Selbstachtung ist der Grundstein aller Tugend
Sir John Frederick William Herschel, 1. Baronet, war ein englischer Universalgelehrter, Mathematiker, Astronom, Chemiker, Erfinder und experimenteller Fotograf, der das Blueprintverfahren erfand, und führte botanische Arbeiten durch.
Herschel führte die Verwendung des julianischen Tageszählungssystems in der Astronomie ein. Er benannte sieben Monde des Saturn und vier Monde des Uranus – des siebten Planeten, der von seinem Vater Sir William Herschel entdeckt wurde. Er trug viel zur Wissenschaft der Fotografie bei und untersuchte Farbenblindheit und die chemische Kraft der ultravioletten Strahlen. Seine Preliminary Discourse von 1831, die einen induktiven Ansatz für wissenschaftliche Experimente und Theoriebildung befürwortete, war ein wichtiger Beitrag zur Philosophie der Wissenschaft.
Frühes Leben und Arbeit in der Astronomie
Herschel wurde in Slough, Buckinghamshire, geboren, Sohn von Mary Baldwin und dem Astronomen William Herschel. Er war der Neffe der Astronomin Caroline Herschel. Er studierte kurz am Eton College und am St John's College, Cambridge, und schloss 1813 als Senior Wrangler ab. Während seiner Zeit als Student freundete er sich mit den Mathematikern Charles Babbage und George Peacock an. Er verließ Cambridge 1816 und begann, mit seinem Vater zu arbeiten. Er begann 1816 mit der Astronomie und baute ein Spiegelteleskop mit einem Spiegel von 18 Zoll (460 mm) Durchmesser und einer Brennweite von 20 Fuß (6,1 m). Zwischen 1821 und 1823 untersuchte er zusammen mit James South die Doppelsterne, die sein Vater katalogisiert hatte. Er war einer der Gründer der Royal Astronomical Society im Jahr 1820. Für seine Arbeit mit seinem Vater erhielt er 1826 die Goldmedaille der Royal Astronomical Society, die er 1836 erneut gewann, sowie die Lalande-Medaille der Französischen Akademie der Wissenschaften im Jahr 1825. 1821 verlieh ihm die Royal Society die Copley Medal für seine mathematischen Beiträge zu ihren Transactions. Herschel wurde 1831 zum Knight of the Royal Guelphic Order ernannt. Er schien auch mit indischem Gedankengut und Mathematik vertraut zu sein, die ihm von George Everest eingeführt wurden, wie Mary Boole behauptete
Etwa um 1825 kam er für zwei oder drei Jahre nach England und schloss eine schnelle und lebenslange Freundschaft mit Herschel und mit Babbage, der damals noch sehr jung war. (.) Mein Onkel kehrte aus Indien zurück. Er mischte sich nie in die religiösen Überzeugungen oder Bräuche anderer ein. Aber niemand unter seinem Einfluss konnte weiterhin glauben, dass etwas in der Bibel besonders heilig ist, außer den zwei Elementen, die sie mit anderen heiligen Büchern gemeinsam hat: die Kenntnis unserer Beziehung zu anderen und die Fähigkeit des Menschen, direkt mit der unsichtbaren Wahrheit zu kommunizieren
Er zitierte in seinem historischen Artikel über Mathematik in Brewster's Cyclopedia
Die Brahma Sidd'hanta, das Werk des Brahmagupta, eines indischen Astronomen vom Anfang des siebten Jahrhunderts, enthält eine allgemeine Methode zur Lösung unbestimmter Probleme zweiten Grades; eine Untersuchung, die tatsächlich die Fähigkeiten jedes modernen Analytikers bis zur Zeit von Lagrange's Lösung verwirrte, nicht ausgenommen den äußerst erfinderischen Euler selbst.
Herschel diente dreimal als Präsident der Royal Astronomical Society: 1827–29, 1839–41 und 1847–49.
Herschels „A preliminary discourse on the study of natural philosophy", veröffentlicht Anfang 1831 als Teil von Dionysius Lardners Cabinet cyclopædia, legte Methoden der wissenschaftlichen Untersuchung mit einer geordneten Beziehung zwischen Beobachtung und Theorisierung dar. Er beschrieb die Natur als von Gesetzen beherrscht, die schwer zu erkennen oder mathematisch auszudrücken waren, und das höchste Ziel der Naturphilosophie war das Verständnis dieser Gesetze durch induktives Denken, um eine einzige vereinheitlichende Erklärung für ein Phänomen zu finden. Dies wurde eine maßgebliche Aussage mit großem Einfluss auf die Wissenschaft, insbesondere an der Universität Cambridge, wo sie den Studenten Charles Darwin mit „brennendem Eifer" inspirierte, zu diesem Werk beizutragen.
Herschel veröffentlichte 1864 einen Katalog seiner astronomischen Beobachtungen als „General Catalogue of Nebulae and Clusters", eine Zusammenstellung seiner eigenen Arbeit und der seines Vaters, die auf dem Katalog der Nebel seines Vaters aufbaute. Ein weiterer ergänzender Band wurde posthum als „General Catalogue of 10,300 Multiple and Double Stars" veröffentlicht.
Herschel betrachtete Astigmatismus korrekt als Folge einer Unregelmäßigkeit der Hornhaut und theoretisierte, dass das Sehen durch die Anwendung einer tierischen Gelatine in einer Glaskapsule gegen die Hornhaut verbessert werden könnte. Seine Ansichten wurden in einem Artikel mit dem Titel „Light" 1828 und in der Encyclopædia Metropolitana 1845 veröffentlicht.
Herschels Entdeckungen umfassen die Galaxien NGC 7, NGC 10, NGC 25 und NGC 28
Besuch in Südafrika
Herschel lehnte ein Angebot des Herzogs von Sussex ab, mit ihm auf einem Marineschiff nach Südafrika zu reisen, und bezahlte zusammen mit seiner Frau £500 für die Überfahrt auf der S.S. Mountstuart Elphinstone, die am 13. November 1833 von Portsmouth abfuhr.
Die Reise nach Südafrika diente dazu, die Sterne, Nebel und andere Objekte des südlichen Himmels zu katalogisieren. Dies sollte eine Vollendung und Erweiterung der Vermessung des Nordhimmels sein, die zunächst von seinem Vater William Herschel unternommen wurde. Er kam am 15. Januar 1834 in Kapstadt an und richtete ein privates 21-Fuß-(6,4 m)-Teleskop in Feldhausen in Claremont, einem Vorort von Kapstadt, ein. Zu seinen anderen Beobachtungen während dieser Zeit gehörte die Rückkehr des Halleyschen Kometen. Herschel arbeitete mit Thomas Maclear, dem Astronomer Royal am Kap der Guten Hoffnung, zusammen, und die Mitglieder der beiden Familien wurden enge Freunde. Während dieser Zeit beobachtete er auch die Great Eruption von Eta Carinae im Dezember 1837.
Neben seiner astronomischen Arbeit bot diese Reise in eine entfernte Ecke des Britischen Reiches Herschel jedoch auch eine Flucht vor dem Druck, unter dem er sich in London befand, wo er einer der meistgesuchten britischen Wissenschaftler war. Während er sich in Südafrika aufhielt, beschäftigte er sich mit einer breiten Palette wissenschaftlicher Unternehmungen, frei von einem starken Pflichtgefühl gegenüber der größeren wissenschaftlichen Gemeinschaft. Wie er sich später erinnerte, war es wahrscheinlich die glücklichste Zeit seines Lebens.
In einer außergewöhnlichen Abkehr von der Astronomie vereinte Herschel seine Talente mit denen seiner Frau Margaret, und zwischen 1834 und 1838 erstellten sie 131 botanische Illustrationen von hoher Qualität, die die Kapflora zeigten. Herschel nutzte eine Camera lucida, um genaue Umrisse der Exemplare zu erhalten, und überließ die Details seiner Frau. Obwohl ihr Portfolio als persönliche Aufzeichnung gedacht war und trotz des Fehlens von Blütendissektionen in den Gemälden, machen ihre genaue Wiedergabe sie wertvoller als viele zeitgenössische Sammlungen. Etwa 112 der 132 bekannten Blütenstudien wurden gesammelt und 1996 als Flora Herscheliana veröffentlicht.
Als ihr Zuhause während ihres Aufenthalts am Kap hatten die Herschels „Feldhausen" „Field Houses", einen alten Landsitz auf der südöstlichen Seite des Tafelbergs, ausgewählt. Hier richtete John sein Spiegelteleskop auf, um seine Vermessung des südlichen Himmels zu beginnen.
Herschel las zur gleichen Zeit viel. Fasziniert von den Ideen der allmählichen Bildung von Landschaften, die in Charles Lyells „Principles of Geology" dargelegt werden, schrieb er am 20. Februar 1836 an Lyell und pries das Buch als ein Werk, das eine „vollständige Revolution des Themas" bringen würde, indem es „den Standpunkt völlig verändert, aus dem es von nun an betrachtet werden muss" und „den Weg für kühne Spekulationen über ‚dieses Geheimnis der Geheimnisse, den Ersatz ausgestorbener Arten durch andere' öffnet." Herschel selbst hielt die katastrophale Ausrottung und Erneuerung für „eine unzureichende Vorstellung vom Schöpfer" und war nach Analogie mit anderen Zweitursachen der Ansicht, dass „die Entstehung neuer Arten, könnte sie je in unsere Kenntnis fallen, sich als natürlich im Gegensatz zu einem wundersamen Prozess herausstellen würde". Er leitete seine Worte mit dem Couplet ein:
Er, der eine solche Suche unternehmen würde, darf keine Furcht oder Schwachheit kennen
Für feige Seele oder ungläubiges Herz wäre die Suche nutzlos.
Mit einer gradualistischen Sicht auf die Entwicklung und mit Bezug auf die evolutionäre Abstammung von einer Ursprache kommentierte Herschel:
Wörter sind für den Anthropologen das, was abgerollte Kiesel für den Geologen sind – zerschlagene Relikte aus längst vergangenen Zeiten, die oft unverlöschliche Aufzeichnungen enthalten, die einer intelligenten Interpretation fähig sind – und wenn wir sehen, welche Veränderung 2000 Jahre in den Sprachen Griechenlands & Italiens oder 1000 Jahre in denen Deutschlands, Frankreichs & Spaniens hervorgebracht hat, beginnen wir natürlich zu fragen, wie lange ein Zeitraum vergangen sein muss, seit das Chinesische, das Hebräische, das Delaware & das Malesass [Malagasy] einen gemeinsamen Punkt mit dem Deutschen & Italienischen & untereinander hatten – Zeit! Zeit! Zeit! – Wir dürfen die Schriftchronologie nicht in Frage stellen, aber wir müssen sie in Übereinstimmung mit dem interpretieren, was sich bei fairer Untersuchung als Wahrheit herausstellt, denn es kann nicht zwei Wahrheiten geben. Und wirklich gibt es genug Spielraum: denn die Leben der Patriarchen können so vernünftig auf 5000 oder 50000 Jahre pro Stück verlängert werden wie die Tage der Schöpfung auf so viele tausend Millionen Jahre.
Das Dokument wurde verbreitet, und Charles Babbage nahm Auszüge in seinen neunten und inoffiziellen Bridgewater Treatise auf, der Gesetze postulierte, die von einem göttlichen Programmierer aufgestellt wurden. Als die HMS Beagle Kapstadt ansteuerte, besuchten Kapitän Robert FitzRoy und der junge Naturforscher Charles Darwin Herschel am 3. Juni 1836. Später würde Darwin von Herschels Schriften bei der Entwicklung seiner in „The Origin of Species" vorgebrachten Theorie beeinflusst. In den Eröffnungszeilen dieses Werkes schreibt Darwin, dass seine Absicht darin besteht, „etwas Licht auf den Ursprung der Arten zu werfen – dieses Geheimnis der Geheimnisse, wie es von einem unserer größten Philosophen genannt wurde", und bezieht sich auf Herschel. Herschel lehnte die Theorie der natürlichen Auslese jedoch letztendlich ab.
Herschel kehrte 1838 nach England zurück, wurde zum Baronet von Slough in der Grafschaft Buckingham ernannt und veröffentlichte 1847 „Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope". In dieser Veröffentlichung schlug er die noch heute verwendeten Namen für die sieben damals bekannten Satelliten des Saturn vor: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan und Iapetus. Im selben Jahr erhielt Herschel seine zweite Copley Medal von der Royal Society für dieses Werk. Einige Jahre später, 1852, schlug er die noch heute verwendeten Namen für die vier damals bekannten Satelliten des Uranus vor: Ariel, Umbriel, Titania und Oberon. Ein Steinobelisk, der 1842 errichtet wurde und sich jetzt auf dem Gelände der The Grove Primary School befindet, markiert die Stelle, an der sein 20-Fuß-Spiegelteleskop einst stand.
Fotografie
Herschel trug zahlreiche wichtige Beiträge zur Fotografie bei. Er verbesserte fotografische Prozesse, insbesondere durch die Erfindung des Cyanotypie-Verfahrens, das als Blueprints bekannt wurde, und Variationen wie das Chrysotypie-Verfahren. 1839 fertigte er eine noch vorhandene Fotografie auf Glas an und experimentierte mit einiger Farbwiedergabe, wobei er feststellte, dass Strahlen verschiedener Teile des Spektrums dazu neigten, eine Fotopapier ihre eigene Farbe zu verleihen. Herschel führte Experimente mit photosensitiven Emulsionen von Pflanzensäften durch, die Phytotypen genannt wurden, auch als Anthotypen bekannt, und veröffentlichte seine Entdeckungen 1842 in den Philosophical Transactions der Royal Society of London. Er arbeitete in den frühen 1840er Jahren mit Henry Collen zusammen, dem Porträtmaler von Königin Victoria. Herschel entdeckte ursprünglich den Platinprozess auf der Grundlage der Lichtempfindlichkeit von Platinsalzen, der später von William Willis entwickelt wurde.
Herschel prägte 1839 den Begriff Fotografie. Herschel war auch der erste, der die Begriffe negativ und positiv auf die Fotografie anwendete.
Herschel entdeckte 1819 Natriumthiosulfat als Lösungsmittel für Silberhalogenide und informierte Talbot und Daguerre über seine Entdeckung, dass dieses „Natriumhyposulfit" „Hypo" als fotografischer Fixierer verwendet werden konnte, um Bilder zu „fixieren" und sie dauerhaft zu machen, nachdem er dies experimentell Anfang 1839 angewendet hatte.
Herschels bahnbrechende Forschung zu diesem Thema wurde im März 1839 und Januar 1840 in der Royal Society in London vorgelesen.
Andere Aspekte von Herschels Karriere
Herschel schrieb viele Aufsätze und Artikel, darunter Einträge zu Meteorologie, physischer Geografie und dem Teleskop für die achte Auflage der Encyclopædia Britannica. Er übersetzte auch die Ilias von Homer.
1823 veröffentlichte Herschel seine Erkenntnisse über die optischen Spektren von Metallsalzen.
Herschel erfand 1825 das Aktinometer, um die direkte Heizleistung der Sonnenstrahlen zu messen, und seine Arbeit mit dem Instrument ist von großer Bedeutung in der frühen Geschichte der Fotochemie.
Herschel schlug eine Korrektur des Gregorianischen Kalenders vor, wonach Jahre, die ein Vielfaches von 4000 sind, keine Schaltjahre sind, und reduzierte damit die durchschnittliche Länge des Kalenderjahres von 365,2425 Tagen auf 365,24225. Obwohl dies näher am tropischen Mittelwert von 365,24219 Tagen liegt, wurde sein Vorschlag nie angenommen, da der Gregorianische Kalender auf der mittleren Zeit zwischen Frühjahrstagundnachtgleichen basiert, derzeit 365,242374 Tage.
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