托馬斯·哈里奧特歷史 托馬斯·哈里奧特歷史百科
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托馬斯·哈里奧特,英國的天文學家,數學家,翻譯家,在科學領域取得了成就。外文名Thomas Harriot,生卒時間1560年 - 1621年7月2日。
行業時間線
托馬斯·哈里奧特 托馬斯·哈里奧特(Thomas Harriot,1560年 - 1621年7月2日),是一位英國的天文學家,數學家,翻譯家,在科學領域取得了成就。一些資料表明他還使用其他的姓,比如Harriott或 Hariot。他有時被稱爲將馬鈴薯引入英國和愛爾蘭的人。最近的研究表明哈里奧特自1609年7月以來就通過望遠鏡觀測月球,而且首次創作完成了月球表面的...
人物生平
1560年托馬斯·哈里奧特出生在英國牛津,除此之外現在對他的家庭幾乎一無所知。
1577年他進入聖瑪麗堂學習,並且在1580年獲得學士學位。現在聖瑪麗堂已經不復存在,在維多利亞時代晚期被牛津大學的奧里爾學院合併。在學生時代哈里奧特就表現出了出衆的數學才能,畢業後不久就進入了沃爾特·雷利家族成爲了一名家庭數學教師。他參與了雷利家族船隻的設計,還利用他的天文學知識爲導航提出了專門的建議。
1585-1586年他以科學家的身份前往了英國的新殖民地弗吉尼亞,成爲了第一個在北美大陸教授西方科學技術的人。作爲航海科學顧問的哈里奧特還被雷利要求尋找出一種能有效地在船甲板上堆放炮彈的方法。他所給出的結論非常類似現代原子的結構,隨後在給開普勒的信中他描述了這一想法,由此影響了著名的“開普勒猜想”。 在他回到英國之後不久,雷利男爵便失去了女王伊麗莎白一世的寵愛,並且在1603年被新國王詹姆斯一世判處死刑。隨後哈里奧特開始爲第九代諾森伯蘭伯爵工作。
1605年諾森伯蘭因涉嫌英格蘭天主教極端分子試圖炸掉英國國會大廈的火藥陰謀而入獄。哈里奧特也被捕並且受到詢問,但很快被釋放。
1607年迴歸的哈雷彗星引起了哈里奧特對天文學的關注。
1609年初他購買了一架望遠鏡,成爲了最早使用望遠鏡進行天文學研究的天文學家之一。
1609年7月26日的那個夜晚,哈里奧特更是通過望遠鏡第一個描繪了另一個天體的景象。
1609年49歲的哈里奧特已經是當時享有盛譽的天文學家和數學家。
1621年7月2日,哈里奧特因爲皮膚癌去世。他的絕大部分科學發現都沒有被髮表,後人只能通過遺留下來的部分手稿和素描來領略這位幾乎被遺忘在歷史長河中的科學家的驚人成就。
主要貢獻
月球觀測
現在人們普遍認爲伽利略繪製了第一張月球地圖。但有科學家提出托馬斯·哈里奧特早於伽利略完成。
目前哈里奧特有超過12張的鉛筆或者墨水月球畫被保存了下來,其中的第一張、同時也是最粗糙的一張可以追溯到1609年7月26日。在這張對月齡爲5天的月亮的素描中,明暗界線的位置有一些錯位,且畫面中沒有月亮上的環形山。不過,明暗界線中彎彎曲曲的部分可能代表的正是迪奧菲魯斯環形山及其周圍的區域。素描中淡淡的陰影則描繪出了月球上現在被稱爲危海、靜海、豐富海以及可能是夢湖的區域。這張素描旁並沒有任何關於哈里奧特所見的文字描述,也沒有寫下這次觀測的目的。一種觀點認爲,哈里奧特當時是想通過望遠鏡精確地確定上弦月,然後採用和阿利斯塔克類似的方法來計算地球-月亮-太陽的距離之比,即假設上弦月時,日、月、地成直角三角形,通過測量太陽和月亮在天空中的夾角就可以測算日地距離和地月距離之比。不過這需要月齡爲7天而非是5天的月亮。由於哈里奧特的第一架望遠鏡的放大倍率僅爲6倍,因此這第一幅素描中沒有呈現出過多的細節也並不讓人吃驚。
從目前保存下來的手稿來看,在這之後差不多一年的時間裏,哈里奧特就再也沒對月亮進行過素描。1610年7月17日他畫了第二張月面素描。從這張素描開始,後續的素描展現出了越來越豐富的細節。在後來一個沒有特定註明的時期裏,哈里奧特似乎停止了他的望遠鏡觀測(可能是在1613年前)。之後他突然繪製了兩張未標註日期的完整月面圖。這兩張月面圖描繪了月海錯綜複雜的邊界,還有許多容易辨認的環形山。讓人疑惑的是,哈里奧特這些精妙的完整月面圖是不是在不同月相下繪製並且最終“拼接”到一起的。因爲滿月耀眼的光芒會“抹”掉月面圖中的許多細節。
有歷史學家認爲,哈里奧特在1610年7月17日之後的月球素描可能是受到了伽利略在1609年12月到1610年1月所繪製的月球素描——作爲《星際信使》的一部分於1610年3月在威尼斯出版——的鼓舞。儘管如此,但是還是有兩點必須強調。第一,哈里奧特的第一幅望遠鏡月球素描圖雖然“粗糙”,但確實比伽利略早了近四個月。第二哈里奧特後續繪製的完整月面圖凸顯出了他在天文觀測方面的高超技藝。從哈里奧特後續的月面素描來推斷,他所使用的望遠鏡已經達到了8倍甚至是50倍的放大倍數,這才使得他看到了越來越多的月面細節。但是哈里奧特所使用的伽利略式望遠鏡有一個巨大的缺點,那就是視場很小。這就使得使用者很難將望遠鏡對準目標,同時也無法在視場中看到整個月亮。這也解釋了爲什麼在《星際信使》中伽利略自己所繪製的環形山的大小被誇大以及它們和明暗界線之間的相對位置會有略微的變化。此外哈里奧特所繪製的完整月面圖中的月海和環形山位置都非常精確,這使得伽利略乃至後續20年的觀測都相形見絀。這對於一個在望遠鏡的視場中沒有任何測量裝置的人來說,簡直就是一個“不可能的任務”。
太陽黑子
除了月亮之外,哈里奧特使用雲層做爲天然的濾光片對太陽黑子進行了望遠鏡觀測。在1610年12月8日至1613年1月18日間哈里奧特對太陽黑子進行了199次觀測,他甚至還由此得出了太陽自轉週期爲27天的結論。雖然哈里奧特並不知道太陽不同緯度的自轉週期不同,但是這一數值也比同時代的結果要精確的多。另外,在1610年夏天之後,哈里奧特還對木星衛星進行了觀測。根據對他現存手稿的分析發現,他對木星衛星的運動週期進行了非常精確的測定。
光學
1602年,哈里奧特發現了折射定律,比威理博·斯涅爾還早了19年發現了斯涅爾定律(入射光和折射光位於同一平面及入射角和折射角所滿足的關係)。可是,他並沒有發表他的結果,雖然他曾經在與約翰內斯·開普勒的通信中提到了這件事。
他在代數領域還提出了方程複數根的想法,但不幸的是被無法理解這一概念的編輯把這部分內容從他的代數著作中刪去了。1621年7月2日,哈里奧特因爲皮膚癌去世。他的絕大部分科學發現都沒有被髮表,後人只能通過遺留下來的部分手稿和素描來領略這位幾乎被遺忘在歷史長河中的科學家的驚人成就。
數學
作爲一位數學家,哈里奧特常被認爲是英國代數學學派的奠基人。 他在這個領域的鉅著《使用分析學》(Artis analyticaepraxis),直到他去世十年之後才發表。此書主要講的是方程理論,包括一次、二次、三次和四次方程的處理,具有給定根的方程的建立方法,方程的根與係數的關係,把一個方程變成其根與原方程的根有特定關係的方程的變換,以及方程的數值解。自然,這些資料中的大部分,在韋達的著作中可以找到,哈里奧特按照韋達的方法,用元音代表未知數,輔音代表常數;但是,他用小寫字母比用大寫字母多。他改進了韋達的乘冪的記號,用aa表示a,用aaa表示a等等。他還是第一次用>(大於)和<(小於)符號的人,但是,沒有立即被其他作者接受。
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