. 전기와 자기에 관한 쿨롱의 마지막 회고록은 1789년 파리 과학 아카데미에 제출되었습니다. 1790년 2240월 쿨롱은 사표를 제출했습니다. 이듬해 XNUMX월 그의 요청이 받아들여졌고, 그는 연간 XNUMX리브르의 연금을 받기 시작했지만 몇 년 후 상당히 감소했습니다. 1793년 말까지 파리의 정치 상황은 더욱 악화되었습니다. 따라서 Coulomb은 파리에서 이사하기로 결정했습니다. 그는 가족과 함께 Blois 근처의 자신의 사유지로 이사합니다. 여기서 과학자는 정치 폭풍을 피해 거의 XNUMX년 반을 보냅니다. 쿨롱은 1795년 XNUMX월까지 이 마을에서 살았습니다. 파리로의 복귀는 새로운 국립 아카데미 인 프랑스 연구소 (Institute of France)의 실험 물리학 부서의 영구 회원으로 쿨롱 (Coulomb)이 선출 된 후 이루어졌습니다. 쿨롱이 정확히 언제 가장이 되었는지는 불분명합니다. 과학자 Louise Françoise의 아내(nee Desormo)가 그보다 훨씬 어리다는 것만 알려져 있습니다. 공식적으로 그들의 결혼은 1802년에만 등록되었지만 그의 아버지 Charles Augustin의 이름을 따서 명명된 Coulomb의 첫 아들은 1790년에 태어났습니다. 1797년 둘째 아들 앙리 루이가 태어났다. 그는 인생의 마지막 몇 년을 프랑스에서 새로운 교육 시스템을 조직하는 데 바쳤습니다. 전국을 여행하면서 마침내 과학자의 건강을 해쳤습니다. 1806년 여름, 그는 몸이 더 이상 참을 수 없는 열병에 걸렸다. 쿨롱은 23년 1806월 XNUMX일 파리에서 사망했다. 과학자는 그의 아내와 아들들에게 다소 중요한 유산을 남겼습니다. 쿨롱의 기억에 대한 존경의 표시로 그의 두 아들은 국유 특권 교육 기관에 배정되었습니다. 저자: Samin D.K.
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