Сэр Джон Фредерик Уильям Гершель, 1-й баронет KH FRS ( / ˈ h ɜːr ʃ əl , ˈ h ɛər - / ; [2] 7 марта 1792 – 11 мая 1871) [1] был английским энциклопедистом, работавшим как математик , астроном , химик , изобретатель и фотограф-экспериментатор, который изобрёл светокопию [3] [4] [5] и занимался ботаническими работами. [6]
Гершель был инициатором использования юлианской системы дней в астрономии . Он дал названия семи лунам Сатурна и четырем лунам Урана — седьмой планеты, открытой его отцом сэром Уильямом Гершелем . Он внес большой вклад в науку фотографии, исследовал дальтонизм и химическую силу ультрафиолетовых лучей. Его «Вступительное рассуждение» (1831), в котором отстаивался индуктивный подход к научному эксперименту и построению теорий, стало важным вкладом в философию науки . [7]
Гершель родился в Слау , Бакингемшир, в семье Мэри Болдуин и астронома сэра Уильяма Гершеля . Он был племянником астронома Каролины Гершель . Он недолго учился в Итонском колледже и колледже Святого Иоанна в Кембридже , окончив его в 1813 году в качестве старшего вранглера . [8] Именно во время учебы он подружился с математиками Чарльзом Бэббиджем и Джорджем Пикоком . [6] Он покинул Кембридж в 1816 году и начал работать со своим отцом. Он занялся астрономией в 1816 году, построив рефлекторный телескоп с зеркалом диаметром 18 дюймов (460 мм) и фокусным расстоянием 20 футов (6,1 м) . Между 1821 и 1823 годами он повторно исследовал вместе с Джеймсом Саутом двойные звезды, каталогизированные его отцом. [9] Он был одним из основателей Королевского астрономического общества в 1820 году. За свою работу с отцом он был награжден Золотой медалью Королевского астрономического общества в 1826 году (которую он снова выиграл в 1836 году) и Медалью Лаланда Французской академии наук в 1825 году, в то время как в 1821 году Королевское общество наградило его Медалью Копли за его математический вклад в их Труды. Гершель был сделан Рыцарем Королевского Гвельфийского Ордена в 1831 году. [6] Он также, по-видимому, был знаком с индийской мыслью и математикой, с которыми его познакомил Джордж Эверест , как утверждала Мэри Буль: [10]
Где-то около 1825 года он приехал в Англию на два или три года и завязал крепкую и пожизненную дружбу с Гершелем и Бэббиджем, который тогда был совсем молод. (.) Мой дядя вернулся из Индии. Он никогда не вмешивался в чьи-либо религиозные верования или обычаи. Но никто под его влиянием не мог продолжать верить в то, что что-либо в Библии является особенно священным, за исключением двух элементов, которые она имеет общими с другими священными книгами: знание наших отношений с другими и способность человека поддерживать прямой разговор с невидимой истиной.
В своей исторической статье «Математика в энциклопедии Брюстера» он заявил :
«Брахма-сиддханта», труд Брахмагупты, индийского астронома начала седьмого века, содержит общий метод решения неопределенных задач второй степени; исследование, которое фактически ставило в тупик искусство каждого современного аналитика до времени решения Лагранжа, не исключая и самого изобретательного Эйлера. [10] [11]
Гершель был президентом Королевского астрономического общества трижды: в 1827–1829, 1839–1841 и 1847–1849 годах. [12] [13]
В «Предварительном рассуждении об изучении естественной философии» Гершеля , опубликованном в начале 1831 года как часть энциклопедии Кабинета Дионисия Ларднера , были изложены методы научного исследования с упорядоченной связью между наблюдением и теоретизированием. Он описал природу как управляемую законами, которые трудно различить или сформулировать математически, и высшей целью естественной философии было понимание этих законов посредством индуктивного рассуждения , нахождение единого объединяющего объяснения для явления. Это стало авторитетным заявлением, оказавшим большое влияние на науку, особенно в Кембриджском университете , где оно вдохновило студента Чарльза Дарвина с «пламенным рвением» внести свой вклад в эту работу. [14] [15] [16]
В 1854 году он был избран членом Американского философского общества. [17]
В 1864 году Гершель опубликовал каталог своих астрономических наблюдений под названием « Общий каталог туманностей и скоплений» , который представлял собой сборник его собственных работ и работ его отца, расширяя «Каталог туманностей» старшего Гершеля . Еще один дополнительный том был опубликован посмертно под названием « Общий каталог 10 300 кратных и двойных звезд» .
Гершель правильно считал, что астигматизм возникает из-за неровности роговицы, и предположил, что зрение можно улучшить, прикладывая к роговице немного животного желе, содержащегося в стеклянной капсуле. Его взгляды были опубликованы в статье под названием «Свет» в 1828 году и в « Encyclopaedia Metropolitana» в 1845 году. [18]
Открытия Гершеля включают галактики NGC 7 , NGC 10 , NGC 25 и NGC 28 .
Он отклонил предложение герцога Сассекского отправиться в Южную Африку на военном корабле . [19] У Гершеля были собственные унаследованные деньги, и он заплатил 500 фунтов стерлингов за проезд на SS Mountstuart Elphinstone . Он, его жена, трое детей и его 20-дюймовый телескоп отплыли из Портсмута 13 ноября 1833 года. [1]
Путешествие в Южную Африку было совершено для каталогизации звезд, туманностей и других объектов южного неба. [6] Это должно было стать как завершением, так и расширением обзора северного неба, первоначально предпринятого его отцом Уильямом Гершелем . Он прибыл в Кейптаун 15 января 1834 года и установил частный 21-футовый (6,4 м) телескоп в Фельдхаузене (на месте современной начальной школы Гроув ) в Клермонте , пригороде Кейптауна . Среди его других наблюдений в это время было наблюдение за возвращением кометы Галлея . Гершель сотрудничал с Томасом Маклиром , королевским астрономом на мысе Доброй Надежды, и члены двух семей стали близкими друзьями. В это время он также стал свидетелем Великого извержения Эты Карины (декабрь 1837 года).
Однако, в дополнение к его астрономической работе, это путешествие в дальний уголок Британской империи также дало Гершелю возможность сбежать от давления, под которым он оказался в Лондоне, где он был одним из самых востребованных из всех британских ученых. Находясь на юге Африки , он занимался широким спектром научных занятий, не испытывая сильного чувства обязательств перед большим научным сообществом. Это было, как он позже вспоминал, вероятно, самое счастливое время в его жизни. [ 20] В его честь названа деревня в современной провинции Восточный Кейп .
Гершель объединил свои таланты с талантами своей жены Маргарет, и между 1834 и 1838 годами они создали 131 ботаническую иллюстрацию прекрасного качества, демонстрирующую флору Капской колонии. Гершель использовал камеру-люциду , чтобы получить точные очертания образцов, и оставил детали своей жене. Несмотря на то, что их портфолио было задумано как личный отчет, и несмотря на отсутствие цветочных препарирований на картинах, их точное воспроизведение делает их более ценными, чем многие современные коллекции. Около 112 из 132 известных исследований цветов были собраны и опубликованы как Flora Herscheliana в 1996 году. В книгу также вошли работы Чарльза Дэвидсона Белла и Томаса Боулера. [21]
В качестве своего дома во время пребывания на Мысе Гершели выбрали «Фельдхаузен» («Полевые дома»), [21] старое поместье на юго-восточной стороне Столовой горы . Здесь Джон установил свой рефлектор, чтобы начать обследование южного неба.
Гершель, в то же время, много читал. Заинтригованный идеями постепенного формирования ландшафтов, изложенными в «Принципах геологии » Чарльза Лайеля , он написал Лайелю 20 февраля 1836 года, восхваляя книгу как работу, которая принесет «полную революцию в [ее] предмете, полностью изменив точку зрения, с которой она должна отныне рассматриваться» и открыв путь для смелых размышлений об «этой тайне тайн, замене вымерших видов другими». Сам Гершель считал катастрофическое вымирание и обновление «неадекватной концепцией Творца» и по аналогии с другими промежуточными причинами , «возникновение новых видов, если бы оно когда-либо попало в наше ведение, было бы обнаружено естественным в отличие от чудесного процесса». [22] [23] Он предварил свои слова двустишием:
Тот, кто отправляется на такие поиски, не должен знать страха или неудачи.
Для трусливой души или неверного сердца поиски будут тщетны.
Придерживаясь градуалистского взгляда на развитие и ссылаясь на эволюционное происхождение от протоязыка , Гершель прокомментировал:
Слова для антрополога то же, что обкатанные камешки для геолога — потрепанные реликвии прошлых веков, часто содержащие в себе неизгладимые записи, поддающиеся разумной интерпретации, — и когда мы видим, какое количество изменений 2000 лет смогли произвести в языках Греции и Италии или 1000 лет в языках Германии, Франции и Испании, мы, естественно, начинаем спрашивать, сколько времени должно было пройти с тех пор, как у китайцев, евреев, делаваров и малагасийцев [малагасийцев] появилась общая точка с немцами и итальянцами и друг с другом — Время! Время! Время! — мы не должны оспаривать хронологию Священного Писания, но мы должны интерпретировать ее в соответствии с тем, что покажется при честном исследовании истиной, поскольку не может быть двух истин. И действительно, есть достаточно возможностей: ведь жизнь Патриархов может быть столь же разумно продлена до 5000 или 50000 лет каждый, как дни Творения — до многих миллиардов лет. [24] [25]
Документ был распространен, и Чарльз Бэббидж включил выдержки из него в свой девятый и неофициальный «Трактат Бриджуотера» , в котором постулировались законы, установленные божественным программистом. [22] Когда HMS Beagle зашел в Кейптаун , капитан Роберт Фицрой и молодой натуралист Чарльз Дарвин посетили Гершеля 3 июня 1836 года. Позже Дарвин будет находиться под влиянием трудов Гершеля при разработке своей теории, выдвинутой в « Происхождении видов» . В первых строках этой работы Дарвин пишет, что его намерение — «пролить свет на происхождение видов — эту тайну тайн, как ее назвал один из наших величайших философов», имея в виду Гершеля. Однако Гершель в конечном итоге отверг теорию естественного отбора. [26]
Гершель вернулся в Англию в 1838 году, получил титул баронета из Слау в графстве Бекингем [6] и опубликовал «Результаты астрономических наблюдений, сделанных на мысе Доброй Надежды» в 1847 году. В этой публикации он предложил названия, которые используются и по сей день для семи известных тогда спутников Сатурна : Мимас , Энцелад , Тетис , Диона , Рея , Титан и Япет . [27] В том же году Гершель получил за эту работу вторую медаль Копли от Королевского общества. Несколько лет спустя, в 1852 году, он предложил названия, которые используются и по сей день для четырех известных тогда спутников Урана : Ариэль , Умбриэль , Титания и Оберон . Каменный обелиск, воздвигнутый в 1842 году и ныне находящийся на территории начальной школы Гроув , отмечает место, где когда-то стоял его 20-футовый рефлектор. [28]
Гершель внес многочисленные важные вклады в фотографию. Он усовершенствовал фотографические процессы , в частности, изобрел процесс цианотипии [30] , который стал известен как светокопии , [3] [4] [5] и его вариации, такие как хризотипия . В 1839 году он сделал фотографию на стекле, которая существует до сих пор, и экспериментировал с воспроизведением цвета, отметив, что лучи разных частей спектра имеют тенденцию придавать свой собственный цвет фотобумаге . Гершель проводил эксперименты с использованием светочувствительных эмульсий овощных соков, называемых фитотипами, также известных как антотипы , и опубликовал свои открытия в Philosophical Transactions of the Royal Society of London в 1842 году. [31] В начале 1840-х годов он сотрудничал с Генри Колленом , портретистом королевы Виктории . Первоначально Гершель открыл платиновый процесс на основе светочувствительности солей платины, позже разработанной Уильямом Уиллисом . [32]
Гершель ввел термин «фотография» в 1839 году. [33] [34] Гершель также был первым, кто применил термины «негатив» и «позитив» к фотографии. [6]
В 1819 году Гершель открыл, что тиосульфат натрия является растворителем галогенидов серебра [35], и сообщил Тальботу и Дагеру о своем открытии, что этот «гипосульфит натрия» («гипо») можно использовать в качестве фотографического фиксатора , чтобы «фиксировать» изображения и делать их постоянными, после экспериментального применения его таким образом в начале 1839 года.
Новаторские исследования Гершеля по этой теме были зачитаны в Королевском обществе в Лондоне в марте 1839 года и январе 1840 года.
Гершель написал много статей и докладов, включая статьи по метеорологии, физической географии и телескопу для восьмого издания Encyclopaedia Britannica . [6] Он также перевел « Илиаду» Гомера.
В 1823 году Гершель опубликовал свои выводы об оптических спектрах солей металлов. [36]
В 1825 году Гершель изобрел актинометр для измерения прямой тепловой мощности солнечных лучей [37], и его работа с этим прибором имеет большое значение в ранней истории фотохимии .
Гершель предложил поправку к григорианскому календарю, сделав годы кратными 4000 обычных лет, а не високосными , тем самым сократив среднюю продолжительность календарного года с 365,2425 дней до 365,24225. [38] Хотя это ближе к среднему тропическому году в 365,24219 дней, его предложение так и не было принято, поскольку григорианский календарь основан на среднем времени между весенними равноденствиями (в настоящее время 365,242 374 дня). [39]
В 1832 году Гершель был избран почетным иностранным членом Американской академии искусств и наук [40] , а в 1836 году — иностранным членом Королевской шведской академии наук .
В 1835 году газета New York Sun опубликовала серию сатирических статей, получивших известность как « Великая лунная мистификация» , в которых содержались ложные утверждения, приписываемые Гершелю, о его предполагаемых открытиях животных, живущих на Луне, в том числе крылатых гуманоидов, похожих на летучих мышей.
В его честь названы несколько мест: деревня Гершель в западном Саскачеване , Канада , место открытия Dolichorhynchops herschelensis , вида плезиозавров ; гора Гершель в Антарктиде ; кратер Дж. Гершеля на Луне ; а также поселение Гершель в Восточной Капской провинции и школа для девочек Гершеля в Кейптауне , Южная Африка.
Хотя общепринято считать, что остров Гершеля в Северном Ледовитом океане, являющийся частью территории Юкон , был назван в его честь, записи в журнале экспедиции сэра Джона Франклина утверждают, что последний хотел почтить память семьи Гершелей, в которой отец Джона Гершеля, сэр Уильям Гершель , и его тетя, Каролина Гершель , являются такими же известными, как и Джон. [41]
Гершель женился на Маргарет Броди Стюарт (1810–1884) 3 марта 1829 года [1] в церкви Св. Марлибона в Лондоне и стал отцом следующих детей: [42]
Гершель умер 11 мая 1871 года в возрасте 79 лет в Коллингвуде, своем доме недалеко от Хокхерста в Кенте. После его смерти он был похоронен по национальному образцу и похоронен в Вестминстерском аббатстве . [43]
Его некролог, написанный Генри У. Филдом из Лондона, был зачитан Американскому философскому обществу 1 декабря 1871 года. [44]
В хронологическом порядке
Сэр Джон Гершель послужил основой для персонажа с таким же именем в радиомюзикле Pulp Musicals . В сериале его играет Курт Мега, и в нем представлена сильно вымышленная версия Гершеля. [46]
