Саймон Ньюкомб (12 марта 1835 — 11 июля 1909) был канадско - американским астрономом , прикладным математиком и самоучкой- полиматом . Он служил профессором математики в Военно-морских силах США и в Университете Джонса Хопкинса . Родившись в Новой Шотландии , в возрасте 19 лет Ньюкомб оставил ученичество, чтобы присоединиться к своему отцу в Массачусетсе, где последний преподавал.
Хотя Ньюкомб не получил традиционного образования, он получил степень бакалавра в Гарварде в 1858 году. Позже он внес важный вклад в хронометрию , а также в другие области прикладной математики , такие как экономика и статистика . Свободно владея несколькими языками, он также написал и опубликовал несколько научно-популярных книг и научно-фантастический роман .
Саймон Ньюкомб родился в городе Уоллес , Новая Шотландия . Его родителями были Джон Бертон Ньюкомб и его жена Эмили Принс. Его отец был странствующим школьным учителем и часто переезжал, чтобы преподавать в разных частях Канады, особенно в Новой Шотландии и на острове Принца Эдуарда . По линии матери Саймон Ньюкомб был дальним родственником Уильяма Генри Стивза , канадского отца Конфедерации . Их предком-иммигрантом по этой линии был Генрих Штиф, который иммигрировал из Германии и поселился в Нью-Брансуике около 1760 года. [1]
Ньюкомб, похоже, не получил традиционного образования и обучался у своего отца. В 1851 году он также недолго учился у доктора Фошая, шарлатана- травника в Нью-Брансуике. Но его отец дал ему прекрасную основу для будущих исследований юноши. Ньюкомб поступил в ученики к доктору Фошая в возрасте 16 лет. Они договорились, что Ньюкомб будет проходить пятилетнее ученичество, в течение которого Фошай будет обучать его использованию трав для лечения болезней. Через два года Ньюкомб стал все более несчастным и разочарованным, так как понял, что у Фошая ненаучный подход и что он шарлатан. Он покинул Фошай и нарушил их соглашение. Он прошел 120 миль (190 км) до порта Кале, штат Мэн . Там он встретил капитана корабля, который согласился отвезти его в Сейлем, штат Массачусетс , куда его отец переехал на работу учителем. [2] Примерно в 1854 году Ньюкомб присоединился к своему отцу в Сейлеме, и они вместе отправились в Мэриленд.
Ньюкомб преподавал в течение двух лет в Мэриленде, с 1854 по 1856 год; первый год в сельской школе в Мэсси-Кросс-Роудс, округ Кент , затем год неподалеку в Садлерсвилле в округе Куин-Энн . Оба были расположены в преимущественно сельской местности Восточного побережья . В свободное время Ньюкомб изучал различные предметы, такие как политическая экономия и религия, но его самые глубокие исследования были сделаны в области математики и астрономии.
В частности, в это время он читал «Начала » Исаака Ньютона ( 1687). В 1856 году Ньюкомб устроился частным репетитором недалеко от Вашингтона, округ Колумбия . Он часто ездил в город, чтобы изучать математику в его библиотеках. Он взял копию перевода Натаниэля Боудича «Трактата о небесной механике» Пьера-Симона Лапласа из библиотеки Смитсоновского института , но обнаружил, что математика ему не по плечу. [3]
Ньюкомб самостоятельно изучал математику и физику. Некоторое время он зарабатывал на жизнь преподаванием, прежде чем стать человеком-вычислителем (функционером, отвечающим за вычисления) в офисе Nautical Almanac в Кембридже, штат Массачусетс , в 1857 году. Примерно в то же время он поступил в Lawrence Scientific School Гарвардского университета , которую окончил со степенью бакалавра наук в 1858 году. [3]
Ньюкомб изучал математику у Бенджамина Пирса , который также часто приглашал бедного ученого к себе домой. [4] Биограф Ньюкомба Брент в своей книге 1993 года сказал, что молодой человек развил неприязнь к сыну Пирса, Чарльзу Сандерсу Пирсу , и был обвинен в «успешном разрушении» карьеры К. С. Пирса. [5] В частности, Дэниел Койт Гилман , президент Университета Джонса Хопкинса , как говорили, был на грани предоставления пожизненной должности К. С. Пирсу, прежде чем Ньюкомб вмешался за кулисами, чтобы отговорить его. [6] Брент говорит, что примерно 20 лет спустя Ньюкомб аналогичным образом повлиял на попечителей Института Карнеги, чтобы отказать К. С. Пирсу в гранте Карнеги. Это помешало Пирсу опубликовать работу всей своей жизни. Грант поддержали Эндрю Карнеги , Теодор Рузвельт , Уильям Джеймс и другие, которые написали в его поддержку. [7] Предполагается, что мотивация Ньюкомба заключалась в том, что, несмотря на то, что он был «без сомнения весьма умен», «как Сальери в «Амадее» Питера Шеффера, он также обладал достаточным талантом, чтобы осознавать, что он не гений, и достаточно мелочностью, чтобы возмущаться тем, кто был гением». Кроме того, «чрезвычайно набожный и буквально мыслящий христианин с жесткими моральными стандартами», он был потрясен тем, что он считал личными недостатками Пирса, что делало невыносимым для Ньюкомба тот факт, что он зависел от покровительства отца человека, которого он считал презренным. [8]
В преддверии Гражданской войны в США многие сотрудники ВМС США с южным прошлым покинули службу. В 1861 году Ньюкомб воспользовался вакансией и был нанят в качестве профессора математики и астронома в Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне, округ Колумбия. Ньюкомб приступил к работе по измерению положения планет в качестве вспомогательного средства для навигации, все больше интересуясь теориями движения планет . [3]
К тому времени, как Ньюкомб посетил Париж , Франция, в 1870 году, он знал, что таблица лунных положений, рассчитанная Петером Андреасом Хансеном, была ошибочной. Находясь в Париже, он понял, что в дополнение к данным с 1750 по 1838 год, которые использовал Хансен, были и более ранние данные, задокументированные еще в 1672 году. Но у него было мало времени для анализа, поскольку он стал свидетелем поражения французского императора Наполеона III во Франко-прусской войне и переворота, положившего конец Второй Французской империи . Ньюкомбу удалось бежать из города во время последовавших беспорядков; они привели к образованию Парижской коммуны и охватили даже Парижскую обсерваторию . Ньюкомб использовал «новые» данные для пересмотра таблиц Хансена. [3]
В 1875 году ему предложили пост директора обсерватории Гарвардского колледжа, но он отказался, решив, что его интересы лежат в области математики, а не наблюдений. [3]
В 1877 году он стал директором Nautical Almanac Office , где, при умелом содействии Джорджа Уильяма Хилла , он приступил к программе пересчета всех основных астрономических констант. С 1884 года он также выполнял ответственную роль профессора математики и астрономии в Университете Джона Хопкинса в Балтиморе , продолжая, однако, проживать в Вашингтоне. [9]
Совместно с AMW Downing Ньюкомб разработал план по устранению международной путаницы в вопросе астрономических констант. К тому времени, как он посетил конференцию по стандартизации в Париже , Франция, в мае 1896 года, международное сообщество пришло к единому мнению, что все эфемериды должны основываться на вычислениях Ньюкомба: Newcomb's Tables of the Sun. Еще в 1950 году другая конференция подтвердила константы Ньюкомба в качестве международного стандарта. [3]
Во время Гражданской войны в США Ньюкомб женился на Мэри Кэролайн Хасслер 4 августа 1863 года. У пары было три дочери и сын, который умер в младенчестве. [10] Родителями Мэри Кэролайн Хасслер были хирург ВМС США доктор Чарльз Август Хасслер и его жена. Ее дедом по отцовской линии был Фердинанд Хасслер , первый суперинтендант Береговой службы . [11]
Ньюкомб умер в Вашингтоне, округ Колумбия , 11 июля 1909 года от рака мочевого пузыря . Он был похоронен с воинскими почестями на Арлингтонском национальном кладбище в присутствии президента Уильяма Говарда Тафта . [3]
Дочь Ньюкомба Анита Ньюкомб Макги (1864–1940) стала врачом и основала Корпус армейских медсестёр . Она получила Испанскую военную медаль за службу за свои заслуги во время испано-американской войны . За свою последующую работу в Японии она была награждена Японским императорским орденом Драгоценной короны , японским знаком Красного Креста и двумя медалями Русско-японской войны от японского правительства. Она была похоронена рядом со своим отцом со всеми воинскими почестями. [12]
Дочь Ньюкомба, Анна Джозефа, училась в Лиге студентов-художников в Нью-Йорке . [13] Она принимала активное участие в движении за избирательное право. В 1912 году она организовала первое собрание в Корнуолле в поддержку права голоса для женщин. [13] Джозефа Ньюкомб вышла замуж за Эдварда Болдуина Уитни , который был сыном профессора Уильяма Дуайта Уитни и его жены, а также внуком сенатора США и губернатора Коннектикута Роджера Шермана Болдуина . Он занимал должность помощника генерального прокурора США. Их внук Хасслер Уитни стал математиком и профессором. [14]
В 1878 году Ньюкомб начал планировать новое и точное измерение скорости света . Он считал, что это необходимо для учета точных значений многих астрономических констант. Он уже начал разрабатывать усовершенствование метода Леона Фуко , когда получил письмо от Альберта Абрахама Майкельсона , молодого морского офицера и физика, который также планировал такое измерение. Так началось долгое сотрудничество и дружба. В 1880 году Майкельсон помогал Ньюкомбу в первоначальном измерении с инструментами, расположенными в Форт-Майере и Военно-морской обсерватории США , тогда расположенной недалеко от реки Потомак . Майкельсон ушел, чтобы начать свой собственный проект к тому времени, когда Ньюкомб организовал второй набор измерений между обсерваторией и Монументом Вашингтона . Хотя Майкельсон опубликовал свое первое измерение в 1880 году, измерение Ньюкомба существенно отличалось. В 1883 году Майкельсон пересмотрел свое измерение, приблизив его к значению Ньюкомба. [3] [ проверка не удалась ]
В 1881 году Ньюкомб открыл статистический принцип, который теперь известен как закон Бенфорда . Он заметил, что ранние страницы книг по логарифмам , которые в то время использовались для выполнения логарифмических вычислений, были гораздо более изношенными, чем более поздние страницы. Это привело его к формулировке принципа, что в любом списке чисел, взятом из произвольного набора данных, больше чисел будут начинаться с «1», чем с любой другой цифры. [15]
В 1891 году, через несколько месяцев после открытия Сетом Карло Чандлером 14-месячного изменения широты , которое теперь называют колебанием Чандлера , Ньюкомб объяснил кажущееся противоречие между наблюдаемым движением и предсказанным периодом колебания. Теория основывалась на абсолютно твердом теле, но Земля немного упруга. Ньюкомб использовал изменение наблюдений широты для оценки упругости Земли, обнаружив, что она немного более жесткая, чем сталь. [16]
Ньюкомб был самоучкой и эрудитом . Он писал об экономике , и его «Принципы политической экономии» (1885) были описаны Джоном Мейнардом Кейнсом как «одна из тех оригинальных работ, которые свежий научный ум, не извращенный чтением слишком большого количества ортодоксальной литературы, способен время от времени создавать в таком полусформированном предмете, как экономика». Ирвинг Фишер приписывал Ньюкомбу первую известную формулировку уравнения обмена между деньгами и товарами, используемого в количественной теории денег . [17] Он говорил на французском, немецком, итальянском и шведском языках ; был активным альпинистом ; и много читал. Он также написал ряд научно-популярных книг и научно-фантастический роман «Его мудрость защитника» (1900). [3] Ньюкомб был первым человеком, наблюдавшим геофизическое явление «Свечение воздуха» в 1901 году. [18]
В 1888 году Саймон Ньюкомб писал: «Мы, вероятно, приближаемся к пределу всего, что мы можем знать об астрономии». В 1900 году его «Элементы астрономии» были опубликованы American Book Company.
Однако к 1903 году его взгляды изменились. В статье в журнале Science он писал:
«Перед нами лежит безграничное поле, о существовании которого едва ли подозревали десять лет назад, исследование которого вполне может поглотить деятельность наших физических лабораторий и огромной массы наших астрономических наблюдателей и исследователей на протяжении стольких поколений, сколько потребуется, чтобы довести электрическую науку до ее нынешнего состояния». [19]
Известно, что Ньюкомб считал невозможным построить «летающий аппарат». Он начинает статью под названием «Возможен ли дирижабль?» замечанием: «Это зависит, прежде всего, от того, сделаем ли мы необходимые научные открытия». Он заканчивает замечанием: «Построение воздушного судна... которое могло бы перевозить даже одного человека с места на место по желанию, требует открытия какого-то нового металла или какой-то новой силы». [20]
В номере The Independent от 22 октября 1903 года Ньюкомб сделал известное замечание: «Не могут ли наши механики... в конечном итоге признать, что воздушный полет — это одна из величайших проблем, с которой человек никогда не сможет справиться, и отказаться от всех попыток с ней справиться?» [21] [22] Он предположил, что даже если человек полетит, он не сможет остановиться. «Как только он сбавит скорость, он начнет падать. Как только он остановится, он упадет как мертвая масса». Ньюкомб не имел понятия о аэродинамическом профиле . Его «аэроплан» был наклонной «тонкой плоской доской». Поэтому он пришел к выводу, что он никогда не сможет выдержать вес человека.
Ньюкомб особенно критиковал работу Сэмюэля Пирпонта Лэнгли , который утверждал, что может построить летательный аппарат, работающий на паровом двигателе, но чьи первые попытки полета потерпели публичную неудачу. [23] Однако в 1903 году Ньюкомб также говорил:
«Вполне вероятно, что XX век станет свидетелем природных сил, которые позволят нам летать с континента на континент со скоростью, намного превышающей скорость птицы. Но когда мы задаемся вопросом, возможен ли воздушный полет при нынешнем состоянии наших знаний; можно ли из имеющихся у нас материалов изготовить комбинацию стали, ткани и проволоки, которая, приводимая в движение силой электричества или пара, образует успешный летательный аппарат, перспективы могут быть совершенно иными». [24]
Ньюкомб не знал об усилиях братьев Райт , чья работа была выполнена в относительной безвестности ( Сантос-Дюмон летал на своем 14-бис в Париже только в 1906 году) и, по-видимому, не знал о лучшем соотношении мощности к весу двигателя внутреннего сгорания . Когда Ньюкомб услышал о полете Райт в 1908 году, он быстро принял это. [25]
Ньюкомб выступал за разработку вращающегося крыла ( вертолетов ) и дирижаблей, которые могли бы парить в воздухе (дирижаблей). В течение нескольких десятилетий цеппелины регулярно перевозили пассажиров между Европой и Соединенными Штатами, а Граф Цеппелин совершил кругосветное путешествие вокруг Земли. [26]
Ньюкомб был первым президентом Американского общества психических исследований . [27] Хотя он скептически относился к экстрасенсорному восприятию и предполагаемым паранормальным явлениям, он считал, что эта тема заслуживает изучения. К 1889 году его исследования дали отрицательный результат, а его скептицизм возрос. Биограф Альберт Э. Мойер отметил, что Ньюкомб «убеждал и надеялся убедить других, что по методологическим соображениям психические исследования являются научным тупиком». [28]
Ряд астрономических, физических и математических работ, написанных между 1882 и 1912 годами, упоминаются в «Astronomical Papers Prepared For The Use Of The American Ephemeris And Nautical Almanac». Военно-морская обсерватория США . Офис Nautical Almanac. 12 августа 2008 г. Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Получено 24 февраля 2009 г.
