životopis
otec Charlese Augustina Coulomba byl Henry Coulomb a jeho matka byla Catherine Bajet. Oba jeho rodiče pocházeli z rodin, které byly ve svých oborech dobře známé. Rodina jeho otce byla důležitá v právnické profesi a ve správě regionu Languedoc ve Francii a rodina jeho matky byla také docela bohatá. Poté, co byl vychován v Angoulême, hlavním městě Angoumois v jihozápadní Francii, se Coulombova rodina přestěhovala do Paříže. V Paříži vstoupil do Collège Mazarin, kde získal dobré klasické základy v jazyce, literatuře a filozofii a získal nejlepší dostupnou výuku v matematice, astronomii, chemii a botanice.
v této fázi jeho vzdělávání došlo k krizi pro Coulomb. Přes dobré postavení svého otce provedl neúspěšné finanční spekulace, ztratil všechny své peníze a přestěhoval se z Paříže do Montpellier. Coulombova matka zůstala v Paříži, ale Coulomb s ní nesouhlasil ohledně směru, kterým by se jeho kariéra měla ubírat, takže opustil Paříž a odešel do Montpellier, aby žil se svým otcem. V této fázi Coulombovy zájmy byly hlavně v matematice a astronomii a zatímco v Montpellier vstoupil do společnosti věd v březnu 1757 a četl několik článků o těchto tématech společnosti.
Coulomb chtěl vstoupit na École du Génie v Mézières, ale uvědomil si, že aby uspěl v přijímacích zkouškách, musel být doučován. V říjnu 1758 odešel do Paříže, aby získal doučování potřebné k provedení zkoušek. Camus byl jmenován zkoušejícím pro dělostřelecké školy v roce 1755 a Coulomb studoval několik měsíců jeho Cours de mathématiques . V roce 1758 Coulomb složil zkoušky stanovené Camusem, které složil, a v únoru 1760 vstoupil do École du Génie v Mézières. V této době vytvořil řadu důležitých přátelství, která byla důležitá v jeho pozdější vědecké práci, jedno s Bossutem, který byl jeho učitelem v Mézières, a druhé s bordou.
Coulomb promoval v listopadu 1761. Nyní byl vyučeným inženýrem s hodností poručíka v Corps du Génie. Během následujících dvaceti let byl vyslán na řadu různých míst, kde se zabýval strojírenstvím, konstrukčním řešením, opevněním, mechanikou půdy a mnoha dalšími oblastmi. Jeho první vyslání bylo do Brestu, ale v únoru 1764 byl nastaven na Martinik v Západní Indii. Martinik spadal pod svrchovanost Francie za Ludvíka XIV v roce 1658. Martinik však byl v následujících letech napaden řadou zahraničních flotil. Holanďané na něj zaútočili v roce 1674, ale byli vyhnáni, stejně jako Angličané v roce 1693 a Angličané znovu v roce 1759. Martinik byl nakonec zajat Angličany v roce 1762, ale byl vrácen do Francie podle podmínek Pařížské smlouvy v roce 1763. Francouzi se pak pokusili zajistit ostrov bezpečnějším vybudováním nové pevnosti.
Coulomb byl pověřen stavbou nové pevnosti Bourbon a tento úkol ho obsadil až do června 1772. Bylo to období, během kterého ukázal praktickou stránku svých inženýrských dovedností, které byly potřebné k organizaci stavby, ale jeho zkušenosti by hrály hlavní roli v pozdějších teoretických pamětech, které napsal o Mechanice. Pokud jde o Coulombovo zdraví, jednalo se o těžké roky a nemoci, které utrpěl na Martiniku, ho po zbytek života nechaly ve špatném zdravotním stavu.
po návratu do Francie byl Coulomb poslán do Bouchainu. Nyní však začal psát důležitá díla o aplikované mechanice a svou první práci představil na Académie des Sciences v Paříži v roce 1773. Tato práce, Sur une application des règles, de maximis et minimis à quelque problèmes de statique, relatifs à l ‚ architecture Ⓣ byla napsána (Coulombovými slovy viz například): –
… určit, pokud to kombinace matematiky a fyziky dovolí, vliv tření a soudržnosti v některých problémech statiky.
snad nejvýznamnějším faktem o této monografii z matematického hlediska je Coulombovo použití počtu variací k řešení inženýrských problémů. Jak píše Gillmor v : –
v této jedné monografii z roku 1773 je téměř rozpaky bohatství, protože Coulomb pokračoval v diskusi o teorii komplexního protržení zednických mola, návrhu klenutých oblouků a teorii zemského tlaku. V posledně jmenovaném vyvinul zobecněnou teorii posuvného klínu mechaniky půdy, která se dnes používá v základní inženýrské praxi. Důvodem, možná, pro relativní zanedbávání této části Coulombovy práce bylo to, že se snažil demonstrovat použití variačního počtu při formulování metod přístupu k základním problémům ve strukturální mechanice, spíše než poskytnout numerická řešení konkrétních problémů.
často se stává, že sofistikované použití matematiky v aplikaci do oblasti, kde většina z nich má méně matematické sofistikovanosti, dává práci dlouhodobé hodnoty, které se v té době často nevidí. Monografie byla jistě vysoce ceněna Académie des Sciences, protože vedla k tomu, že byl 6.července 1774 jmenován bossutovým korespondentem. Z Bouchainu byl Coulomb poslán do Cherbourgu. Když tam byl, napsal slavnou monografii o magnetickém kompasu, kterou předložil pro Grand Prix Académie des Sciences v roce 1777.
tento článek z roku 1777 získal Coulombův podíl na ceně a obsahoval jeho první práci na torzní rovnováze: –
… jeho jednoduché, elegantní řešení problému kroucení ve válcích a jeho použití torzní rovnováhy ve fyzických aplikacích byly důležité pro mnoho fyziků v následujících letech. … Coulomb vyvinul teorii torze v tenkých hedvábných a vlasových vláknech. Zde byl první, kdo ukázal, jak torzní zavěšení může fyzikům poskytnout metodu přesného měření extrémně malých sil.
další zajímavá epizoda nastala v době, kterou Coulomb strávil v Cherbourgu. Robert-Jacques Turgot byl jmenován generálním kontrolorem Ludvíkem XVI.dne 24. srpna 1774. V roce 1775 se začal cítit ohrožen svými politickými oponenty a zahájil řadu reforem. Mezi nimi byla reforma Corps du Génie a Turgot požadující paměti o jeho možné reorganizaci. Coulomb předložil monografii, která dává jeho nápady, a je to fascinující příležitost porozumět jeho politickým názorům. Coulomb chtěl, aby stát a jednotlivec hráli stejné role. Navrhl, aby sbor du Génie zejména, a všechny veřejné služby obecně, by měl uznat talent svých jednotlivých členů v propagaci v rámci organizace.
v roce 1779 byl Coulomb poslán do Rochefortu, aby spolupracoval s markýzem de Montalembert při stavbě pevnosti vyrobené výhradně ze dřeva poblíž Ile d ‚ Aix. Jako Coulomb, markýz de Montalembert měl pověst vojenského inženýra navrhování opevnění, ale jeho inovativní práce byla kritizována mnoha francouzskými inženýry :-
prohlížení pevností jako nic jiného než obrovské trvalé baterie určené k nalévání ohromné palby na útočící armády, Montalembert zjednodušil složité geometrické návrhy Vaubanu a spoléhal se na jednoduché polygonální struktury, často s oddělenými periferními pevnostmi místo vyčnívajících bašt.
během svého působení v Rochefortu Coulomb pokračoval ve svém výzkumu mechaniky, zejména pomocí loděnic v Rochefortu jako laboratoří pro své experimenty. Jeho studium tření v Rochefortu vedlo k Coulombově hlavní práci na tření Théorie des machines simples Ⓣ, která mu v roce 1781 získala Grand Prix od Académie des Sciences. V této monografii Coulomb: –
… zkoumáno jak statické, tak dynamické tření kluzných ploch a tření při ohýbání kordů a při válcování. Z zkoumání mnoha fyzikálních parametrů, vyvinul řadu dvoučlenných rovnic, první termín konstanta a druhý termín měnící se s časem, normální síla, rychlost, nebo jiné parametry.
kvůli této oceněné práci autoři psaní:-
Coulombovy příspěvky k vědě o tření byly mimořádně velké. Bez nadsázky lze říci,že tuto vědu vytvořil.
ve skutečnosti tato monografie z roku 1781 změnila Coulombův život. V důsledku této práce byl zvolen do sekce mechaniky Académie des Sciences a přestěhoval se do Paříže, kde nyní zastával stálé místo. Už nikdy nepřijal žádné inženýrské projekty, i když zůstal jako konzultant v inženýrských záležitostech, a od tohoto okamžiku zasvětil svůj život spíše fyzice než strojírenství. Napsal sedm důležitých pojednání o elektřině a magnetismu, které předložil Académie des Sciences v letech 1785 až 1791. Těchto sedm článků je diskutováno tam, kde autor ukazuje, že Coulomb: –
… získal několik pozoruhodných výsledků pomocí metody torzní rovnováhy: zákon přitažlivosti a odpuzování, elektrické bodové náboje, magnetické póly, distribuce elektřiny na povrchu nabitých těles a další. Je zkoumán a diskutován význam Coulombova zákona pro rozvoj elektromagnetismu.
v nich vyvinul teorii přitažlivosti a odpuzování mezi těly stejného a opačného elektrického náboje. Prokázal inverzní čtvercový zákon pro takové síly a pokračoval ve zkoumání dokonalých vodičů a dielektrik. Navrhl, že neexistuje dokonalý dielektrikum, a navrhl, aby každá látka měla limit, nad kterým bude vést elektřinu. Tyto základní dokumenty předložily případ působení ve vzdálenosti mezi elektrickými náboji podobným způsobem jako Newtonova teorie gravitace byla založena na působení ve vzdálenosti mezi hmotami.
tyto dokumenty o elektřině a magnetismu, i když nejdůležitější z Coulombovy práce v tomto období, byly jen malou částí práce, kterou podnikl. V letech 1781 až 1806 představil dvacet pět pamětí Académie des Sciences. Coulomb v tomto období úzce spolupracoval s Bossutem, Borda, de Prony, a Laplace. Pozoruhodně se podílel na práci 310 výborů Akademie. Jako konzultant se stále podílel na inženýrských projektech, z nichž nejdramatičtější byla jeho zpráva o zlepšení kanálu a přístavu v Bretani v letech 1783-84. Byl do tohoto úkolu tlačen proti jeho lepšímu úsudku a nakonec vzal vinu, když byly vzneseny kritiky, a v listopadu 1783 strávil týden ve vězení.
podnikl také služby pro příslušné francouzské vlády v tak rozmanitých oblastech, jako je vzdělávání a reforma nemocnic. V roce 1787 podnikl výlet do Anglie, aby podal zprávu o podmínkách v nemocnicích v Londýně. V červenci 1784 byl jmenován, aby se staral o královské fontány a převzal velkou část zásobování vodou v Paříži. Dne 26. února 1790 se narodil Coulombův první syn, ačkoli nebyl ženatý s Louise Françoise LeProust Desormeaux, která byla matkou jeho syna.
když francouzská revoluce začala v roce 1789 Coulomb byl hluboce zapojen do jeho vědecké práce. Mnoho institucí bylo reorganizováno, ne všechny podle Coulombových představ, a v roce 1791 odešel z Corps du Génie. Přibližně ve stejné době, kdy byla v srpnu 1783 zrušena Académie des Sciences, byl odvolán z funkce odpovědné za zásobování vodou a v prosinci 1793 byl také rozpuštěn Výbor pro váhy a míry, ve kterém sloužil. Coulomb a Borda odešli do země, aby provedli vědecký výzkum v domě, který vlastnil poblíž Blois.
Académie des Sciences byl nahrazen Institut de France a Coulomb se vrátil do Paříže, když byl zvolen do ústavu v prosinci 1795. Dne 30. července 1797 se mu narodil druhý syn a v roce 1802 se oženil s Louise Françoise LeProust Desormeaux, matkou jeho dvou synů. Zmínili jsme výše, že Coulomb byl zapojen do služeb vzdělávání. Jednalo se převážně o období 1802 až 1806, kdy byl generálním inspektorem veřejné výuky a v této roli byl hlavně zodpovědný za zřízení lycées po celé Francii.
zakončme citací pocty, kterou mu zaplatil Biot, který napsal:-
Borda a Coulombovi vděčí za renesanci skutečné fyziky ve Francii, nikoli za podrobnou a hypotetickou fyziku, ale za geniální a přesnou fyziku, která pozoruje a porovnává vše s přísností.