Джон Коуч Адамс

Джон Коуч Адамс ФРС ФРСЭ ФРАС
Адамс ок. 1870 г.
Рожденный	( 1819-06-05 ) 5 июня 1819 г. Ланист , Корнуолл, Англия
Умер	21 января 1892 г. ) ( 1892-01-21 ) ( 72 года Кембриджская обсерватория , Кембриджшир, Англия
Известный	Открытие Нептуна Линейные многошаговые методы Приливное ускорение
Награды	Премия Смита (1843 г.) Медаль Копли (1848 г.) Золотая медаль Королевского астрономического общества (1866 г.)
Научная карьера
Поля	Математика Астрономия
Учреждения	Университет Сент-Эндрюс Кембриджский университет
Научные консультанты	Джон Хаймерс

Джон Коуч Адамс FRS FRSE FRAS ( / k uː tʃ / ; 5 июня 1819 — 21 января 1892) — британский математик и астроном . Он родился в Ланисте , недалеко от Лонсестона, Корнуолл , и умер в Кембридже .

Его самым известным достижением было предсказание существования и положения Нептуна , используя только математику. Расчеты были сделаны для объяснения Урана орбитой с и законами Кеплера Ньютона и расхождений . В то же время, но неизвестно друг другу, такие же расчеты произвел Урбен Леверье . Леверье отправит свои координаты астроному Берлинской обсерватории Иоганну Готфриду Галле , который подтвердил существование планеты 23 сентября 1846 года, обнаружив ее в пределах 1° от предсказанного Леверье местоположения. (Были и в некоторой степени до сих пор существуют некоторые разногласия по поводу распределения заслуг за это открытие; см. «Открытие Нептуна ».)

Адамс был профессором Лаундина в Кембриджском университете с 1859 года до своей смерти. Он выиграл золотую медаль Королевского астрономического общества в 1866 году. В 1884 году он присутствовал на Международной конференции по меридианам в качестве делегата от Великобритании .

Кратер Чарльза на Луне назван в честь него, Уолтера Сиднея Адамса и Хичкока Адамса . Нептуна самое дальнее известное кольцо и астероид Адамс 1996 года В его честь также названы . Премия Адамса , врученная Кембриджским университетом, отмечает его предсказание положения Нептуна. Его личная библиотека хранится в библиотеке Кембриджского университета .

Ранняя жизнь

Джон Коуч Адамс

Адамс родился на ферме Лидкот в Ланисте . недалеко от Лонсестона, Корнуолл , старший из семи детей. Его родителями были Томас Адамс (1788–1859), бедный фермер-арендатор , и его жена Табита Нилл Гриллс (1796–1866). Семья была набожными уэслианцами , которые любили музыку, и среди братьев Джона Томас стал миссионером, Джордж — фермером, а Уильям Гриллс Адамс — профессором естественной философии и астрономии в Королевском колледже Лондона . Табита была дочерью фермера, но получила элементарное образование у Джона Коуча, своего дяди, чью небольшую библиотеку она унаследовала. Джон был заинтригован книгами по астрономии с раннего возраста.

Джон посещал деревенскую школу Ланист, где немного освоил греческий язык и алгебру . Оттуда в возрасте двенадцати лет он отправился в Девонпорт , где двоюродный брат его матери, преподобный Джон Коуч Гриллс, держал частную школу. Там он изучал классику , но в основном был самоучкой в ​​математике , учился в библиотеке Девонпортского механического института и читал «Циклопедию» Риса и » Сэмюэля Винса «Флюксии . Он наблюдал комету Галлея в 1835 году из Ландульфа , а в следующем году начал проводить свои собственные астрономические расчеты, предсказания и наблюдения, занимаясь частным репетиторством для финансирования своей деятельности.

В 1836 году его мать унаследовала небольшое поместье в Бадхарлике , и его обещания стать математиком побудили родителей отправить его в Кембриджский университет . В октябре 1839 года он поступил в качестве сизара в колледж Святого Иоанна , получив степень бакалавра в 1843 году как старший спорщик и первый лауреат премии Смита своего года.

Открытие Нептуна

Основная статья: Открытие Нептуна

В 1821 году Алексис Бувар опубликовал астрономические таблицы орбиты Урана , сделав прогнозы будущих положений на основе Ньютона законов движения и гравитации . Последующие наблюдения выявили существенные отклонения от таблиц, что побудило Бувара выдвинуть гипотезу о каком-то возмущающем теле. Адамс узнал о нарушениях еще будучи студентом и убедился в теории «возмущений». Адамс полагал, несмотря на все, что предпринималось ранее, что он может использовать данные наблюдений об Уране и, используя не что иное, как закон тяготения Ньютона, вывести массу , положение и орбиту возмущающего тела. 3 июля 1841 г. он заявил о своем намерении заняться этой проблемой.

Нептун , каким его видел «Вояджер-2» в 1989 году.

После выпускных экзаменов в 1843 году Адамс был избран членом своего колледжа и провел летние каникулы в Корнуолле, рассчитывая первую из шести итераций. Работая над этой проблемой еще в Кембридже, он обучал студентов, отправлял домой деньги на обучение своих братьев и даже научил своего кроватщика читать.

Судя по всему, Адамс сообщил о своей работе Джеймсу Чаллису , директору Кембриджской обсерватории , в середине сентября 1845 года, но существуют некоторые разногласия относительно того, каким образом. 21 октября 1845 года Адамс, вернувшись из отпуска в Корнуолле, без предварительной записи дважды посетил королевского астронома Джорджа Бидделла Эйри в Гринвиче . Не застав его дома, Адамс, по общему мнению, оставил рукопись своего решения, опять же без подробных расчетов. Эйри ответил письмом Адамсу с просьбой дать некоторые разъяснения. Похоже, что Адамс не считал этот вопрос «тривиальным», как часто утверждают, но ему не удалось дать исчерпывающий ответ. Обсуждались различные теории относительно неспособности Адамса ответить, такие как его общая нервозность, прокрастинация и дезорганизация.

Тем временем Урбен Леверье 10 ноября 1845 года представил Академии наук в Париже мемуары об Уране, показывающие, что существовавшая ранее теория не могла объяснить его движение. Прочитав мемуары Леверье, Эйри был поражен этим совпадением и начал отчаянную гонку за приоритет Англии в открытии планеты. Поиски кропотливым методом начались 29 июля. Только после того, как в Париже было объявлено об открытии Нептуна 23 сентября 1846 года, стало очевидно, что Нептун наблюдался 8 и 12 августа, но, поскольку у Чаллиса не было современной звездной карты, он не был признан планетой.

Во Франции и Англии возникли острые споры относительно заслуг двух астрономов. Когда факты стали известны, широкое признание получил тот факт, что два астронома независимо друг от друга решили проблему Урана, и каждому из них придавалась равная важность. Однако впоследствии были утверждения, что «Британцы украли Нептун» и что британские современники Адамса ретроспективно приписали ему больше заслуг, чем ему следовало. Но также примечательно (и не включено в некоторые из приведенных выше дискуссионных ссылок), что сам Адамс публично признал приоритет и заслугу Леверье (не забыв упомянуть о роли Галле) в статье, которую он представил «О возмущениях Урана». Королевскому астрономическому обществу в ноябре 1846 года:

Я упоминаю эти даты только для того, чтобы показать, что мои результаты были получены независимо и до публикации результатов г-на Леверье, а не с намерением помешать его справедливым притязаниям на честь открытия; ибо нет сомнения, что его исследования были впервые опубликованы миру и привели к фактическому открытию планеты доктором Галле, так что изложенные выше факты не могут ни в малейшей степени умалить заслугу, причитающуюся М. Леверье.

Адамс не питал обиды на Чаллиса или Эйри. и признал свою неспособность убедить астрономический мир:

Однако я не мог ожидать, что астрономы-практики, уже полностью занятые важными работами, будут испытывать такое же доверие к результатам моих исследований, как и я сам.

Стиль работы

Его мирское членство в колледже Святого Иоанна закончилось в 1852 году, и существующий устав не допускал его переизбрания. Однако Пембрук-колледж , который обладал большей свободой, в следующем году избрал его в мирское товарищество, которое он занимал до конца своей жизни.Несмотря на известность своей работы о Нептуне, Адамс также проделал много важных работ в области гравитационной астрономии и земного магнетизма. Он был особенно искусен в точных числовых расчетах, часто внося существенные изменения в работы своих предшественников. Однако он был «чрезвычайно неконкурентоспособен, неохотно публиковал несовершенные работы, чтобы стимулировать дебаты или претендовать на приоритет, не любил переписку по этому поводу и забывчив в практических вопросах». Было высказано предположение, что это симптомы синдрома Аспергера , которые также соответствуют «повторяющемуся поведению и ограниченным интересам», необходимым для выполнения расчетов Нептуна, в дополнение к его трудностям в личном взаимодействии с Чаллисом и Эйри.

Луны В 1852 году он опубликовал новые и точные таблицы параллакса , которые заменили таблицы Иоганна Карла Буркхардта , и внес исправления в теории Мари-Шарля Дамуазо , Джованни Антонио Амедео Плана и Филиппа Гюстава Дульсе .

Он надеялся, что эта работа поможет ему занять вакантную должность суперинтенданта Управления морского альманаха Его Величества, но предпочтение было отдано Джону Расселу Хинду , поскольку у Адамса не было необходимых способностей организатора и администратора.

Луны

С древних времен средняя скорость движения Луны относительно звезд считалась постоянной, но в 1695 году Эдмонд Галлей предположил, что эта средняя скорость постепенно увеличивается. Позже, в восемнадцатом веке, Ричард Данторн оценил эту скорость как +10 дюймов (угловые секунды/столетие). ² ) с точки зрения результирующей разницы лунной долготы, эффект, который стал известен как вековое ускорение Луны . Пьер-Симон Лаплас дал объяснение в 1787 году с точки зрения изменений эксцентриситета орбиты Земли . Он рассматривал только радиальную гравитационную силу на Луне со стороны Солнца и Земли, но получил близкое согласие с историческими данными наблюдений.

В 1820 году по настоянию Академии наук Дамуазо, Плана и Франческо Карлини вновь обратились к работе Лапласа, исследуя квадратичные и возмущающие члены высшего порядка, и получили аналогичные результаты, снова обращаясь только к радиальной и пренебрегая тангенциальной гравитационной силой, действующей на тело. Луна. Хансен получил аналогичные результаты в 1842 и 1847 годах.

В 1853 году Адамс опубликовал статью. показывая, что, хотя касательные члены исчезают в теории Лапласа первого порядка, они становятся существенными, когда допускаются квадратичные члены. Маленькие члены , интегрированные во времени, оказывают большое влияние, и Адамс пришел к выводу, что Плана переоценила вековое ускорение примерно на 1,66 дюйма в столетие.

Сначала Леверье отверг результаты Адамса. В 1856 году Плана признал выводы Адамса, заявив, что пересмотрел свой собственный анализ и пришел к тем же результатам. Однако вскоре он отрекся от своих показаний, опубликовав третий результат, отличающийся как от более ранних работ Адамса, так и от Планы. Делоне в 1859 году рассчитал член четвертого порядка и продублировал результат Адамса, что побудило Адамса опубликовать свои собственные расчеты для членов пятого, шестого и седьмого порядка. Адамс теперь подсчитал, что только 5,7 дюймов из наблюдаемых 11 дюймов объясняются гравитационными эффектами. Позже в том же году Филипп Гюстав Дульсе, граф де Понтекулан, опубликовал заявление о том, что касательная сила не может иметь никакого эффекта, хотя Петер Андреас Хансен , который, похоже, взял на себя роль арбитра , заявил, что бремя доказывания лежит на Понтекулане, в то время как сокрушаясь о необходимости открытия дополнительного эффекта для объяснения баланса. Большая часть споров была сосредоточена вокруг сходимости используемого разложения степенного ряда , и в 1860 году Адамс продублировал свои результаты, не используя степенной ряд. Сэр Джон Лаббок также повторил результаты Адамса, и Плана, наконец, согласился. Точка зрения Адамса была в конечном итоге принята и получила дальнейшее развитие, что принесло ему золотую медаль Королевского астрономического общества в 1866 году. Теперь известно, что необъяснимый дрейф вызван приливным ускорением .

В 1858 году Адамс стал профессором математики в Сент-Эндрюсском университете , но читал лекции только одну сессию, прежде чем вернуться в Кембридж, чтобы занять должность профессора астрономии и геометрии в Лаундине. Два года спустя он сменил Чаллиса на посту директора Кембриджской обсерватории , и этот пост Адамс занимал до своей смерти.

Леониды

Великий ливень Леонида 1833 года.

Великий метеорный дождь ноября 1866 года привлек его внимание к Леонидам , вероятный путь и период которых уже обсуждались и были предсказаны Хьюбертом Энсоном Ньютоном в 1864 году. Ньютон утверждал, что долгота восходящего узла , обозначающего место, где произойдет поток, увеличивается, и проблема объяснения этого изменения привлекла некоторых ведущих астрономов Европы.

Используя мощный и тщательный анализ, Адамс установил, что это скопление метеоров, принадлежащее Солнечной системе , пересекает вытянутый эллипс за 33,25 года и подвержено определенным возмущениям со стороны более крупных планет — Юпитера, Сатурна и Урана. Эти результаты были опубликованы в 1867 году.

Некоторые эксперты считают это самым существенным достижением Адамса. Его «окончательная орбита» Леонид совпала с орбитой кометы 55P /Темпеля-Туттля и тем самым предположила, позже получившую широкое признание, тесную связь между кометами и метеорами.

карьера

Портрет Джона Кауча Адамса работы Хуберта фон Херкомера , ок. 1888 г.

Десять лет спустя Джордж Уильям Хилл описал новый и элегантный метод решения проблемы движения Луны. Адамс кратко объявил о своей собственной неопубликованной работе в той же области, которая, следуя параллельному курсу, подтвердила и дополнила работу Хилла.

На протяжении сорока лет он периодически занимался определением констант в Карла Фридриха Гаусса теории земного магнетизма . Опять же, расчеты потребовали большого труда и не были опубликованы при его жизни. Они были отредактированы его братом Уильямом Гриллсом Адамсом и вошли во второй том собрания научных статей . Численные вычисления такого рода можно назвать почти его развлечением. Он рассчитал константу Эйлера-Машерони , возможно, несколько эксцентрично, с точностью до 236 десятичных знаков. и оценил числа Бернулли до 62-го.

Адамс безгранично восхищался Ньютоном и его работами, и многие из его статей отражают мысли Ньютона. В 1872 году Исаак Ньютон Уоллоп , 5-й граф Портсмут, подарил свою частную коллекцию бумаг Ньютона Кембриджскому университету . Адамс и Дж. Г. Стоукс взяли на себя задачу систематизировать материал и опубликовали каталог в 1888 году.

Должность Королевского астронома была предложена ему в 1881 году, но он предпочел продолжить преподавание и исследования в Кембридже. Он был британским делегатом на Международной конференции меридианов в Вашингтоне в 1884 году, когда он также присутствовал на собраниях Британской ассоциации в Монреале и Американской ассоциации в Филадельфии .

Почести

• в Кембридж в 1847 году ему предложили рыцарское звание, 1847. Считается, что во время визита королевы Виктории но он отказался либо из скромности, либо из страха перед финансовыми последствиями такого социального различия;
• 1847 г. — иностранный почетный член Американской академии искусств и наук ;
• 1848 года Медаль Копли Королевского общества ;
• 1848 года Премия Адамса , основанная членами колледжа Святого Иоанна, будет вручаться раз в два года за лучший трактат по математическому предмету;
• 1849 г. — избран членом Лондонского королевского общества и почетным членом Эдинбургского королевского общества ;
• 1851 и 1874 гг. Президент Королевского астрономического общества (1851–1853 и 1874–1876 гг.).

Семья и смерть

После продолжительной болезни Адамс умер в Кембридже 21 января 1892 года и был похоронен недалеко от своего дома на кладбище Сент-Джайлс, ныне приходе Вознесенского могильника в Кембридже. В 1863 году он женился на мисс Элизе Брюс (1827–1919) из Дублина , которая пережила его и похоронена вместе с ним. Его состояние на момент смерти составляло 32 434 фунта стерлингов (2,6 миллиона фунтов стерлингов в ценах 2003 года).

Мемориалы

• Мемориал в Вестминстерском аббатстве с портретным медальоном работы Альберта Брюса-Джоя ;
• Бюст Джой в холле колледжа Святого Иоанна в Кембридже;
• Еще один юношеский бюст принадлежит Королевскому астрономическому обществу;
• Портреты:
  • Хуберт фон Херкомер в Пембрук-колледже;
  • Поль Рафаэль Монторд в совмещенном зале больницы Сент-Джонс;
• Мемориальная доска с надписью архиепископа Бенсона в соборе Труро ;
• Пассмор Эдвардс построил в свою честь общественный институт в Лонсестоне, недалеко от места его рождения;
• Адамс Нунатак , нунатак на леднике Нептуна на острове Александра в Антарктиде, назван в его честь.
• Статуя Джой на площади Альберта в Манчестере .

Мемориал Джону Каучу Адамсу в церкви Святого Сидвелла, Ланист , Корнуолл.

Некрологи

• «Таймс» , 22 января 1892 г., стр. 6 цвет.д ( ссылка на этой странице )
• [Анон.] (1892). «Джон Кауч Адамс» . Астрономический журнал . 11 : 112. Бибкод : 1892AJ.....11..112. . дои : 10.1086/101653 .
• Дж. У. Л. Глейшер (1892 г.). «Некролог: Джон Коуч Адамс» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 53 : 184–209. Бибкод : 1893MNRAS..53..184. . дои : 10.1093/mnras/53.4.184 .
• Дж. У. Л. Глейшер (1892 г.). «Джон Кауч Адамс» . Обсерватория . 15 : 173. Бибкод : 1892Обс....15..173Г .
• [Анон.] (1891–92) Журнал Британской астрономической ассоциации 2 : 196–7.

Об Адамсе и открытии Нептуна

• Эйри, Великобритания (1847 г.). «Изложение некоторых обстоятельств, исторически связанных с открытием планеты вне Урана». Мемуары Королевского астрономического общества . 16 : 385–414. Бибкод : 1847MmRAS..16..385A .
• Эйри, В., изд. (1896). Автобиография сэра Джорджа Бидделла Эйри . Издательство Кембриджского университета. из проекта Гутенберг
• Баум, Р.; Шихан, В. (1997). В поисках планеты Вулкан: Призрак во вселенной часового механизма Ньютона . Пленум.
• Чепмен, А. (1988). «Частные исследования и общественный долг: Джордж Бидделл Эйри и поиск Нептуна». Журнал истории астрономии . 19 (2): 121–139. Бибкод : 1988JHA....19..121C . дои : 10.1177/002182868801900204 . S2CID   126074998 .
• Доггетт, Л.Е. (1997) «Небесная механика», в Ланкфорд, Дж., изд. (1997). История астрономии, энциклопедия . Тейлор и Фрэнсис. стр. 131–40 . ISBN  9780815303220 .
• Дрейер, JLE; Тернер, Х.Х., ред. (1987) [1923]. История Королевского астрономического общества [1]: 1820–1920 гг . стр. 161–2.
• Гроссер, М. (1962). Открытие Нептуна . Издательство Гарвардского университета. ISBN  0-674-21225-8 .
• «Адамс, Джон Коуч». Словарь научной биографии . Том. 1. Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера. 1970. стр. 53–54. ISBN  0-684-10114-9 .
• Харрисон, HM (1994). «Вояджер во времени и пространстве: жизнь Джона Коуча Адамса, кембриджского астронома» . Льюис: Книжная гильдия, ISBN   0-86332-918-7
• Хьюз, Д.В. (1996). «Дж. К. Адамс, Кембридж и Нептун». Заметки и отчеты Королевского общества . 50 (2): 245–8. дои : 10.1098/rsnr.1996.0027 . S2CID   146396595 .
• JWLG [JWL Glaisher] (1882). «Джеймс Чаллис» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 43 (4): 160–79. Бибкод : 1883MNRAS..43..160. . дои : 10.1093/mnras/43.4.160 .
• Коллерстром, Ник (2001). «Открытие Нептуна. Британский аргумент в пользу совместного предсказания» . Университетский колледж Лондона. Архивировано из оригинала 11 ноября 2005 года . Проверено 19 марта 2007 г.
• Мур, П. (1996). Планета Нептун: исторический обзор до «Вояджера» . Практика.
• Сэмпсон, Р.А. (1904). «Описание рукописей Адамса о возмущениях Урана». Мемуары Королевского астрономического общества . 54 : 143–161. Бибкод : 1904MmRAS..54..143S .
• «Джон Кауч Адамс и открытие Нептуна». Случайные заметки Королевского астрономического общества . 2 : 33–88. 1947 год.
• Смит, RW (1989). «Кембриджская сеть в действии: открытие Нептуна». Исида . 80 (303): 395–422. дои : 10.1086/355082 . S2CID   144191212 .
• Стэндадж, Т. (2000). Файл Нептуна . Пингвин Пресс.
• Литтлтон, Рэймонд Артур , (1968) Тайны Солнечной системы , Кларендон, Оксфорд, Великобритания (1968), Глава 7: Открытие Нептуна

Адамс

• Адамс, Дж.С., изд. У. Г. Адамс и Р. А. Сэмпсон (1896–1900) Научные статьи Джона Кауча Адамса , 2 тома, Лондон: Издательство Кембриджского университета, с мемуарами Дж. У. Л. Глейшера :
  • Том 1 (1896 г.) Ранее опубликованные сочинения;
  • Том 2 (1900 г.) Рукописи, включая содержание его лекций по теории Луны.
• Адамс, Дж.С., изд. Р. А. Сэмпсон (1900) Лекции по теории Луны , Лондон: Издательство Кембриджского университета
• Практически полное собрание статей Адамса об открытии Нептуна было подарено г-жой Адамс библиотеке колледжа Святого Иоанна, см.: Сэмпсон (1904), а также:
  • «Сборник статей профессора Адамса», Журнал Британской астрономической ассоциации , 7 (1896–97).
  • Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 53 184;
  • Обсерватория , 15 174;
  • Природа , 34 565; 45 301;
  • Астрономический журнал , №254;
  • Р. Грант, История физической астрономии , с. 168; и
  • Эдинбургское обозрение , №381, с. 72.
• В конечном итоге документы были переданы в Королевскую Гринвичскую обсерваторию и эвакуированы в замок Херстмонсо во время Второй мировой войны. После войны они были украдены Олином Дж. Эггеном и возвращены только в 1998 году, что затруднило многие исторические исследования по этой теме.

См. также

• Интрига в РАН и Кембриджской обсерватории из биографии Ричарда Кристофера Кэррингтона

Внешние ссылки

• Работы Джона Коуча Адамса или о нем в Wikisource
• Биография в базе данных Сент-Эндрюс
• Вайсштейн, Эрик Вольфганг (ред.). «Адамс, Джон Коуч (1819–1892)» . Мир Науки .
• О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Джон Коуч Адамс» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс
• «Адамс, Джон Коуч» . Новая международная энциклопедия . 1905.
• «Адамс, Джон Коуч» . Американская энциклопедия . 1920.
• Джон Кауч Адамс в Find a Grave
• Давор Крайнович, Джон Кауч Адамс: астроном-математик, друг Джорджа Габриэля Стоукса по колледжу и пропагандист женщин в астрономии.