ランフォード伯爵 | |
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モーリッツ・ケラーホーフェンによる肖像画、1792年 | |
| 生まれる | ベンジャミン・トンプソン (1753年3月26日)1753年3月26日ウォーバーン、マサチューセッツ湾植民地、イギリス領アメリカ |
| 死亡 | 1814年8月21日(1814年8月21日)(61歳) フランス、パリ、オートゥイユ |
| 知られている | 熱力学 |
| 受賞歴 | |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 物理 |
| サイン | |
ベンジャミン・トンプソン大佐(ランフォード伯爵、 FRS 、 1753年3月26日 - 1814年8月21日)は、アメリカ生まれのイギリス軍将校、科学者、発明家であった。マサチューセッツ州ウォーバーンに生まれ、アメリカ独立戦争ではロイヤリスト派を支持し、戦争中は国王直属のアメリカ竜騎兵隊を指揮した。1783年の戦争終結後、トンプソンはロンドンに移り、そこでその行政手腕を認められ、1784年にジョージ3世からナイトの爵位を授与された。
多作な科学者であり発明家でもあったトンプソンは、いくつかの新型軍艦の設計も手がけました。その後、バイエルン選帝侯領に移り、バイエルン政府に雇われ、バイエルン軍の大幅な再編に尽力しました。トンプソンはその功績が認められ、1792年に帝国伯爵に叙せられ、1814年にパリで亡くなりました。[ 1 ]

トンプソンは1753年3月26日、マサチューセッツ湾植民地のウォーバーンの田舎に生まれた。生家は博物館として保存されている。主に村の学校で教育を受けたが、兄のロアミ・ボールドウィンと一緒にハーバード大学のジョン・ウィンスロップ教授の講義に出席するため、ケンブリッジまで10マイル近く歩くこともあった。13歳のとき、近隣のセーラムの商人、ジョン・アップルトンに徒弟として入った。トンプソンは商売で秀で、洗練され教養の高い人々と初めて接触し、科学に対する関心など彼らの特徴の多くを身につけた。1769年、ウォーバーンで怪我から回復中に、トンプソンは熱の性質を調べる最初の実験を行い、それについてボールドウィンや他の人たちと文通を始めた。その年の後半、ボストンの店主のもとで数か月働き、その後ウォーバーンの医者に徒弟として短期間入ったが、うまくいかなかった。

1772年、トンプソンの将来は暗かったが、その年に事態は一変した。彼は裕福で人脈の広い未亡人、サラ・ロルフ(旧姓ウォーカー)と出会い、魅了され結婚した。彼女の父親は牧師で、亡き夫はニューハンプシャー州ラムフォード(現在のコンコード市)に財産を残していた。一家はポーツマスに移り住み、妻が知事に影響力を持っていたこともあり、彼はニューハンプシャー州民兵隊の少佐に任命された。1774年、二人の子供(サラと名付けられる)が生まれた。 [ 2 ]

1775年のアメリカ独立戦争勃発後、この頃には裕福で影響力のある地主となっていたトンプソンはロイヤリストとして出馬した。彼はすぐに植民地民兵とのコネを利用して、イギリス軍と共に反乱軍と戦うことを望むロイヤリストを募集・武装したが、このことがニューハンプシャー州の愛国者からの敵意を買った。トンプソンは民兵の任務を剥奪され、愛国者の暴徒が彼の家を襲撃して焼き払ったため、彼は妻を捨ててイギリス軍の陣地へ逃亡した。彼はトーマス・ゲージ将軍の政治・軍事顧問となり(トンプソンはゲージ将軍に既に愛国者に関する情報を渡していた)、後にジョージ・ジャーメイン卿を補佐してロイヤリスト軍の組織と補給を行った。
1781年、トンプソンは独自の軍隊であるキングス・アメリカン竜騎兵隊を結成し、1782年から1783年初頭にかけて主にロングアイランドに駐屯し、ニューヨーク州ハンティントンにゴルゴタ砦を建設するために教会と墓地を破壊したことで悪名を馳せた。[ 3 ]
「1775年までにトンプソンはイギリスへ航海し、植民地大臣ジョージ・ジャーメイン卿の指導の下、イギリス政府で急速に昇進した。」[ 4 ]
軍人時代にトンプソンは火薬の威力を測定する実験を行い、その結果は1781年に王立協会の哲学論文集に掲載されて広く称賛された。[ 5 ]
1779年に彼は王立協会の会員に選出された[ 6 ]。王立協会での出版のおかげで、彼は戦争の終わりに優れた科学者としての評判を得て ロンドンに到着した。
1784年2月23日、ジョージ3世は彼にナイトの称号を授与した。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
1799年、王立研究所はトンプソンの提案の結果として設立されました。その提案は「大英帝国の大都市に、寄付金によって、知識を普及させ、有用な機械的発明と改良の一般的な導入を促進し、哲学講義と実験のコースを通じて科学を生活の共通目的に応用することを教える公的機関を設立する」というものでした。[ 10 ]

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1785年、バイエルンに移り、選帝侯カール・セオドアの副官となった。バイエルンで11年間を過ごし、軍隊の再編成や貧民のための救貧院の設立に携わった。また、貧民のためのスープであるランフォード・スープを発明し[ 11 ] 、バイエルンでジャガイモの栽培を確立した。調理、暖房、照明の方法を研究し、蝋燭、獣脂蝋燭、石油ランプの相対的なコストと効率についても研究した[ 12 ]。 チャールズ皇太子のために、1789年にミュンヘンにイングリッシャー庭園を創設した。この庭園は現在も残っており、世界最大級の都市型公園として知られている。 1789年にはアメリカ芸術科学アカデミーの外国人名誉会員に選出された[ 13 ]。
1791年、トンプソンは功績により帝国伯爵に叙せられ、ラムフォード帝国伯となった。彼は結婚したコンコードの古い町名であるニューハンプシャー州ラムフォードにちなんで「ラムフォード」という姓を名乗った。 [ 14 ]
ベンジャミン・トンプソンは、科学史家にとって多くの関心を集める人物です。彼は王立研究所を設立しました。彼の熱保存と燃料節約の方法、そしてストーブ、暖炉、調理器具の設計は、生前広く活用されました。病院や施設の厨房のレイアウトについても、彼の助言が求められました。彼は同時代の人々に、家庭暖房と調理の唯一の手段であった平炉の火が、実際には非効率的で無駄の多い装置であることを認識させるよう教えました。彼は、燃料の浪費と都市における大気汚染の害悪について、時代をはるかに先取りした、最も啓発的な見解を持っていました。ラムフォードの絶え間ない関心は、科学的原理を貧困層と労働者階級の生活向上に応用することであり、熱とその利用というテーマこそが、彼の最大の探求の場でした。[ 15 ]
— トーマス・マーティン『ベンジャミン・トンプソンの実験的研究』、ランフォード伯爵
砲術と爆発物に関する実験を通して、彼は熱への関心を抱くようになった。固体の比熱を測定する方法を考案したが、ヨハン・ヴィルケが先に同様の発見を発表したため、失望した。
次にトンプソンは、毛皮、羊毛、羽毛など、様々な素材の断熱特性を調査した。彼は、これらの天然素材の断熱特性は空気の対流を阻害することから生じると正しく推論した。その後、空気、そして実際にはすべての気体は完全な非熱伝導体であると誤った推論を行った。[ 16 ] [ 17 ]彼はさらにこれをデザイン論の証拠とみなし、神の摂理が動物の毛皮を快適さを保証するように設計したと 主張した。
1797年、彼は液体の非導電性に関する主張を拡大した。[ 18 ]この考えは科学界からかなりの反論を招き、ジョン・ドルトン[ 19 ]とジョン・レスリー[ 20 ]は特に痛烈な批判を行った。トンプソンの主張を検証するには、既存の機器をはるかに凌駕する精度と精密さを備えた機器が必要だったであろう。ここでも彼は神学的信念に影響されていたようで、[ 21 ]科学史家DSLカードウェルは、トンプソンが水に人間の生命を規定する特権的かつ摂理的な地位を与えようとしたのではないかと推測している。[ 22 ]
彼は羊の肩肉を使った実験により、真空調理法の創始者とみなされています。彼はこの調理法について、あるエッセイの中で述べています。 [ 23 ]
ランフォードの最も重要な科学的研究はミュンヘンで行われ、熱の性質に焦点を当てたものであった。彼は「摩擦により励起される熱の源に関する探究」(1798年)の中で、熱は当時の科学的思考における熱量ではなく、運動の一形態であると主張した。ランフォードはミュンヘンの兵器廠で大砲の掘削によって発生する摩擦熱を観察していた。ランフォードは大砲の砲身を水に浸し、特別に鈍角にした掘削工具を用意した。[ 24 ]彼は、水が約2時間半で沸騰すること、および摩擦熱の供給が無尽蔵である可能性を示した。ランフォードは、切削された材料と切削された材料の比熱を比較することで、大砲の材料に物理的変化が生じていないことを確認した。
ランフォードは、一見すると無限に発生する熱は熱量理論と矛盾すると主張した。彼は、樽に伝わるのは動きだけであると主張した。
ランフォードは、発生する熱の更なる定量化や、熱の機械的等価物の測定を試みなかった。この研究は冷淡な反応に見舞われたものの、 19世紀後半のエネルギー保存の法則の確立において重要な役割を果たすこととなった。
彼は、冷気の反射を実証するピクテの実験を、すべての物体が目に見えない光線、つまりエーテル流体の波動を放射していると仮定して説明した。 [ 25 ]彼は熱放射と冷放射の理論を裏付ける実験を行い、熱の伝達は熱放射(高温)と冷放射(低温)の正味の効果と、物体から放射される光線によるものだと述べた。物体がより温かい物体からの放射(熱放射)を吸収すると温度が上昇し、より冷たい物体からの放射(冷放射)を吸収すると温度は低下する。注8「熱の性質とその伝達様式に関する考察」『王立協会哲学論文集』112ページ参照。

トンプソンは活発で多作な発明家で、煙突、暖炉、工業炉の改良を行ったほか、ダブルボイラー、キッチンレンジ、コーヒードリッププレスポットを発明した[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]。 1810年から1814年の間に彼はバイエルン軍での先駆的な仕事に続いてパーコレーター式コーヒーポットを発明し、兵士の食事(ランフォードのスープ)と衣服を改良した[ 29 ] 。
ランフォードの暖炉は、煙突の開口部を狭めて上昇気流を増やすというアイデアをロンドンで発表し、大きな反響を呼びました。これは従来の暖炉よりもはるかに効率的に部屋を暖める方法でした。彼と彼の職人たちは、炉床にレンガを差し込んで側壁に角度をつけ、煙突にチョークを追加して煙道を上昇する空気の速度を上げるなど、暖炉を改良しました。その結果、空気の流れが整流化され、煙が滞留して室内に入るのではなく、すべて煙突に流れ込むようになりました。また、火の効率も上がり、薪や石炭などの燃料の燃焼速度をより細かく制御できるようになりました。ロンドンの多くの流行の家屋が彼の指示に従って改造され、煙のない家になりました。[ 29 ]トーマス・ジェファーソンはモンティセロでランフォードの暖炉の設計を使用しました。[ 30 ] [ 31 ]
トンプソンは成功のニュースが広まると有名人となった。彼の研究は非常に利益を生み、煙突の仕組みに関する分析を発表すると、多くの模倣が行われた。多くの点で、彼は同じく新しいタイプの暖房ストーブを発明したベンジャミン・フランクリンと似ていた。
保温は彼の作品に繰り返し登場するテーマであり、保温下着の発明も彼によるものとされている。[ 32 ]

トンプソンは生石灰製造用の窯の設計にも大きな改良を加え、ランフォード炉は間もなくヨーロッパ全土で建設されるようになりました。重要な革新は、燃焼燃料と石灰岩を分離することで、炉の熱で生成された石灰が火の灰に汚染されないようした点です。
ランフォードは測光法、つまり光の測定に携わった。彼は光度計を製作し、カンデラの前身となる標準灯を光度の単位として導入した。彼の標準灯はマッコウクジラの油から作られ、厳格な仕様に基づいていた。[ 33 ]彼はまた、白色光と有色光という二つの光が作り出す影によって誘発される「錯覚的な」あるいは主観的な補色に関する研究を発表した。これらの観察結果は、1839年にミシェル=ウジェーヌ・シェヴルールによって引用され、「同時色対比の法則」として一般化された。 [ 34 ]

1799年以降、彼はフランスとイギリスを行き来し、ジョセフ・バンクス卿と共に1799年に英国王立研究所を設立しました。二人はハンフリー・デービー卿を初代講師に任命しました。デービーの先駆的な研究により、この研究所は繁栄し、世界的に有名になりました。助手のマイケル・ファラデーは、この研究所を最高の研究機関として確立するとともに、科学を普及させるための一連の公開講演でも名声を博しました。この伝統は現在も受け継がれており、王立研究所のクリスマス講演はテレビ放送を通じて多くの聴衆を集めています。

トンプソンは、王立協会とアメリカ芸術科学アカデミーのラムフォード・メダルを寄贈し、ハーバード大学にラムフォード物理学教授職を寄贈した。1803年には、スウェーデン王立科学アカデミーの外国人会員とアメリカ哲学協会の会員に選出された。[ 35 ]
1772年、トンプソンは裕福で人脈の広い未亡人、サラ・ロルフ(旧姓ウォーカー)と結婚した。彼女の父は牧師で、亡き夫はニューハンプシャー州ラムフォード(現在のコンコード市)に財産を残した。二人はポーツマスに移り住み、妻が知事に影響力を持ち、トンプソンはニューハンプシャー民兵隊の少佐に任命された。二人の子供(サラと名付けられた)は1774年に生まれた。 [ 36 ]アメリカ独立戦争の勃発に伴い、トンプソンはアメリカ人の妻サラを捨て、サラは1792年に亡くなった。[ 37 ]
トンプソンは、エミリー・レディ(アメリア[ 38 ] [ 39 ])メアリー・ラム・テンプル[ 40 ](1787年4月21日~1869年9月11日)、パーマストン子爵夫人[ 41 ](出生名メアリー・ミー[ 42 ])との数々の情事と親しい友人を経て、1804年にフランスの偉大な化学者アントワーヌ・ラボアジエの未亡人マリー・アンヌ・ラボアジエと結婚した。トンプソンは3年後に2番目の妻と別れたが、パリに定住し、1814年8月21日に亡くなるまで科学研究を続けた。トンプソンはパリのオートゥイユにある小さな墓地、アドリアン・マリー・ルジャンドルの真向かいに埋葬されている。彼の死後、最初の結婚で生まれた娘のサラ・トンプソンがランフォード伯爵夫人の称号を継承した。
ランフォードの時代の定期刊行物や風刺出版物の中には、彼を同性愛者として公然と結び付けられていた男性、特に初代サックヴィル子爵ジョージ・ジャーメインと結びつける言及があった。[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]。ランフォードの現存する手紙や文書には同性間の関係を示す証拠はなく、その主張を裏付ける独立した同時代の文書も存在しない。
・カー氏から2日前、ラムフォード暖炉の寸法を知りたいと連絡がありました。最初の郵便を利用してお送りします。私自身も実際に使用し、大変満足していますので、寸法を記載します。開口部の奥半分です。ラムフォード伯爵は開口部の奥半分を…
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