数学史 · 中文镜像

数学家传记

卡罗琳·赫歇尔Caroline Herschel

出生
1750年3月16日 汉诺威汉诺威(今德国)
逝世
1848年1月9日 汉诺威汉诺威(今德国)

卡罗琳·赫歇尔记录了她天文学家兄弟威廉的观测结果,并对数据进行了计算。

完整传记

卡罗琳·赫歇尔是Isaac Herschel和Anna Ilse Moritzen的女儿。她是威廉·赫歇尔的妹妹,也是约翰·赫歇尔的姑姑。赫歇尔的父亲Isaac是汉诺威步兵卫队的一名双簧管手,后来升为乐队指挥。尽管他没有受过正规教育,但他努力给他的四个儿子和两个女儿良好的教育。他对音乐、哲学和天文学的兴趣导致他们家中进行了热烈的交谈,但赫歇尔的母亲总体上不赞成学习,尽管她不情愿地接受她的四个儿子应该接受一些教育,但她强烈反对她的女儿们做家务以外的任何事情。

赫歇尔的四个兄弟都被培养成音乐家,而赫歇尔则表现出对知识的热情,她的父亲试图满足这种热情,尽管她的母亲竭尽全力确保她除了家务什么都不做。赫歇尔回忆说,她的父亲带她[4]:-

……在一个晴朗的霜夜来到街上,让我认识几个美丽的星座,此前我们一直在凝视当时可见的一颗彗星。

赫歇尔做梦也想不到有一天她会对彗星研究做出重大贡献。

1757年法国占领汉诺威后,Isaac忙于与法国人作战,因此不在家。威廉·赫歇尔逃到英国,在那里成为一名音乐教师,而赫歇尔则留在她母亲的控制下,母亲送她去学编织,否则就让她忙于家务。1760年,Isaac健康状况不佳地回到家中,赫歇尔基本上过着仆人的生活,直到他于1767年去世。她父亲的去世似乎让赫歇尔意识到她必须对自己的生活有所掌控,她上了裁缝课,并学习以取得家庭教师的资格。然而,在她母亲要求她做这么多工作的情况下,还要兼顾学习,这被证明是一个巨大的负担。

1766年,威廉·赫歇尔成为巴斯的一名管风琴师,1772年,赫歇尔也到那里与他汇合。尽管母亲强烈反对,她还是搬了过去,因为母亲对于实际上失去一个仆人感到非常不快。赫歇尔一直与她的哥哥威廉·赫歇尔非常亲近,到达巴斯后,她接受哥哥的声乐训练,成为一名歌手。威廉·赫歇尔教给赫歇尔的不仅仅是音乐技能。他在长时间教授音乐之后,利用漫长一天结束时的闲暇时间学习了数学和天文学,阅读了诸如科林·麦克劳林Fluxions等著作。现在他开始教赫歇尔英语和数学,同时他自己则越来越深入地投身于天文学。

赫歇尔开始成功地进行歌唱演出[6]:-

作为《弥赛亚》、《犹大·马加比》等的第一高音,她有时一周在巴斯或布里斯托尔演唱五个晚上,但拒绝了伯明翰音乐节的聘约,因为她已决定只在她哥哥指挥的地方演出。

除了唱歌,赫歇尔还帮助威廉·赫歇尔进行音乐活动,并在他花费许多时间从事制造望远镜这一新爱好时照顾他。渐渐地,赫歇尔越来越多地转向帮助威廉·赫歇尔进行天文活动,同时他继续教她代数、几何和三角学。特别是,赫歇尔学习了球面三角学,这对于归算天文观测结果很重要。然而,她对数学本身并不感兴趣,只认为那些在应用中有用的部分值得学习。

几乎不可避免地,赫歇尔的角色从照顾威廉·赫歇尔转变为帮助他进行科学活动,这些活动很快占据了她所有可用的时间。赫歇尔写道(例如见[4]):-

每一个闲暇时刻都被急切地抓住,以继续某项正在进行的工作,既不抽出时间也不更换衣服,许多蕾丝褶边……被熔化的沥青撕裂或溅污。……我甚至不得不把食物一点一点地放进他嘴里喂他;——有一次,在完成一面7英尺镜子时,他已经16个小时没有离开它……

1781年,威廉·赫歇尔的天文学从一项爱好发生了变化,当时他因发现如今命名为天王星的行星而声名鹊起。国王乔治三世给威廉·赫歇尔每年200英镑的薪水,这虽不算慷慨,但足以让他成为全职天文学家。赫歇尔一家放弃了音乐活动,于1782年8月搬到达切特,在那里一直待到1785年6月,然后再次搬家,这次搬到了温莎附近的克莱霍尔。赫歇尔无疑是带着许多遗憾放弃音乐并开始积极参与天文学的。威廉·赫歇尔给了她一架望远镜,她开始用它进行观测,特别是通过有条理地扫视天空来寻找彗星。

赫歇尔发现,由于她全力帮助威廉·赫歇尔进行天文项目,自己进行观测的时间远比预期的少。白天,赫歇尔会处理威廉·赫歇尔在前一晚观测得到的结果。她进行了必要的冗长计算,以非凡的精确度整理威廉的数据。事实上,只有当威廉·赫歇尔离家时,赫歇尔才能有较多时间从事自己的研究计划。1786年4月,威廉·赫歇尔和赫歇尔搬到了位于斯劳的新家,他们称之为天文台宅。在那里,1786年8月1日,赫歇尔发现了她的第一颗彗星,有人将其称为“第一夫人的彗星”。这一发现为赫歇尔带来了一定程度的名声,也有文章写到了她。其中一篇文章这样描述她(见[6]):-

……非常娇小,非常温柔,非常谦逊,非常天真……

而另一篇则这样描述她:-

……一个极其优秀、心地善良的人……

1787年,国王乔治三世给赫歇尔每年50英镑的薪水,作为威廉的助手。次年,威廉·赫歇尔与Mary Pitt结婚,赫歇尔的生活发生了显著变化[9]:-

起初,赫歇尔深受这桩婚事的影响,搬到了厄普顿的住所。她继续支持哥哥的工作,每天步行去天文台宅,成了知名人物。常常,当威廉·赫歇尔在漫长的夜间观测后休息时,白天家里尽量保持安静。最终,两位女士——玛丽和赫歇尔——之间的关系变得融洽起来……

赫歇尔记日记,在日记中记录了她的想法,特别是记录了她与兄弟关系变化带来的巨大痛苦,也记录了她对他妻子的怨恨。然而,随着两位女士关系的改善,赫歇尔对自己针对Mary的尖刻评论感到后悔,她销毁了那段生活中日记的每一页。

从1786年到1797年,赫歇尔总共发现了八颗彗星,随后她开始了一个新项目,即对约翰·佛兰斯蒂德编制的星表进行交叉参照和校正。1798年,赫歇尔向皇家学会提交了一篇Index to Flamsteed's Observations of the Fixed Stars以及一份被遗漏的560颗恒星的列表。这一出版标志着她自己研究的暂时结束,直到25年后威廉去世后,她才重新开始研究。

这25年对赫歇尔来说并非毫无意义。她参与了约翰·赫歇尔威廉·赫歇尔和Mary Herschel于1792年出生的儿子的教育。约翰·赫歇尔在假期里长时间与他的姑母在一起,深受赫歇尔的影响。她看着他接受剑桥的教育,成为一位成名的数学家,当选为皇家学会会士,与他的父亲一起从事天文学研究,并因其成就而获得皇家学会的科普利奖章。赫歇尔继续协助威廉·赫歇尔进行观测,但她的地位已比她年轻时的管家身份大大提高。1799年,她是内维尔·马斯基林在皇家天文台的客人,并在1816年、1817年和1818年不同时期成为王室成员的客人。

1822年威廉·赫歇尔去世后,赫歇尔回到了汉诺威。从许多方面来看,这是一个糟糕的决定,做出得太仓促,她很快就后悔了,但她始终是一个无论个人后果如何都会信守承诺的人,因此她永远不会回到英格兰。在她兄弟生前,她所有的精力都用于帮助他的天文工作,但现在她转而帮助他的儿子约翰·赫歇尔。当然,这种帮助不是以私人助理的方式给予的,而是作为独立研究者编制星云表,以协助弗瑞兹·约翰的天文工作。她完成了包含2500个星云的星云表,1828年,Royal Astronomical Society因这项工作授予她金质奖章。

尽管赫歇尔后悔在汉诺威度过最后25年,但也有很多补偿。她现在是科学界的名人,许多科学家拜访她,包括卡尔·弗里德里希·高斯。她的侄子约翰·赫歇尔于1832年6月拜访赫歇尔,当时她83岁,他这样写道(例如见[6]):-

她和我一起在城里跑来跑去,轻快地爬上两段楼梯。早上,到十一二点,她显得沉闷疲倦,但随着一天推进,她恢复了活力,到晚上十点还相当‘精神有趣’,唱古老的歌谣,甚至跳舞。

赫歇尔因其科学成就获得许多荣誉。1835年,她与玛丽·费尔法克斯·萨默维尔一起被选为皇家天文学会的名誉会员。她们是首批女性名誉会员。1838年,她还被选为爱尔兰皇家科学院的成员,随后在她96岁生日时收到一封信[3]:-

普鲁士国王陛下,为表彰您作为您不朽兄弟的合作者对天文学做出的宝贵贡献,愿以他的名义向您颁发科学大金质奖章。

在她97岁生日时,赫歇尔[6]:-

……以极大的兴致款待了王储和王储妃两个小时,甚至为他们唱了一首她兄弟威廉·赫歇尔创作的曲子。

1889年,一颗小行星以赫歇尔 Lucretia 赫歇尔的名字被命名为Lucretia,这是对一位贡献如此之多、却几乎没有个人野心、甚至不喜欢别人赞扬自己以免减损她兄弟威廉·赫歇尔荣光的人的恰当致敬。

参考文献

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