Tobias Mayer

Tobias Mayer Tobias Mayer, det eneste kendte farveportræt Tobias Mayer Biografi
Fødsel 17. februar 1723
Marbach am Neckar
Død 20. februar 1762
Göttingen
Aktiviteter Astronom , matematiker , fysiker , kartograf , universitetsprofessor
Andre oplysninger
Arbejdede for Universitetet i Göttingen
Områder Kartografi , astronomi

Tobias Mayer (født den17. februar 1723i Marbach am Neckar ( hertugdømmet Württemberg ) og døde den20. februar 1762i Göttingen ) er en tysk matematiker , kartograf og astronom . Selvlært er han blevet en anerkendt videnskabsmand; han gik aldrig på college, men han underviste der.

Biografi

Tobias Mayers liv er tilbragt i fire byer: Esslingen, Augsburg, Nürnberg og Göttingen.

Esslingen (1724 eller 1725–1744)

Han voksede op i et beskedent miljø i Esslingen am Neckar , hvor familien flyttede, da han var omkring to år gammel. Hans far (1682-1731) kaldes også Tobias og er springvandholder. Fra 1729 til 1741 deltog han i den lokale skole og latinskolen i Esslingen. Da matematik ikke undervises i denne skole, er Tobias selvlært. Efter sin fars død i 1731 blev han indkvarteret på børnehjemmet. På grund af sine færdigheder blev han i nogen tid opmuntret af borgmesteren i Esslingen. Når denne beskytter dør, kommer Tobias under vingen af ​​en skomager, der er ivrig efter at vide: ”Vi kom godt overens, min skomager og jeg; [...] Han havde penge til at købe bøger, men ingen tid til at læse dem: han måtte lave sko. Jeg havde tid til at læse, men ingen penge til at købe bøger. " Om aftenen lavede Tobias et resumé af sine aflæsninger til skomageren.

Hans mor døde i 1737. I 1739 udgav han den første plan for byen Esslingen og i 1741 en bog om geometri og matematik.

Augsburg (1744–1746) og Nürnberg (1746–1751)

I 1744, efter flere meget skuffende forsøg på at komme ud af sin lille by, ankom han til Augsburg. I 1745 udgav han "Matematisk Atlas" og en bog om militærkonstruktionen. I 1746, da han fik plads i kartografihuset Johann Baptist Homann i Nürnberg, havde han allerede offentliggjort to originale geometriske værker. Han opdagede unøjagtigheder i kortene, der blev brugt ved at overlappe to kendte kort og viste vigtige forskelle, især i øst-vest retning. Den måling af længdegrad af en by var kun muligt med en stor usikkerhed.

Göttingen (1752–1762)

I 1751 blev han gift med Maria Victoria, født Gnüg (1723–1780), en pastors datter, og året efter blev hans søn Johann Tobias  (in) født , som ville være en fysiker som sin far.

På grund af hans bidrag til området kartografi og i betragtning af hans ry som videnskabsmand blev han også i 1751 udnævnt til formand for økonomi og matematik ved universitetet i Göttingen .

Fra 1752 til 1756 offentliggjorde han publikationer om bestemmelse af længdegrad, astronomi, geofysik, matematik og måleinstrumenter. I årene 1757–62 offentliggjorde han trods syvårskrigen andre værker inden for astronomi og skrev også om Jordens magnetfelt og farveteori.

I 1754 blev han direktør for det nye observatorium i Göttingen, som var anbragt i et tårn i bymuren. Han arbejdede der med stor begejstring og succes, indtil han døde af tyfus i 1762. På dødslejet bad den "udødelige Mayer" , som Carl Friedrich Gauß kaldte det , Maria Victoria om at 'ikke kun gå til England med sine egne borde, men også også med observationer fra hans tidligere elev Carsten Niebuhr .

Bidrag

Astronomi

Tobias Mayers artikel i Kosmographische Nachrichten i 1750 er en omhyggelig undersøgelse af månefrigørelsen . Hans kort over månen (i alt 40), udgivet posthumt af Lichtenberg i 1775, vil ikke være forældede i et halvt århundrede. Men Tobias Mayers berømmelse hviler hovedsageligt på hans Tables of the Moon ( Tabulæ motuum Solis og Lunæ novæ et correctæ ), som først blev trykt i 1752 . I 1755 gav han den engelske regering en beriget version af sine borde . Månens position kan bestemmes med enestående præcision på 75 sekunder af en grad og derfor længden til søs til den nærmeste 0,5 grad. Således er løst det vanskelige problem med at måle længdegrad , der indtil da har forhindret sikker navigation på det åbne hav En anden løsning til det samme problem opdages på omkring samme tid ved en urmager ved navn. John Harrison  ; den er baseret på tidsmåling ved hjælp af nye ure, som ombord på sejlskibe også fungerer med tilstrækkelig præcision under vanskelige forhold.

Mayers videnskabelige teori, baseret på Månens borde , blev offentliggjort posthumt i London i 1767 under titlen Theoria Lunæ juxta systema Newtonianum ( Theory of the Moon ifølge the Newtonian system ). Ligeledes optrådte posthumt en forbedret version af tabellerne i London . Hans enke bringer personligt disse borde til England. Som anerkendelse af Mayers store fordele ved at løse længdegradsproblemet modtog hun en britisk regeringsdonation på  £ 3.000 . Faktisk havde den britiske regering i 1714 lovet at belønne  løsningen af ​​dette problem med en præmie på 20.000 pund, og et udvalg, Longitude Board , var nedsat til dette formål. Mayers månekort tages op senere, blandt andet af Johann Hieronymus Schröter .

Opdagelse af "refleksionscirklen"

I midten af det XVIII th  århundrede synes små forskelle mellem Newtons lov om universel gravitation Newton og placering af planeter faktisk observerede. Disse forskelle udgjorde for Månen ca. 5 graders minutter , hvilket kunne føre til en usikkerhed på 2,5 grader ved bestemmelsen af ​​Jordens længdegrad. Afhængig af breddegrad svarede dette til en variation og en navigationsunøjagtighed på henholdsvis op til 150 sømil . Mere præcise beslutninger, der er nødvendige for udviklingen af ​​en bedre teori om Månens bevægelse, byggede Tobias Mayer et nyt astronomisk måleinstrument, kaldet en refleksionskreds.

Udstyret, der først blev brugt til jordmåling, består af et teleskopisk syn, der modtager det samtidige billede af to objekter, der er fjernt fra hinanden. Det første billede opnås ved direkte syn og det andet ved refleksion på to små spejle. Fordelen ved Mayers opfindelse er, at vinklen dannet af refleksionen er dobbelt så stor som den sande vinkel. Læse- eller spillefejlene i mekanismen halveres således. Ved at gentage observationen en anden gang deler vi fejlene med fire osv. og vi kan således opnå en præcision tyve gange større end før.

Tobias Mayer anvender dette gentagelsesprincip på en astronomisk disk. Den ønskede vinkelforskel mellem månen og en stjerne bestemmes ved gentagne målinger og den tilsvarende opdeling efter antallet af operationer. Således lykkedes det Mayer fra 1755 at etablere sine Måneborde med en nøjagtighed på ca. et minut. Senere astronomen Franz Xaver von Zach (1754-1832) beskrevet Mayers rekord som den vigtigste astronomiske opdagelse af XVIII th  århundrede.

De første modeller af denne nye enhed blev fremstillet fra 1750 i Göttingen og fra omkring 1757 i London af John Bird . Hurtigt skelner Tobias Mayer, at den præcision, han kan opnå ved hjælp af et sådant instrument til sin teori om månen, også tillader en pålidelig bestemmelse af længdegrad. Så kun tre år efter Mayers død viser målinger fra English Board of Longitude , at nøjagtigheden af ​​havets placering med hans metode kan forbedres med omkring 60 sømil . Fra 1775 blev disse enheder, kendt som “Circles of Borda”, optimeret og blev bredt distribueret ( Jean-Charles de Borda forbedrede Mayers opfindelse).

Løsning på graden af ​​længdegradsproblem

Med undtagelse af et let parallaktisk skift , vises Månen under en samtidig observation på samme tid på samme stjernehimmelposition, også når denne observation foretages fra forskellige jordbaserede steder. Samtidig betyder her på samme universelle tid . På en given dato afhænger deklinationen af ​​den sande lokale tid, der bestemmes ved at observere Solens position, af observatørens længdegrad. Når månen bevæger sig omkring jorden omkring 33 vinkelminutter i timen i forhold til de faste stjerner, bestemmes den nøjagtige måling svarende til vinkelforskellen mellem månen og de faste stjerner ved deklinationen af ​​den sande lokale tid for universel tid og dermed , af observatørens længdegrad, så længe der er tilstrækkelig nøjagtige data om Månens position i forhold til faste stjerner er tilgængelige i forhold til universel tid.

Vi skylder også Tobias Mayer et katalog med 998 stjernetegn .

Psykofysik

”I 1750'erne gennemførte Tobias Mayer, professor i astronomi og anvendt matematik (økonomi) ved universitetet i Göttingen, to undersøgelser af visuel kvantitativ psykofysik . Han udleder, at synsstyrken afhænger i henhold til en kraftlov af intensiteten af ​​lyset, der belyser stimulusmønsteret. Hans målinger sammenligner synsstyrke bestemt af isolerede sorte prikker og synsstyrke målt ved hjælp af gitter- eller skakbrætmønstre (sidstnævnte betragtes af ham som det ”sande” mål for synsstyrke).

Mayer udvikler også et tredimensionelt hexahedralt farveområde fra definitionen af ​​de subtraktive farveblandinger af de tre primære farver (rød, gul, blå). Dette farverum kan betragtes som forgængeren for Ostwald og Munsell farveborde , som kommer senere. Mayer gav en enkel kvantitativ beskrivelse af hver af nuancer i sit farveområde.

De to psykofysiske studier stammer fra Mayers interesse for praktiske problemer inden for astronomi og kartografi. "

Arbejder

Publikationer

Kort

Korrespondance

Bibliografi

Hukommelse

Noter og referencer

  1. "Tobias" vil blive fejlagtigt citeret i mange værker som "Johann Tobias" . Ifølge dåbebogen og de originale publikationer er hans fornavn simpelthen Tobias. På den anden side er Johann Tobias faktisk navnet på hans søn.
  2. Baur 1806 , s.  63 .
  3. I dag er Georgii gymnasium .
  4. Forbes 1967 , s.  230 .
  5. Se også note 8 til Forbes 1967 .
  6. http://www.tobias-mayer-verein.de/index.php?id=29 .
  7. Værket tjener ham to sølvstykker: http://www.tobias-mayer-verein.de/index.php?id=29 .
  8. Forbes 1967 , s.  233 .
  9. "Tobias Mayer" , astronomi i Nürnberg-webstedet .
  10. Bryllupsrejsen består af rejsen Nürnberg - Göttingen, hvor Mayer netop er blevet udnævnt; den nye mand benytter lejligheden til at udarbejde rejsekortet over sin rejseplan ( Iter Mayerianum ad musas Goettingensis Norimberga ): Hütterman 2002 , s.  15 . Kortet kan ses på et websted fra universitetet i Bremen. Designeren er Johann Andreas Friedrich Yelin.
  11. Ifølge Gauß ( brev til Olbers af 26. oktober 1802 ) havde Mayer ry for at være en dårlig lærer.
  12. Armin Hüttermann, “Ausstellung in der Paulinerkirche zeigt Werk des Göttinger Gelehrten” . Om Gauß og Mayer, se: Eric G. Forbes, ”Carl Friedrich Gauss 'astronomiske arbejde (1777–1855)” .
  13. Roger H. Guichard, Jr., Niebuhr i Egypten , s.  39 .
  14. Forbes 1967 , s.  238 .
  15. "Circles de Borda" , side af Louis-le-Grand Scientific Museums venner.
  16. Johann Heinrich von Mädler , Geschichte der Himmelskunde von der ältesten bis auf die neueste , vol.  2, 1873, s.  531 . Forbedringen af ​​Borda bestod i "tilføjelsen af ​​et andet teleskop-alidadesæt under den azimutale cirkel"  : side af Venner af Louis-le-Grand Scientific Museum.
  17. Vores tekst er en oversættelse af: Otto-Joachim Grüsser, ”Kvantitativ visuel psykofysik i perioden med europæisk oplysning. Studierne af astronomen og matematikeren Tobias Mayer (1723-1762) om synsstyrke og farveopfattelse ” , i Doc Ophthalmol , feb. 1989 71 (2): 93-111 (opsummeret af forfatteren af ​​artiklen) PMID 2663402 . Vi sætter teksten i nutid og adskilt den i afsnit. Noterne er vores.
  18. Grundlæggende artikel om dette spørgsmål er: Otto-Joachim Grüsser, "Opdagelsen af ​​den psykofysiske magtelov af Tobias Mayer i 1754 og den psykofysiske hyperbolske lov af Ewald Hering i 1874", i Behavioral and Brain Sciences , 16 (1): 142, 1993.
  19. Medmindre sammenhængen forbyder det, vil "Royal Society" i denne artikel være Royal Society of Sciences (Göttingen), som i dag er Academy of Sciences i Göttingen .
  20. Kilde: Hütterman 2002 , s.  22 .
  21. Dato i henhold til titelsiden.
  22. Fuld titel: Mathematischer Atlas, in welchem ​​auf 60 Tabellen alle Theile der Mathematic vorgestellet und nicht allein überhaupt zu bequemer Wiederholung, Sondeern auch den Anfängern besonders zur Aufmunterung durch deutliche Beschreibung u. Figuren entworfen werden .
  23. Frank Swetz, "Mayers matematiske atlas" .
  24. Anden digitalisering  : Linda Hall Library.
  25. De Tobias-Meyer forening går tilbage til 1970 "genfødsel af Mayer" og tilskriver æren til Eric G. Forbes: "Kurzbiographie" . Steven Wepster ( Wepster 2010 , s.  1 ) er enig.
  26. Roderick W. Home, Review , i The British Journal for the History of Science , bind.  7, nr .  3 (november 1974), s.  296–298 .
  27. Officielt websted .
  28. Skolens websted .
  29. Side på byens hjemmeside.

eksterne links