Фридрих Вильгельм Бессель

Фридрих Вильгельм Бессель
К. А. Йенсен , Фридрих Вильгельм Бессель , 1839 г. ( Новая Карлсбергская глиптотека )
Рожденный	( 1784-07-22 ) 22 июля 1784 г. Всё , Королевство Пруссия
Умер	17 марта 1846 г. (1846-03-17) (61 год) Кенигсберг , Пруссия
Национальность	немецкий
Известный	Функции Бесселя Эллипсоид Бесселя Полиномы Бесселя Бесселевы элементы Поправка Бесселя Неравенство Бесселя Маятник Репсольда – Бесселя
Награды	доктор философии (с отличием) Геттингенский университет (1811 г.) Премия Лаланда (1811 г.), (1816 г.) Золотая медаль Королевского астрономического общества (1829 и 1841 гг.).
Научная карьера
Поля	Астрономия , математика , геодезия
Учреждения	Кенигсбергский университет
Докторанты	Фридрих Вильгельм Аргеландер Генрих Шерк

Фридрих Вильгельм Бессель (англ. Немецкий: [ˈbɛsl̩] ; 22 июля 1784 — 17 марта 1846) — немецкий астроном , математик , физик и геодезист . Он был первым астрономом, определившим достоверные значения расстояния от Солнца до другой звезды методом параллакса . Некоторые важные математические функции были названы функциями Бесселя после смерти Бесселя , хотя первоначально они были открыты Даниэлем Бернулли , а затем были обобщены Бесселем.

Жизнь и семья

Бессель родился в Миндене , Вестфалия , тогдашней столице прусского административного региона Минден-Равенсберг , и был вторым сыном государственного служащего в многодетной семье. В 14 лет он бросил школу, так как ему не нравилось обучение на латинском языке, и поступил учеником в импортно-экспортный концерн «Куленкамп» в Бремене . Зависимость бизнеса от грузовых судов побудила его обратить свои математические навыки на решение проблем навигации . Это, в свою очередь, привело к интересу к астрономии как к способу определения долготы .

Бессель привлек внимание Генриха Вильгельма Ольберса , практикующего врача из Бремена и известного астронома, когда в 1804 году он усовершенствовал расчеты орбиты кометы Галлея , используя старые данные наблюдений, полученные от Томаса Харриота и Натаниэля Торпорли в 1607 году. Франц Ксавер фон Зак отредактировал результаты в своем журнале Monatliche Correspondenz .

Завершив коммерческое образование, Бессель покинул Куленкамп в 1806 году и стал ассистентом в Иоганна Иеронима Шрётера частной обсерватории в Лилиентале близ Бремена в качестве преемника Карла Людвига Гардинга . Там он работал над данными звездных наблюдений Джеймса Брэдли, чтобы определить точные положения примерно 3222 звезд.

Несмотря на отсутствие высшего образования, особенно университетского, Бессель был назначен директором недавно основанной Кенигсбергской обсерватории королем Пруссии Фридрихом Вильгельмом III в январе 1810 года в возрасте 25 лет и оставался на этой должности до своей смерти. Некоторые старшие профессора философского факультета оспаривали право Бесселя преподавать математику без какой-либо ученой степени. Поэтому он обратился к своему коллеге Карлу Фридриху Гауссу , который обеспечил присуждение ему степени почетного доктора Геттингенского университета в марте 1811 года. Оба учёных вели переписку с 1804 по 1843 год. В 1837 году они поссорились из-за привычки Гаусса очень медленно публикация.

В 1842 году Бессель принял участие в ежегодном собрании Британской ассоциации содействия развитию науки в Манчестере в сопровождении геофизика Георга Адольфа Эрмана и математика Карла Густава Якоба Якоби , где выступил с докладом об астрономических часах.

Бессель женился на Йоханне Хаген, дочери химика и фармацевта Карла Готфрида Хагена , который был дядей врача и биолога Германа Августа Хагена и инженера-гидравлика Готхильфа Хагена , последний также был учеником и помощником Бесселя с 1816 по 1818 год. Физик Франц Эрнст Нойман , близкий товарищ и коллега Бесселя, был женат на сестре Йоханны Хаген Флорентинке. Нойман представил точные методы измерения и обработки данных Бесселя на своем математико-физическом семинаре, которым он руководил совместно с Карлом Густавом Якобом Якоби в Кенигсберге. Эти строгие методы оказали длительное влияние на работу учеников Неймана и на прусскую концепцию точности измерений.

У Бесселя было два сына и три дочери. Его старший сын стал архитектором, но внезапно умер в 1840 году в возрасте 26 лет; его младший сын умер вскоре после рождения. Его старшая дочь Мари вышла замуж за физика Георга Адольфа Эрмана , члена учёной семьи Эрман . Одним из их сыновей, в свою очередь, был известный египтолог Адольф Эрман . Его третья дочь Йоханна вышла замуж за политика Адольфа Германа Хагена ; одним из их сыновей был физик Эрнст Бессель Хаген математик Эрих Бессель-Хаген , а внуком их был . Бессель был крестным отцом Адольфа фон Байера , сына его соратника Иоганна Якоба Байера .

После нескольких месяцев болезни Бессель умер в марте 1846 года в своей обсерватории от забрюшинного фиброза .

Работа

Кенигсбергская обсерватория (1830 г.)

Обрезка дагерротипа (1843 г.)

Пока обсерватория еще строилась, Бессель разработал « Фундамента астрономии», основанную на наблюдениях Брэдли. В качестве предварительного результата он составил таблицы атмосферной рефракции , которые принесли ему премию Лаланда Французской академии наук в 1811 году. Кенигсбергская обсерватория начала работу в 1813 году.

Начиная с 1819 года Бессель определял положение более 50 000 звезд с помощью меридианного круга из Райхенбаха , которому помогали некоторые из его квалифицированных учеников. Наиболее видным из них был Фридрих Вильгельм Аргеландер , его преемниками стали Отто Август Розенбергер и Август Людвиг Буш .

Бессель определил первое достоверное значение расстояния между звездой и Солнечной системой с помощью гелиометра Фраунгофера , используя метод звездного параллакса . В 1838 году он опубликовал параллакс 0,314 угловых секунд для 61 Лебедя , что указывало на то, что звезда находится на расстоянии 10,3 миля от нас. По сравнению с текущими измерениями в 11,4 световых лет, цифра Бесселя имела погрешность 9,6%. Благодаря этим результатам астрономы не только расширили представление о Вселенной далеко за пределы космических масштабов, но и после открытия в 1728 году Джеймсом Брэдли аберрации света было получено второе эмпирическое свидетельство относительного движения Земли. Некоторое время спустя Фридрих Георг Вильгельм Струве и Томас Хендерсон сообщили о параллаксах Веги и Альфы Центавра .

Точные измерения с помощью нового меридианного круга Адольфа Репсольда позволили Бесселю заметить отклонения в движениях Сириуса и Проциона , которые, должно быть, вызваны гравитационным притяжением невидимых спутников. Его объявление о «темном спутнике» Сириуса в 1844 году было первым правильным заявлением о ранее не наблюдавшемся спутнике с помощью позиционных измерений и в конечном итоге привело к открытию Сириуса B Алваном Грэмом Кларком в 1862 году, первому открытию белого карлика . Джон Мартин Шеберле открыл Процион Б в 1896 году.

Бессель был первым ученым, который осознал эффект, позже названный личным уравнением , заключающийся в том, что несколько одновременно наблюдающих людей определяют несколько разные значения, особенно записывая время прохождения звезд.

В 1824 году Бессель разработал новый метод расчета обстоятельств затмений с использованием так называемых бесселевых элементов . Его метод настолько упростил расчеты, не жертвуя при этом точностью, что используется до сих пор.

По предложению Бесселя Прусская академия наук начала издание Berliner Akademische Sternkarten ( Берлинские академические звездные карты ) в 1825 году как международный проект под руководством Иоганна Франца Энке в качестве исполнительного редактора. Одна неопубликованная новая карта позволила Иоганну Готфриду Галле найти Нептун вблизи положения, рассчитанного Леверье в сентябре 1846 года в Берлинской обсерватории .

Во втором десятилетии XIX века, изучая динамику гравитационных систем как задачу многих тел , Бессель разработал то, что сейчас известно как функции Бесселя . Эти функции имеют решающее значение для решения некоторых дифференциальных уравнений и используются как в классической, так и в квантовой физике .

поправочный член в формуле для оценки выборочной дисперсии В его честь назван . Это использование множителя n - 1 в знаменателе формулы, а не просто n . Это происходит, когда для центрирования данных используется выборочное среднее, а не генеральное среднее , и поскольку выборочное среднее представляет собой линейную комбинацию данных, остаток выборочного среднего превышает количество степеней свободы на количество уравнений ограничений - в этот случай один.

Как и многие астрономы своего времени, Бессель тоже занимался геодезией . сначала теоретически, когда опубликовал метод решения основной геодезической задачи . В 1830 году он получил королевский заказ на обследование Восточной Пруссии с целью соединить еще существовавшие прусскую и российскую триангуляционные сети . Эта работа проводилась в сотрудничестве с Иоганном Якобом Байером , тогдашним майором прусской армии; окончательный отчет был опубликован в 1838 году. Он также получил оценку повышенной точности земного эллипсоида , ныне называемого эллипсоидом Бесселя , на основе нескольких дуговых измерений .

Почести и призы

• Почетная степень доктора Геттингенского университета в марте 1811 г.
• Премия Лаланда Французской академии наук в 1811 и 1816 годах.
• Член Прусской академии наук с 1812 г.
• Член Французской академии наук в 1816 г.
• Иностранный член Шведской королевской академии наук в 1823 г.
• Член Королевского общества в 1825 году.
• Иностранный почетный член Американской академии искусств и наук в 1832 году.
• Член Королевского института Нидерландов, предшественник Королевской Нидерландской академии искусств и наук в 1827 году.
• Член Американского философского общества в 1840 году.
• Член Национальной академии наук в Вероне (1842 г.),
• Бессель дважды получал золотую медаль Королевского астрономического общества , в 1829 и 1841 годах.

Бессель был одним из первых членов Ордена «За заслуги» (Гражданский класс), когда он был учрежден в 1842 году.

Первый космический объект, названный в честь Бесселя, — это крупнейший кратер на Луне Море Светлости . Астероид главного пояса был 1552 Бессель назван в честь столетия определения параллакса в 1938 году.

Географическими памятниками являются два фьорда в Гренландии: Бессель-фьорд на северо-востоке Гренландии и Бессель-фьорд на северо-западе Гренландии .

Ксилетинус бессели В его честь был назван ископаемый жук из эоцена , принадлежащий к семейству Ptinidae , найденный в балтийском янтаре в Самбии .

BeSSel, исследование наследия стержневых и спиральных структур , названо в его честь.

Публикации

Таблицы региомонтанских редукций астрономических наблюдений, рассчитанных с 1750 по 1850 год , 1830 г.

латинский

• Основы астрономии на 1755 год были заложены на наблюдениях несравненного человека Джеймса Брэдли в астрономических очках Гренобля, установленных в 1750-1762 годах . Кенигсберг: Фридр. Николовиус 1818 г.
• Таблицы Региомонтана с данными астрономических наблюдений, рассчитанные с 1750 по 1850 год . Санкт-Петербург: Брюдер Борнтрегер. 1830 г.

немецкий

• Исследования видимой и истинной орбиты большой кометы, появившейся в 1807 году. [ Исследования по видимой и реальной орбите великой кометы 1807 г. ], Кенигсберг, 1810 г.
• Изучение размера и влияния наступления равноденствий. [ Исследования по прецессии ], Берлин, 1815 г.
• Исследования длины простого второго маятника. [ Исследования о длине секундного маятника ], Берлин, 1828 г.
• Опыты о силе, с которой Земля притягивает тела разных свойств. [ Опыты о силе, с которой Земля притягивает предметы из различной материи ], Берлин, 1832 г.
• Бессель, Фридрих Вильгельм; Байер, Иоганн Якоб (1838 г.), Измерение градусов в Восточной Пруссии и его связь с прусскими и русскими треугольными цепями. [ Восточно-Прусское обследование и его связь с прусской и русской сетями ], Берлин, Бибкод : 1838goiv.book.....B
• Презентация исследований и правил измерения, вызванных единством прусской линейной меры между 1835 и 1838 годами. [ Описание исследований и правил, проведенных в 1835–1838 годах для стандартизации прусской единицы длины ], Берлин, 1839 г.
• Астрономические наблюдения в обсерватории Королевского университета в Кенигсберге. [ Астрономические наблюдения (XXI тома) ], Кенигсберг, 1815–1844 гг.
• Астрономические исследования. [ Астрономические исследования. (2 тома) ], Кенигсберг, 1841–1842 гг.
• Генрих Кристиан Шумахер , изд. (1848 г.), Популярные лекции по научным предметам Ф.В.Бесселя. [ Популярные лекции по научным темам ], Гамбург
• Рудольф Энгельманн (редактор), трактаты Фридриха Вильгельма Бесселя. [ Трактаты Фридриха Вильгельма Бесселя ]
  • Том 1: I. Движения тел в Солнечной системе. II. Сферическая астрономия . Лейпциг 1875 г.
  • Vol. 2: III. Theorie der Instrumente. IV. Stellarastronomie. V. Mathematik . Leipzig 1876
  • Том 3: VI. Геодезия. VII. Физика. VIII. Разное – литература . Лейпциг 1876 г.
• Рудольф Энгельманн, изд. (1878 г.), Обзоры Фридриха Вильгельма Бесселя , Лейпциг: Kessinger Publishing.

Переписка

• Королевская прусская академия наук, изд. (1880 г.): Переписка между Гауссом и Бесселем. [Переписка] Лейпциг.

См. также

• Список вещей, названных в честь Фридриха Бесселя

Ссылки

• Джон Фредерик Уильям Гершель , Краткое изложение жизни, исследований и открытий Фридриха Вильгельма Бесселя , Лондон: Barclay, 1847 ( онлайн )
• Карл Кристиан Брюнс (1875), « Бессель, Фридрих Вильгельм », Общая немецкая биография (на немецком языке), том. 2, Лейпциг: Duncker & Humblot, стр. 558–567.
• Юрген Гамель : Фридрих Вильгельм Бессель. Лейпциг 1984 ISSN   0232-3516 .
• Казимир Лавринович: Фридрих Вильгельм Бессель, 1784–1846. Базель, Бостон, Берлин 1995 г., ISBN   3-7643-5113-6 .
• Чисхолм, Хью , изд. (1911). «Бессель, Фридрих Вильгельм» . Британская энциклопедия . Том. 3 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
• Гилман, округ Колумбия ; Пек, ХТ; Колби, FM, ред. (1905). «Бессель, Фридрих Вильгельм» . Новая международная энциклопедия (1-е изд.). Нью-Йорк: Додд, Мид.
• Публикации системы астрофизических данных Фридриха Вильгельма Бесселя ADS

Дальнейшее чтение

• Фрике, Вальтер (1970–1980). «Бессель, Фридрих Вильгельм». Словарь научной биографии . Том. 2. Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера. стр. 97–102. ISBN  978-0-684-10114-9 .

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с Фридрихом Вильгельмом Бесселем, на Викискладе?
• О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Фридрих Вильгельм Бессель» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс