자존심은 모든 미덕의 초석이다
존 프레더릭 윌리엄 허셜 준남작(Sir John Frederick William Herschel, 1st Baronet)은 영국의 박식가, 수학자, 천문학자, 화학자, 발명가, 실험 사진사였으며 청사진을 발명하고 식물학 연구를 했다.
허셜은 천문학에서 율리우스력 시스템의 사용을 창시했다. 그는 토성의 일곱 개의 위성과 천왕성(일곱 번째 행성, 그의 아버지 윌리엄 허셜이 발견함)의 네 개의 위성에 이름을 붙였다. 그는 사진 과학에 많은 기여를 했으며, 색맹을 조사했고 자외선의 화학적 힘을 연구했다. 그의 1831년 《예비 담론(Preliminary Discourse)》은 과학 실험과 이론 구축에 대한 귀납적 접근 방식을 옹호했으며, 과학 철학에 중요한 기여를 했다.
초기 생애 및 천문학 연구
허셜은 버킹엄셔의 Slough에서 메리 볼드윈과 천문학자 윌리엄 허셜의 아들로 태어났다. 그는 천문학자 캐롤라인 허셜의 조카였다. 그는 Eton College와 캠브리지 대학교의 St John's College에서 잠시 공부했으며, 1813년에 수석 우등생(Senior Wrangler)으로 졸업했다. 그가 대학생이었을 때 수학자 Charles Babbage와 George Peacock과 친구가 되었다. 그는 1816년 케임브리지를 떠나 아버지와 함께 일하기 시작했다. 1816년에 그는 천문학을 시작하여 직경 18인치(460 mm)의 거울과 20피트(6.1 m)의 초점 거리를 가진 반사 망원경을 건설했다. 1821년과 1823년 사이에 그는 James South와 함께 그의 아버지가 카탈로그한 쌍성을 다시 검토했다. 그는 1820년 왕립천문학회의 설립자 중 한 명이었다. 아버지와의 협력으로 1826년 왕립천문학회의 금메달을 받았으며 1836년에 다시 받았고, 1825년에는 프랑스 과학아카데미의 랄랑드 메달을 받았다. 1821년에는 왕립학회가 그의 수학적 기여로 코플리 메달을 수여했다. 허셜은 1831년 로열 굴프 기사단(Royal Guelphic Order)의 기사로 임명되었다. 그는 또한 George Everest가 소개한 인도 사상과 수학에 대해 인식하고 있었던 것으로 보인다(Mary Boole의 주장에 따르면).
1825년경, 그는 2~3년 동안 영국으로 와서 허셜과 당시 꽤 어렸던 Babbage와 빠르고 평생의 우정을 맺었다.(.)내 삼촌은 인도에서 돌아왔다. 그는 누구의 종교적 신념이나 관습에도 간섭하지 않았다. 하지만 그의 영향 아래 있던 사람 중 누구도 성경의 어떤 것도 특별히 신성하다고 계속 믿을 수 없었는데, 단 두 가지 요소만 제외하고 성경이 다른 거룩한 책들과 공통으로 가지고 있는 것들: 다른 사람들과의 우리의 관계에 대한 지식과 인간이 보이지 않는 진리와 직접 대화할 수 있는 능력
그는 Brewster의 백과사전의 역사 논문 《수학(Mathematics)》에서 인용했다.
일곱 번째 세기 초의 인도 천문학자 Brahmagupta의 저작인 Brahma Sidd'hanta는 이계 부정정방정식의 해결을 위한 일반적인 방법을 포함하고 있으며, 이는 Lagrange의 해결 시대까지 모든 현대 분석가의 기술을 실제로 난처하게 했던 조사이며, 지극히 발명적인 Euler 자신도 예외가 아니다.
허셜은 왕립천문학회의 회장을 3번 역임했다: 1827–29, 1839–41, 1847–49.
허셜의 《자연철학 연구의 예비 담론(A preliminary discourse on the study of natural philosophy)》은 1831년 초 Dionysius Lardner의 캐비닛 백과사전의 일부로 출판되었으며, 관찰과 이론 사이의 정렬된 관계를 가진 과학 조사 방법을 설정했다. 그는 자연이 식별하거나 수학적으로 표현하기 어려운 법칙에 의해 지배된다고 설명했으며, 자연철학의 최고 목표는 귀납적 추론을 통해 이러한 법칙을 이해하고 현상에 대한 단일 통일 설명을 찾는 것이었다. 이는 과학, 특히 캠브리지 대학교에서 광범위한 영향력을 가진 권위 있는 진술이 되었으며, 여기서 이는 학생 Charles Darwin에게 이 업무에 기여하기 위한 "타오르는 열정"을 불러일으켰다.
허셜은 1864년 《성운과 성단의 일반 카탈로그(General Catalogue of Nebulae and Clusters)》로 그의 천문학적 관측 카탈로그를 출판했으며, 이는 그 자신의 작업과 그의 아버지의 작업을 모은 것으로, 선임 허셀의 성운 카탈로그를 확장했다. 추가 보완 권은 《일반 카탈로그 10,300 쌍성과 이중별(General Catalogue of 10,300 Multiple and Double Stars)》로 사후에 출판되었다.
허셜은 난시를 각막의 불규칙성 때문이라고 올바르게 생각했으며, 각막에 대해 유리 캡슐에 포함된 일종의 동물 젤리를 바르면 시력이 개선될 수 있다고 이론화했다. 그의 견해는 1828년 《빛(Light)》이라는 제목의 논문과 1845년 《Encyclopædia Metropolitana》에서 출판되었다.
허셜의 발견은 NGC 7, NGC 10, NGC 25, NGC 28 은하들을 포함한다.
남아프리카 방문
Sussex 공작의 제안을 거절하여 해군 함선으로 남아프리카로 가는 것을 피하고, 허셜과 그의 아내는 1833년 11월 13일 Portsmouth에서 출발한 S.S. Mountstuart Elphinstone호의 승선권에 £500을 지불했다.
남아프리카로의 항해는 남쪽 하늘의 별, 성운 및 기타 물체들을 카탈로그하기 위한 것이었다. 이는 초기에 그의 아버지 윌리엄 허셜이 수행한 북쪽 하늘 조사의 완성과 확장이었다. 그는 1834년 1월 15일 케이프타운에 도착했고 Cape Town의 교외인 Claremont의 Feldhausen에서 개인용 21피트(6.4 m) 망원경을 설치했다. 이 기간 동안 그의 다른 관측 중에는 핼리 혜성의 복귀가 있었다. 허셜은 Cape of Good Hope의 왕립 천문학자인 Thomas Maclear와 협력했으며 두 가족의 구성원들은 가까운 친구가 되었다. 이 기간 동안 그는 또한 1837년 12월 에타 카리나(Eta Carinae)의 대폭발(Great Eruption)을 목격했다.
그의 천문학 업무 외에도, 이 영국 제국의 먼 모퉁이로의 항해는 허셜에게 런던에서 자신을 압박하던 압박에서 벗어날 수 있게 했으며, 그곳에서 그는 영국의 가장 인기 있는 과학자 중 한 명이었다. 남아프리카에 있는 동안, 그는 더 큰 과학 공동체에 대한 강한 의무감 없이 광범위한 과학 연구에 참여했다. 그는 나중에 회상했듯이, 아마도 그의 인생에서 가장 행복한 시간이었다.
천문학에서 특이한 벗어남으로, 허셜은 그의 아내 Margaret과 함께 재능을 결합했으며 1834년과 1838년 사이에 Cape 식물 군을 보여주는 131개의 고품질 식물학적 삽화를 제작했다. 허셜은 표본의 정확한 윤곽선을 얻기 위해 카메라 루시다(camera lucida)를 사용했고 세부 사항은 아내에게 남겼다. 그들의 포트폴리오가 개인 기록으로 의도되었고 그림에 꽃 해부가 부족했음에도 불구하고, 그들의 정확한 표현은 많은 동시대의 수집보다 더 가치 있게 만든다. 알려진 132개 중 약 112개의 꽃 연구가 수집되어 1996년 《Flora Herscheliana》로 출판되었다.
Cape에서의 거주 기간 동안 허셸 부부는 'Feldhausen' "Field Houses", Table Mountain의 남동쪽에 있는 오래된 부동산을 선택했다. 여기서 John은 남쪽 하늘의 조사를 시작하기 위해 그의 반사 망원경을 설치했다.
허셜은 동시에 광범위하게 읽었다. Charles Lyell의 《지질학 원리(Principles of Geology)》에 나열된 풍경의 점진적 형성 아이디어에 흥미를 느껴 1836년 2월 20일 Lyell에게 편지를 써서 이 책을 "주제에 완전한 혁명을 일으켜 그것이 앞으로 관찰되어야 할 관점을 완전히 바꾸는" 저작이라고 칭찬했으며, "신비 중의 신비인 멸종된 종의 다른 종에 의한 교체"에 대한 대담한 추측의 길을 열었다. 허셜 자신은 격변적 멸종과 갱신을 "창조주에 대한 부적절한 개념"으로 생각했으며 다른 중간적 원인과의 유추에 의해 "새로운 종의 기원이 우리의 인식 아래 올 수 있다면, 기적적인 과정과 달리 자연적인 것으로 판명될 것이다". 그는 그의 말을 이 연을 사전에 붙였다:
그러한 탐구에 나서려는 자는 두려움이나 실패를 알지 못해야 하며
겁쟁이 영혼이나 신실하지 못한 심장을 가진 자에게는 그 탐색이 헛될 것이다.
발달의 점진주의적 관점을 취하고 원시 언어에서의 진화적 하강을 언급하면서, 허셜은 다음과 같이 언급했다:
단어는 인류학자에게 구르는 자갈이 지질학자에게 무엇인지와 같으며 – 과거 시대의 타격을 받은 유적이며 종종 그들 안에 지능적 해석이 가능한 소거할 수 없는 기록을 포함하고 있다 – 그리고 2000년이 그리스와 이탈리아의 언어에, 1000년이 독일, 프랑스 및 스페인의 언어에 생산할 수 있었던 변화의 양을 보면, 우리는 자연스럽게 중국어, 히브리어, Delaware, Malesass [Malagasy]가 독일어 및 이탈리아어와 서로와 공통점을 가져야 했던 이후로 얼마나 오랜 기간이 경과했는지 묻기 시작한다 – 시간! 시간! 시간! – 우리는 성경 연대기를 폄하할 수 없지만, 공정한 조사에 의해 진리로 드러나야 할 것에 따라 해석해야 한다. 두 개의 진리가 있을 수 없기 때문이다. 그리고 정말로 충분한 범위가 있다: 족장들의 생명은 창조의 날들이 수백만 년 이상이 될 수 있는 것처럼 합리적으로 5000년 또는 50000년씩 연장될 수 있기 때문이다.
문서는 배포되었고, Charles Babbage는 신성한 프로그래머에 의해 설정된 법칙을 가정한 그의 아홉 번째이자 비공식 Bridgewater Treatise에 발췌문을 통합했다. HMS Beagle이 Cape Town에 기항했을 때, Captain Robert FitzRoy와 젊은 자연학자 Charles Darwin은 1836년 6월 3일 허셜을 방문했다. 나중에 Darwin은 그의 《종의 기원(The Origin of Species)》에서 발전시킨 이론을 개발하는 데 허셜의 저작의 영향을 받게 되었다. 그 저작의 첫 줄에서 Darwin은 그의 의도가 "종의 기원을 어느 정도 밝히는 것 – 우리의 가장 위대한 철학자 중 한 명에 의해 신비 중의 신비라고 불리는 것"이라고 쓰고 있으며, 허셜을 언급하고 있다. 그러나 허셜은 궁극적으로 자연선택설을 거부했다.
허셜은 1838년 영국으로 돌아왔고, Buckingham 카운티의 Slough의 준남작으로 임명되었으며, 1847년 《Cape of Good Hope에서 이루어진 천문학적 관측의 결과(Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope)》를 출판했다. 이 출판에서 그는 오늘날에도 사용되는 토성의 일곱 개의 알려진 위성의 이름을 제안했다: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan, Iapetus. 같은 해에 허셜은 이 업무에 대해 왕립학회로부터 두 번째 코플리 메달을 받았다. 몇 년 후인 1852년에, 그는 오늘날에도 사용되는 천왕성의 네 개의 알려진 위성의 이름을 제안했다: Ariel, Umbriel, Titania, Oberon. 1842년에 세워진 돌 오벨리스크는 현재 The Grove Primary School의 부지에 있으며 그의 20피트 반사 망원경이 서 있던 부지를 표시한다.
사진
허셜은 사진에 많은 중요한 기여를 했다. 그는 사진 공정에 개선을 이루었으며, 특히 청사진으로 알려진 시아노타입 공정과 크리소타입과 같은 변형을 발명했다. 1839년에 그는 유리 위에 사진을 찍었는데 여전히 존재하며, 일부 색 재현을 시도했으며, 스펙트럼의 다른 부분의 광선이 사진 용지에 자신의 색을 전달하는 경향이 있음을 기록했다. 허셜은 파이토타입(phytotypes)이라고 불리는 식물 주스의 광감성 유제(anthotypes로도 알려짐)를 사용한 실험을 했으며, 1842년 런던 왕립학회의 《철학 거래(Philosophical Transactions)》에서 그의 발견을 출판했다. 그는 1840년대 초 여왕 빅토리아의 초상화 화가인 Henry Collen과 협력했다. 허셜은 백금 염의 광감도에 기초하여 백금 공정을 원래 발견했으며, 나중에 William Willis에 의해 개발되었다.
허셜은 1839년 사진(photography)이라는 용어를 만들었다. 허셜은 또한 음화(negative)와 양화(positive)라는 용어를 사진에 처음 적용했다.
허셜은 1819년 나트륨 티오황산염이 할로겐화 은의 용제임을 발견했으며, 1839년 초에 실험적으로 적용한 후 이 "하이포황산염 소다(hyposulphite of soda)" "하이포(hypo)"를 사진 정착액으로 사용할 수 있으며 그림을 "고정"하고 영구적으로 만들 수 있다는 그의 발견을 Talbot과 Daguerre에게 알렸다.
허셜의 획기적인
