埃德蒙多·哈雷(Edmond Halley,1656年11月8日—1742年1月14日)是一位英國天文學家、地理學家、數(shù)學家、氣象學家和物理學家。他曾任牛津大學幾何學教授和第二任格林尼治天文臺臺長。哈雷將牛頓定律應用于彗星運動,并成功預測了哈雷彗星的回歸運動。此外,他還發(fā)現(xiàn)了天狼星、南河三和大角這三顆星的自行及月球長期加速現(xiàn)象。哈雷還計算出了哈雷彗星的公轉(zhuǎn)軌道,并預測該天體將再度回歸。他是第一位以運用科學繪制地磁偏角的制圖家,也是第二任英國格林威治天文臺臺長,繼承了天文學家約翰·弗蘭斯蒂德的職位。哈雷還鼓勵并資助了艾薩克·牛頓的著作《自然哲學的數(shù)學原理》的出版。他在南大西洋的圣赫勒拿島上建立了一個天文臺,對南半球的天體進行了目錄編制,并記錄了水星橫越太陽的現(xiàn)象。他意識到,通過觀測金星橫越太陽的現(xiàn)象,可以確定地球、金星和太陽之間的距離。從1698年開始,哈雷進行了多次航海探險,并對地球磁場的條件進行了觀測。1718年,他發(fā)現(xiàn)了“固定”星體的適當運動。哈雷彗星在他的預測下于1758年回歸,但他已經(jīng)去世了,未能親眼見證這一歷史時刻。
人物生平
哈雷生逢以新思想為基礎(chǔ)的科學革命時代,1673年進王后學院。
1676年到南大西洋的圣赫勒納島測定南天恒星的方位,完成了載有341顆恒星精確位置的南天星表,記錄到一次水星凌日,還作過大量的鐘擺觀測(南半球鐘擺旋轉(zhuǎn)的方向與北半球相反)。同年,建立了南半球第一個天文臺。
1678年哈雷被選為皇家學會成員,并榮獲牛津大學碩士學位。
1680年哈雷與巴黎天文臺第一任臺長卡西尼合作,觀測了當年出現(xiàn)的一顆大彗星。從此他對彗星發(fā)生興趣。哈雷在整理彗星觀測記錄的過程中,發(fā)現(xiàn)1682年出現(xiàn)的一顆彗星的軌道根數(shù),與1607年約翰尼斯·開普勒觀測的和1531年阿皮延觀測的彗星軌道根數(shù)相近,出現(xiàn)的時間間隔都是75或76年。哈雷運用牛頓萬有引力定律反復推算,得出結(jié)論認為,這三次出現(xiàn)的彗星,并不是三顆不同的彗星,而是同一顆彗星三次出現(xiàn)。哈雷以此為據(jù),預言這顆彗星將于1759年再次出現(xiàn)。
1686年公布了世界上第一部載有海洋盛行風分布的氣象圖;
1693年發(fā)布了布雷斯勞城的人口死亡率表,首次探討了死亡率和年齡的關(guān)系。
1701年根據(jù)航海羅盤記錄,出版了大西洋和太平洋的地磁圖。
1705年哈雷出版了《彗星天文學論說》,書中闡述了1337-1698年出現(xiàn)的24顆彗星的運行軌道,他指出,出現(xiàn)在1531、1607和1682年的三顆彗星可能是同一顆彗星的三次回歸,并預言它將于1758年重新出現(xiàn),這個預言被證實了,這顆彗星也得到了名字-哈雷彗星。
1716年設(shè)計了觀測金星凌日的新方法,希望通過這種觀測能精確測定太陽視差并由此推算出日地距離。
1718年哈雷發(fā)表了認明恒星有空間運動的資料。
1720年繼任為第二任格林尼治天文臺臺長。
1759年3月全世界的天文臺都在等待哈雷預言的這顆彗星。3月13日,這顆明亮的彗星拖著長長的尾巴,出現(xiàn)在星空中。遺憾的是,哈雷已于1742年逝世,未能親眼看到。1758年這顆彗星被命名為哈雷彗星,那是在他去世大約16年之后。哈雷的計算,預測這顆彗星將于1835年和1910年回來,結(jié)果,這顆彗星都如期而至。
主要成就
天文學成就
哈雷彗星
哈雷最廣為人知的貢獻就是他對一顆彗星的準確預言。哈雷在整理彗星觀測記錄的過程中,發(fā)現(xiàn)1682年出現(xiàn)的一顆彗星的軌道根數(shù),與1607年約翰尼斯·開普勒觀測的和1531年阿皮延觀測的彗星軌道根數(shù)相近,出現(xiàn)的時間間隔都是75或76年。哈雷的計算,預測這顆彗星將于1835年和1910年回來,結(jié)果,這顆彗星都如期而至。這顆彗星就是今天幾乎人人皆知的“哈雷彗星”。彗星的神秘性隨之被打破。
其它
此外,哈雷發(fā)現(xiàn)了恒星的自行,這又是一個重大發(fā)現(xiàn)。哈雷還提出利用金星凌日的機會,去測定日、地距離,為當時精確測定地球與太陽的距離提供了很好的方法。他還發(fā)現(xiàn)了月亮運動的長期加速現(xiàn)象,為精密研究地、月系的運動作了重要貢獻。
軼事典故
綽號
哈雷有許多有意思的綽號。當年他出色地繪制了南天星圖,于是當時的英國皇家天文學家約翰·弗蘭斯蒂德(John Flamsteed)便叫他“南天第谷(Our Southern Tycho)”。第谷·布拉赫是丹麥天文學家,他用肉眼精確測量了北天777顆恒星的位置,并發(fā)掘出了后來成為“星空立法者”的約翰尼斯·開普勒。Flamsteed也以觀測精確著稱,第谷自然成為他心中至高的偶像。22歲的哈雷竟被性格嚴肅刻板的Flamsteed毫不吝嗇地譽為“南天第谷”,其天文才華可見一斑。
可是,幾十年后,哈雷從Flamsteed那里得來了另一個性質(zhì)完全不一樣的綽號“雷霉兒(Raymer)”。這是怎么回事呢?
說起來,F(xiàn)lamsteed和第谷確實有很多共同點。第谷發(fā)掘了開普勒,而在某種意義上,F(xiàn)lamsteed發(fā)掘了哈雷。格林尼治天文臺剛準備建設(shè)那會兒,F(xiàn)lamsteed作為被制定的天文臺第一任臺長,找到牛津大學去選助手。當時正在上大二的哈雷在同齡人中脫穎而出,從此逐漸成為公眾的焦點。
天文臺建設(shè)得很順利,一切看起來相當不錯。可是隨著時間推移,F(xiàn)lamsteed發(fā)現(xiàn)他和哈雷的性格根本合不到一塊兒。哈雷活潑好動,說起話來輕快幽默,不著邊際的想法多得是,(比如說,為什么星星有無數(shù)顆,夜晚還是黑的?)甚至有時會搞無傷大雅的惡作劇。這種個性在大部分人看來,當然是極具吸引力的,加上哈雷才華橫溢,在公眾影響力方面幾乎是把Flamsteed秒殺了。Flamsteed一是嫉妒,二是作為一個認真嚴肅的學者,他絕對不能容忍哈雷這樣大大咧咧鋒芒畢露地做學問,于是有段時間他大肆誹謗,傳了很多哈雷的丑聞。
從此這兩個昔日志同道合的人變成了針尖對麥芒的冤家,互相打著筆墨官司,誰也不讓誰。其實哈雷是個大方的人,口才又好,幾乎成了皇家學會的“專業(yè)調(diào)解員”。羅伯特·胡克和海維留(Hevelius)之爭、牛頓和胡克之爭、牛頓和萊布尼茨之爭,都是有了哈雷的勸說才稍顯平息(盡管后兩者最終還是釀成悲劇)。但哈雷容忍不了Flamsteed,在他眼里Flamsteed簡直是個嫉妒心極強、吃飽了撐的欺負后輩,脾氣又怪異的家伙。
而Flamsteed則認為哈雷浮夸自負,沒真本事,只靠發(fā)揮想像力、拉關(guān)系,就在皇家學會里混。更重要的是,哈雷貌似對神不敬。其實哈雷不過是試圖用科學道理解釋《圣經(jīng)》里的一些奇異事件,比如大洪水。
與此同時,F(xiàn)lamsteed仍以第谷自況,他覺得自己的境遇和第谷簡直有異曲同工之妙。第谷也有個針尖對麥芒型的冤家,叫Raymers。但Flamsteed可不敢自夸說自己就是第二代第谷啊,他只好說他的冤家哈雷是第二代Raymers,簡稱Raymer,似乎這樣一來也就間接證明了自己和第谷有緣。
可是Flamsteed能和第谷比嗎?顯然不能。第谷·布拉赫發(fā)掘約翰尼斯·開普勒的故事被傳為佳話;而Flamsteed被他發(fā)掘的哈雷最后卻鬧成這副樣子,叫人搖頭嘆息,情何以堪哪。
不過不管怎樣,“南天第谷”和“雷霉兒”這兩個綽號都挺來之不易的,濃縮了兩個人之間的戲劇性的傳奇。
現(xiàn)在,人們(尤其在西方)談到哈雷,習慣性地不直呼其名,而是叫他“彗星男(The Comet Man)”。當然,在其他書中,我們可以看到,哈雷還是“潮汐王子(Prince of Tides)”,“地球物理學之父(Father of Geophysics)”等等。
與艾薩克·牛頓交往
不過,很快哈雷自己就遇到了煩惱。從1680年起,他對約翰尼斯·開普勒的行星運動定律產(chǎn)生了疑問,詢問胡克和皇家學會的一些會員時,無人能解答。1684年8月,哈雷帶著這個在婚前婚后整整困惑了他四年的問題,前往劍橋大學找到牛頓。牛頓告訴眼前比自己小14歲的求教者,自己幾年前已經(jīng)知道答案了,只是沒有發(fā)表而已。哈雷的困惑就此畫上了句號,他和牛頓的交往則剛剛開始,科學史上一本劃時代的著作也即將誕生。性格怪異的牛頓不愿意發(fā)表自己的觀察和研究所得,在哈雷游說下,牛頓開始寫《自然哲學的數(shù)學原理》一書,皇家學會也同意印行。此書的編輯、校對和序言撰寫,更是由哈雷親自完成。萬事俱備之時,皇家學會卻無法籌集資金,哈雷于是自掏腰包。為了讓該書被更多的人接受,哈雷甚至致信當時的國王,作了深入淺出的介紹。1687年出版的這本書,成為艾薩克·牛頓最著名的著作。哈雷也開始用牛頓的萬有引力定律來研究彗星。
1691年牛津大學的校園里有些不太平靜。倫敦皇家自然知識促進學會會員哈雷,正一心謀求牛津大學薩維爾天文學講席教授職位,這遭到坎特伯雷大主教的反對。在同年上任的大主教眼里,這個著名的無神論者,斷然不能獲此職位。35歲的哈雷已是頗負盛名的天文學家,9年前他曾觀察到夜空中一顆像掃帚一樣的星星,拖著長長的尾巴。但大主教來頭更大,他早已獲得國王瑪麗二世的信任。面對來自“離國王最近的人”的壓力,牛津大學的職位最終給了艾薩克·牛頓支持的一位數(shù)學家。哈雷的愿望落空了。當他在15年前毅然離開時,這個毛頭小伙子沒料到,重返母校竟變得如此之難。
人物評價
除此之外,哈雷曾涉獵數(shù)學、地球物理學、考古學等,但一顆彗星的光芒,似乎已完全籠罩了他身后漫長的歲月。很少有人知道,1693年哈雷發(fā)表的一篇關(guān)于死亡年齡分析的文章,為女王陛下政府出售人壽保險時確定合理的價格,提供了堅實基礎(chǔ)。據(jù)說,這是有關(guān)社會統(tǒng)計學的開創(chuàng)性工作,甚至對后來的人壽保險業(yè)影響不小。
參考資料 >
甘肅科技館線上主題科普活動之二:一起來聊聊這些“星”的秘密.今日頭條.2023-12-23