|
約翰·赫歇爾(1792年—1871年) 科學史話 王善欽 人類歷史的長河里，出現(xiàn)了許多橫跨多個學科的杰出學者，這些學者在自己感興趣的多個領域里都取得了出色的成就，以博學家的身份名垂青史。約翰·赫歇爾就是這些博學家中的重要一員。 約翰·赫歇爾1792年誕生于一個天文學家族之中，父親威廉·赫歇爾是偉大的天文學家、天王星的發(fā)現(xiàn)者、紅外線的發(fā)現(xiàn)者、恒星天文學之父，姑姑卡洛琳·赫歇爾也是著名的天文學家。 雖然身處這樣一個當時最強的天文學家庭，約翰·赫歇爾一開始卻并未專注于天文學研究。他15歲進入劍橋大學圣約翰學院，21歲畢業(yè)，不僅獲得了劍橋大學每年僅有兩三個名額的斯密斯獎，還在劍橋大學的數學榮譽學位考試中獲得第一名，從而得到被譽為“在英國可獲得的最高智力成就”的“一等優(yōu)勝者”稱號。歷史上獲得這個榮譽的人中，有多位成為杰出的數學家、物理學家或其他行業(yè)佼佼者。這一年，他還因為數學方面的才能而被選為皇家學會會員。 畢業(yè)之后，約翰學習法學。1816年，24歲的約翰回到了故鄉(xiāng)斯勞，此時他的父親威廉已78歲高齡，并在8年前就已無法從事勞累的天文觀測。約翰接手了父親未竟的事業(yè)，一邊在父親指導下制造望遠鏡，整理父親得到的一些觀測材料，一邊繼續(xù)研究數學和化學。1819年，27歲的約翰發(fā)現(xiàn)硫代硫酸鈉可以溶解碘化銀、溴化銀等含銀鹵化物，這為他后來的一個重大發(fā)現(xiàn)埋下了伏筆。 1821年，29歲的約翰因為數學方面的成就獲得了英國皇家學會的科普利獎。也是從這一年開始，約翰與合作者用兩年時間核對威廉留下的星表，這個星表里記錄了大量由兩個恒星構成的雙星系統(tǒng)。約翰從星表中發(fā)現(xiàn)了525個星云與星團，因此于1825年與1826年先后獲得了法蘭西學會頒發(fā)的拉朗德獎與英國皇家天文學會頒發(fā)的金質獎。1825年，約翰發(fā)明了化學光度計，用以直接測量陽光的照射功率。 除了數學、天文學與化學之外，約翰對地質學、語言學等領域也有強烈興趣。1831年，他出版了《試論自然哲學研究》，這本書提倡用歸納的方法研究科學實驗與理論，對科學哲學有重大貢獻。這本書對物種演化尤為關注，將其稱為“謎中之謎”，這使當時在劍橋大學讀書的達爾文對物種起源等問題產生了“燃燒的熱情”。 此時的赫歇爾雖然不到40歲，卻已在數學、天文、化學與科學哲學領域都有了成就。但他并不滿足于此。為觀測南半球的天空，約翰于1833年底出發(fā)，前往非洲好望角，在那里工作了4年。在南非期間，他于1836年再次獲得皇家天文學會頒發(fā)的金質獎章，并因為3年前發(fā)表的一篇關于星云與星團的論文而首次獲得皇家獎章。1836年6月，達爾文在南非拜訪了約翰，并在后來稱他為“我們最偉大的哲學家之一”，部分原因是因為達爾文后來出版的《物種起源》受到了會見交流的巨大影響。 在南非的4年時間，被約翰認為是自己一生中最快樂的時光。他在天文觀測之余，和妻子瑪格麗特·斯蒂華一起研究了當地的多種花，他用描像器畫出花的輪廓，然后讓妻子填補細節(jié)，二人用這種方式畫出了131種植物的高質量圖像。這些畫像在1996年被出版成書，書名為《赫歇爾之花》。 約翰在照相術方面獲得的多個重要進展大大提高了他的知名度。照相術于1817年法國藝術家尼普斯發(fā)明并于1839年被達蓋爾改進為銀版照相術。這種底片未感光的部分遇光還會變黑，因此只能放在暗室中。約翰于1839年首次使用“攝像”這個詞，并在論文中指出硫代硫酸鈉可以將未感光的碘化銀溶去，將影像固定，底片就不會再變化，這個技術就是“定影”，他將這個方法告訴了達蓋爾等人。這個技術可以追溯到他20年前的發(fā)現(xiàn)。因為在照相術方面的重大貢獻，他在1840年第二次獲得皇家獎章。在照相術方面，約翰還發(fā)明了此后長期流行的“藍曬法”等重要的照相技術。 由于底片上光照最強的部分最黑，光照最弱的地方最白，與實際的黑白相反，約翰將底片稱為“負片”；這個稱謂，連同他發(fā)明的名詞“正片”與“攝像”，一直沿用至今。在約翰的重大突破之后，經過多位化學家的接力，照相術迅速成熟。照相術大大推動了天文學的發(fā)展。因此，約翰在照相術方面的貢獻，也是對天文學的重大貢獻。 1847年，耗時9年的《好望角天文觀測結果》一書出版。這本書記錄下了南天68948個恒星、星團、星云、雙星等天體的亮度與位置。因為這個成就，他在這一年第二次獲得科普利獎。在這本書里，約翰還為7顆土星衛(wèi)星命了名。 1849年，約翰出版了《天文學概要》，很快成為當時天文學的標準教材并被翻譯成多國文字，這本書的中文版由李善蘭和偉烈亞力翻譯后改名為《談天》，1859年在中國出版。1864年，約翰出版了《星云與星團總表》，將他父親威廉與自己的相關觀測工作會集其中。 1871年，約翰在肯特郡逝世，享年79歲。他被公認為那個時代最杰出的科學家之一，在多個領域留下了不朽的成就，先后獲得1次拉朗德獎、2次科普利獎，2次皇家天文學會金質獎，2次皇家獎，3次當選皇家天文學會主席(1827年、1839年與1847年)；他研究了數學、天文學、化學、實驗照相學、植物學與科學哲學等多個領域，并在這些領域都成名成家；他既有杰出的理論才能，又擅長觀測與發(fā)明。 為紀念約翰這位偉大的科學大師，英國為他舉行了國葬，將他安葬在威斯敏斯特大教堂離牛頓墓很近的區(qū)域。當年深受約翰影響的達爾文去世后，也被安葬在威斯敏斯特大教堂，他的墓碑緊挨著約翰的墓碑，一白一黑。 |
|
|
