ฟรีดริช วิลเฮล์ม เบสเซล | |
---|---|
เกิด | ( 22 ก.ค. 2327 )22 กรกฎาคม พ.ศ. 2327 |
เสียชีวิตแล้ว | 17 มีนาคม พ.ศ. 2389 (1846-03-17)(อายุ 61 ปี) เคอนิกสแบร์กราชอาณาจักรปรัสเซีย |
สัญชาติ | เยอรมัน |
เป็นที่รู้จักสำหรับ | ฟังก์ชันเบส เซล วงรีเบส เซล พหุนาม เบสเซล องค์ประกอบ ของเบสเซล การแก้ไขของเบส เซล ความไม่เท่าเทียมของเบส เซล ลูกตุ้มขายซ้ำ–เบสเซล |
รางวัล | ปริญญาเอก (เกียรตินิยม) มหาวิทยาลัย Göttingen (1811) รางวัล Lalande (1811) (1816) เหรียญทองจาก Royal Astronomical Society (1829 และ 1841) |
อาชีพทางวิทยาศาสตร์ | |
ทุ่งนา | ดาราศาสตร์คณิตศาสตร์ภูมิศาสตร์ |
สถาบัน | มหาวิทยาลัยโคนิซแบร์ก |
นักศึกษาปริญญาเอก | ฟรีดริช วิลเฮล์ม อาร์เกลัน เดอร์ ไฮน์ริช เชิร์ก |
ฟรีดริช วิ ล เฮล์ม เบสเซล ( เยอรมัน: Friedrich Wilhelm Bessel ; 22 กรกฎาคม 1784 – 17 มีนาคม 1846) เป็นนักดาราศาสตร์ นักคณิตศาสตร์ นักฟิสิกส์ และนักธรณีวิทยาชาวเยอรมันเขาเป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่กำหนดค่าที่เชื่อถือได้สำหรับระยะห่างจากดวงอาทิตย์ไปยังดาวดวงอื่นโดยใช้วิธีการพารัลแลกซ์ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่สำคัญบางอย่างได้รับการตั้งชื่อว่าฟังก์ชันเบสเซลหลังจากเบสเซลเสียชีวิต แม้ว่าฟังก์ชันเหล่านี้จะถูกค้นพบโดยดาเนียล เบอร์นูลลีก่อนที่เบสเซลจะสรุปเป็นทฤษฎีทั่วไปก็ตาม
เบสเซลเกิดที่เมืองมินเดินเวสต์ฟาเลียซึ่งเป็นเมืองหลวงของเขตปกครองมินเดิน-ราเวนส์แบร์ก ของปรัสเซีย ในขณะนั้น เป็นบุตรชายคนที่สองของข้าราชการในครอบครัวใหญ่ เมื่ออายุได้ 14 ปี เขาออกจากโรงเรียนเพราะไม่ชอบการศึกษาด้านภาษาละติน และไปฝึกงานที่บริษัทนำเข้า-ส่งออก Kulenkamp ที่เมืองเบรเมินธุรกิจนี้พึ่งพาเรือบรรทุกสินค้า ทำให้เขานำ ทักษะ ทางคณิตศาสตร์ ไปใช้ ในการแก้ปัญหาการเดินเรือซึ่งส่งผลให้เขาสนใจดาราศาสตร์ในฐานะวิธีการหา ลองจิจูด
Bessel ได้รับความสนใจจากHeinrich Wilhelm Olbersแพทย์ประจำเมืองเบรเมินและนักดาราศาสตร์ชื่อดัง โดยทำการปรับปรุงการคำนวณวงโคจรของดาวหางฮัลเลย์ในปี พ.ศ. 2347 โดยใช้ข้อมูลการสังเกตเก่าที่นำมาจากThomas HarriotและNathaniel Torporleyในปี พ.ศ. 2150 [ 1] Franz Xaver von Zachได้แก้ไขผลดังกล่าวในวารสารMonatliche Correspondenz ของเขา
หลังจากสำเร็จการศึกษาด้านพาณิชย์แล้ว เบสเซลก็ออกจากคูเลนแคมป์ในปี พ.ศ. 2349 และกลายมาเป็นผู้ช่วยที่ หอดูดาว ส่วนตัวของโยฮันน์ ฮิโรนิมัส ชโรเตอร์ใน ลิลิเอนทาลใกล้กับเมืองเบรเมินในฐานะผู้สืบทอดตำแหน่งจากคาร์ล ลุดวิก ฮาร์ดิงที่นั่น เขาทำงานกับข้อมูลการสังเกตดาวฤกษ์ของเจมส์ แบรดลีย์ เพื่อสร้างตำแหน่งที่แม่นยำสำหรับดาวฤกษ์ประมาณ 3,222 ดวง [1]
แม้ว่าจะไม่มีการศึกษาระดับสูงโดยเฉพาะในระดับมหาวิทยาลัย แต่เบสเซลก็ได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการของหอดูดาวโคนิซแบร์ก ที่เพิ่งก่อตั้ง โดยพระเจ้าเฟรเดอริก วิลเลียมที่ 3 แห่งปรัสเซียในเดือนมกราคม ค.ศ. 1810 ขณะอายุได้ 25 ปี และดำรงตำแหน่งนั้นจนกระทั่งสวรรคต ศาสตราจารย์อาวุโสบางคนของคณะปรัชญาโต้แย้งสิทธิของเบสเซลในการสอนคณิตศาสตร์โดยไม่มีวุฒิการศึกษาใดๆ ดังนั้น เขาจึงหันไปหาคาร์ล ฟรีดริช เกาส์ เพื่อนร่วมงานของเขา ซึ่งมอบปริญญาดุษฎีบัณฑิตกิตติมศักดิ์จากมหาวิทยาลัยเกิททิงเงนในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1811 นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองคนติดต่อกันทางจดหมายตั้งแต่ปี ค.ศ. 1804 ถึงปี ค.ศ. 1843 ในปี ค.ศ. 1837 พวกเขาทะเลาะกันเกี่ยวกับนิสัยของเกาส์ที่ตีพิมพ์ผลงานช้ามาก[2]
ในปี พ.ศ. 2385 เบสเซลได้เข้าร่วมการประชุมประจำปีของสมาคมเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แห่งอังกฤษในเมืองแมนเชสเตอร์ โดยมีนักธรณีฟิสิกส์จอร์จ อดอล์ฟ เออร์แมนและนักคณิตศาสตร์คาร์ล กุสตาฟ จาคอบ จาโคบี ร่วมประชุมด้วย โดยเขาได้นำเสนอรายงานเกี่ยวกับนาฬิกาดาราศาสตร์[3]
เบสเซลแต่งงานกับโยฮันนา ฮาเกน ลูกสาวของคาร์ล ก๊อทท์ฟรีด ฮาเกน นักเคมีและเภสัชกร ซึ่งเป็นอาของแฮร์มันน์ ออกุสต์ ฮาเกน แพทย์และนักชีววิทยา และก๊อ ทธิล์ฟ ฮาเกนวิศวกรชลศาสตร์ ซึ่งหลังนี้เป็นลูกศิษย์และผู้ช่วยของเบสเซลตั้งแต่ปี 1816 ถึง 1818 ฟรานซ์ เอิร์นสท์ นอยมันน์ นักฟิสิกส์ เพื่อนสนิทและเพื่อนร่วมงานของเบสเซล แต่งงานกับฟลอเรนไทน์ น้องสาวของโยฮันนา ฮาเกน นอยมันน์แนะนำวิธีการวัดและการลดข้อมูลที่เข้มงวดของเบสเซลในสัมมนาทางคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ ซึ่งเขาเป็นผู้อำนวยการร่วมกับคาร์ล กุสตาฟ จาคอบ จาโคบีที่โคนิซแบร์ก[4]วิธีการที่เข้มงวดเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างยาวนานต่อผลงานของลูกศิษย์ของนอยมันน์และต่อแนวคิดเรื่องความแม่นยำในการวัดของปรัสเซีย
เบสเซลมีลูกชายสองคนและลูกสาวสามคน ลูกชายคนโตของเขาเป็นสถาปนิกแต่เสียชีวิตกะทันหันในปี 1840 อายุ 26 ปี ลูกชายคนเล็กเสียชีวิตไม่นานหลังคลอด มารี ลูกสาวคนโตของเขาแต่งงานกับนักฟิสิกส์จอร์จ อดอล์ฟ เออร์ มัน สมาชิกครอบครัวนักวิชาการเออร์มันลูกชายคนหนึ่งของพวกเขาคืออดอล์ฟ เออ ร์มัน นัก อียิปต์ วิทยาที่มีชื่อเสียง โจ ฮันนา ลูกสาวคนที่สามของเขาแต่งงานกับนักการเมือง อดอล์ฟ แฮร์ มันน์ ฮาเกนลูกชายคนหนึ่งของพวกเขาคือ เอิ ร์น สท์ เบสเซล ฮาเกน นักฟิสิกส์ และเอริช เบสเซล-ฮาเกน นักคณิตศาสตร์ เป็นหลานชายของพวกเขา เบสเซลเป็นพ่อทูนหัวของอดอล์ฟ ฟอน บาเยอร์ลูกชายของโยฮันน์ เจคอบ บาเยอร์ ผู้ร่วมงานของ เขา
หลังจากป่วยเป็นเวลาหลายเดือน เบสเซลเสียชีวิตในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2389 ที่หอดูดาวของเขาจากโรคพังผืดในช่องท้องด้านหลัง [ 5] [6]
ขณะที่หอสังเกตการณ์ยังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง เบสเซลได้จัดทำFundamenta Astronomiae ขึ้น โดยอาศัยการสังเกตการณ์ของแบรดลีย์ จากผลงานเบื้องต้น เขาได้สร้างตารางการหักเหของบรรยากาศซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัล Lalande Prizeจากสถาบันวิทยาศาสตร์ฝรั่งเศสในปี 1811 หอสังเกตการณ์ Königsberg เริ่มดำเนินการในปี 1813
ตั้งแต่ปี 1819 เบสเซลได้กำหนดตำแหน่งของดวงดาวมากกว่า 50,000 ดวงโดยใช้เส้นเมริเดียนวงกลมจากไรเคินบาคโดยมีนักเรียนที่มีคุณสมบัติเหมาะสมจำนวนหนึ่งคอยช่วยเหลือ ผู้ที่โด่งดังที่สุดคือฟรีดริช วิลเฮล์ม อาร์เกลันเดอร์ผู้สืบทอดตำแหน่งของเขาคืออ็อตโต ออกุสต์ โรเซนเบอร์เกอร์และออกุสต์ ลุดวิก บุช
เบสเซลกำหนดค่าที่เชื่อถือได้ครั้งแรกสำหรับระยะห่างระหว่างดวงดาวและระบบสุริยะด้วยเฮลิโอมิเตอร์จากฟรอนโฮเฟอร์โดยใช้วิธีการของพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์ในปี 1838 เขาได้ตีพิมพ์พารัลแลกซ์ 0.314 วินาทีเชิงมุมสำหรับ61 Cygniซึ่งระบุว่าดาวฤกษ์อยู่ห่างออกไป 10.3 ปี แสง [7] [8] [9] เมื่อเปรียบเทียบกับการวัดปัจจุบันที่ 11.4 ปีแสง ตัวเลขของเบสเซลมีข้อผิดพลาด 9.6% ขอบคุณผลลัพธ์เหล่านี้ นักดาราศาสตร์ไม่เพียงแต่ขยายวิสัยทัศน์ของจักรวาลออกไปไกลเกินขอบเขตของจักรวาลเท่านั้น แต่หลังจากที่เจมส์แบรดลีย์ ค้นพบ ความคลาดเคลื่อนของแสง ในปี 1728 ก็มีหลักฐานเชิงประจักษ์ที่สองของการเคลื่อนที่สัมพันธ์ของโลก[10]ไม่นานหลังจากนั้นฟรีดริช จอร์จ วิลเฮล์ม สตรูฟและโทมัส เฮนเดอร์สันได้รายงานพารัลแลกซ์ของดาวเวกาและดาวอัลฟาเซนทอรี
การวัดที่แม่นยำด้วยวงกลมเมอริเดียน ใหม่ จาก Adolf Repsold ทำให้ Bessel สามารถสังเกตเห็นการเบี่ยงเบนในการเคลื่อนที่ของดาว SiriusและProcyonซึ่งต้องเกิดจากแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงของดาวคู่ที่มองไม่เห็น[11] [12] การประกาศของเขาเกี่ยวกับ "ดาวคู่มืด" ของดาว Sirius ในปี 1844 ถือเป็นการอ้างสิทธิ์ที่ถูกต้องครั้งแรกเกี่ยวกับดาวคู่ที่ไม่เคยสังเกตมาก่อนโดยการวัดตำแหน่ง และในที่สุดก็นำไปสู่การค้นพบดาวSirius BโดยAlvan Graham Clarkในปี 1862 ซึ่งเป็นการค้นพบดาวแคระขาวเป็น ครั้งแรก John Martin Schaeberleค้นพบ Procyon B ในปี 1896
เบสเซลเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ค้นพบผลที่ต่อมาเรียกว่าสมการส่วนบุคคลซึ่งบุคคลหลายคนที่สังเกตพร้อมกันจะกำหนดค่าที่แตกต่างกันเล็กน้อย โดยเฉพาะการบันทึกเวลาการเคลื่อนตัวของดวงดาว[13]
ในปี พ.ศ. 2367 เบสเซลได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการคำนวณสถานการณ์ของสุริยุปราคาโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าองค์ประกอบเบสเซลวิธีการของเขาทำให้การคำนวณง่ายขึ้นมาก โดยไม่ลดทอนความแม่นยำลง ซึ่งยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้[14]
ตามข้อเสนอของเบสเซลสถาบันวิทยาศาสตร์ปรัสเซียได้เริ่มจัดทำBerliner Akademische Sternkarten ( แผนที่ดวงดาวทางวิชาการของเบอร์ลิน ) ในปี 1825 โดยเป็นโครงการระหว่างประเทศ โดยมีโยฮันน์ ฟรานซ์ เอง เค อเป็นบรรณาธิการบริหาร แผนที่ใหม่ที่ยังไม่ได้เผยแพร่หนึ่งแผ่นทำให้โยฮันน์ ก๊อทท์ฟรีด กัลเล่ สามารถ ค้นพบดาวเนปจูนใกล้ตำแหน่งที่คำนวณโดยเลอ แวร์ริเย่ในเดือนกันยายน 1846 ที่หอดูดาวเบอร์ลิน
ในทศวรรษที่สองของศตวรรษที่ 19 ขณะที่ศึกษาระบบแรงโน้มถ่วงเชิงพลวัตในฐานะปัญหาของหลายวัตถุเบสเซลได้พัฒนาสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าฟังก์ชันเบสเซล ฟังก์ชัน เหล่านี้ มีความสำคัญต่อการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ บางสมการ และใช้ในฟิสิกส์ทั้งแบบคลาสสิกและแบบควอนตัม
คำ ศัพท์ แก้ไขในสูตรสำหรับ ตัวประมาณ ความแปรปรวนของกลุ่มตัวอย่างได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา นี่คือการใช้ปัจจัยn − 1 ในตัวส่วนของสูตร แทนที่จะใช้เพียงn เท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อค่าเฉลี่ยของกลุ่มตัวอย่างแทนที่จะ ใช้ ค่าเฉลี่ยของประชากรถูกใช้เพื่อจัดกึ่งกลางข้อมูล และเนื่องจากค่าเฉลี่ยของกลุ่มตัวอย่างเป็นผลรวมเชิงเส้นของข้อมูล ส่วนที่เหลือของค่าเฉลี่ยของกลุ่มตัวอย่างจึงนับจำนวนองศาอิสระเกินจำนวนสมการข้อจำกัด ซึ่งในกรณีนี้คือสมการเดียว
เช่นเดียวกับนักดาราศาสตร์จำนวนมากในยุคของเขา Bessel ก็ทำการศึกษาเกี่ยวกับธรณีวิทยาเช่นกัน[15] ในตอนแรกเขาทำการศึกษาในเชิงทฤษฎี เมื่อเขาตีพิมพ์วิธีการแก้ปัญหาธรณีวิทยาหลัก[16] ในปี 1830 เขาได้รับพระราชทานพระราชานุญาตให้สำรวจปรัสเซียตะวันออกเพื่อเชื่อมโยงเครือข่ายสามเหลี่ยม ของปรัสเซียและรัสเซียที่มีอยู่ในปัจจุบัน งานนี้ดำเนินการร่วมกับJohann Jacob Baeyerซึ่งเป็นนายพลของกองทัพปรัสเซียในขณะนั้น รายงานฉบับสุดท้ายได้รับการตีพิมพ์ในปี 1838 [17] นอกจากนี้ เขายังได้รับการประเมินความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นสำหรับรูปวงรีของโลกซึ่งปัจจุบันเรียกว่ารูปวงรี Besselโดยอ้างอิงจากการวัดส่วนโค้ง หลายครั้ง [18] [19]
เบสเซลเป็นหนึ่งในสมาชิกคนแรกๆ ของOrder Pour le Merite (ชนชั้นพลเรือน) เมื่อมีการก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2385 [29]
วัตถุท้องฟ้าชิ้นแรกที่ตั้งชื่อตามเบสเซลคือหลุมอุกกาบาตที่ใหญ่ที่สุดใน Mare Serenitatis ของดวงจันทร์ [30] ดาวเคราะห์น้อย1552เบสเซล ซึ่งอยู่ในแถบดาวเคราะห์หลักได้รับการตั้งชื่อเมื่อครบรอบ 100 ปีของการกำหนดพารัลแลกซ์ในปีพ.ศ. 2481 [31]
อนุสรณ์ทางภูมิศาสตร์ ได้แก่ ฟยอร์ดสองแห่งในกรีนแลนด์ ได้แก่เบสเซลฟยอร์ด ทางตะวันออกเฉียงเหนือของกรีนแลนด์และเบสเซลฟยอร์ด ทางตะวันตกเฉียงเหนือของกรีนแลนด์
Xyletinus besseli [32] ด้วงฟอสซิลจากยุคอีโอซีนซึ่งอยู่ในวงศ์Ptinidaeพบในอำพันบอลติกในซัมเบียได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา[33]
BeSSel ซึ่งเป็นโครงการสำรวจมรดกโครงสร้างแบบบาร์และเกลียว ได้รับการตั้งชื่อตามเขา