圣殿下的水既是实际存在的,也是比喻性的,既以泉水和溪流的形式存在,也以精神能量的形式存在,并象征着自然的接纳性或月亮方面。
John Michell是一位英国自然哲学家和神职人员,在天文学、地质学、光学和万有引力等众多科学领域提供了开创性的见解。被誉为"有史以来最伟大的无名科学家之一",他是第一个提出以下概念的人:提出了黑洞的存在;暗示地震以地震波的形式传播;解释了如何制造人造磁铁;并且,认识到双星是相互引力的产物,他是第一个将统计学应用于宇宙研究的人。他发明了一种测量地球质量的仪器。他被称为地震学和磁力测量学之父。
根据一位科学记者的说法,"Michell工作中的一些细节听起来确实像是从20世纪天文学教科书的页面中撕下来的。"美国物理学会APS将Michell描述为"远远领先于他的科学同时代人,他的思想在默默无闻中停留,直到一个多世纪后才被重新发明"。该学会指出,虽然"他是当时最聪慧和最独创的科学家之一,但Michell在今天仍然几乎无人知晓,部分原因是他在开发和推进自己的突破性思想方面做得很少"。
早年生活、教育和职业位置
John Michell出生于1724年,在Nottinghamshire的Eakring,是神父Gilbert Michell和Obedience Gerrard的儿子。Gilbert是William Michell和Cornwall Kenwyn的Mary Taylor的儿子;Obedience是London的Ralph和Hannah Gerrard的女儿。
虽然Michell没有现存的肖像,但历史记载描述他是一个矮小、黑皮肤、体格粗壮的人("一个矮个子,肤色黝黑,身体肥胖")。为了直观地了解Michell,我们求助于人工智能平台的帮助,它生成了显示在这份传记顶部的肖像。我们要感谢Michael Ross提请我们注意这一点。
1910年,Sir Edmund Whittaker观察到,在Newton去世后的一个世纪里,"唯一在Cambridge生活和教书的杰出自然哲学家是Michell",尽管他的"研究似乎在他的大学同时代人和继任者中几乎没有引起任何关注,他们默许他的发现被归功于他人,让他的名字完全从Cambridge传统中消失"。Michell随后在Hampshire的Compton和Havant担任了神职职位。在此期间,他不成功地寻求在Cambridge的职位和皇家天文学家的职位。
1767年,他被任命为Yorkshire Leeds附近Thornhill的St. Michael's Church的教区牧师,这个职位他一生都担任。他在Thornhill完成了大部分重要的科学工作,1793年4月21日在那里去世,享年68岁。他被埋葬在那里。在当地压力下,教堂墙上竖起了蓝色牌匾以纪念他。
科学工作
1750年,Michell在Cambridge发表了一部约80页的著作,题为《人造磁铁论》,其中他介绍了一种生产优于最好天然磁铁的磁铁的简便快捷方法。除了描述仍以他的名字命名的磁化方法外,这部作品还包含了大量关于磁性的精确观察,并清晰阐述了磁感应的本质。
在一个实验中,Michell试图通过将阳光聚焦在指南针针的一侧来测量光的辐射压。实验没有成功:针融化了。
地质学和地震学
直到20世纪末,Michell主要因其地质学工作而被认为很重要。他最重要的地质学论文是在1755年里斯本地震之后写的,题为《关于地震原因的推测和地震现象的观察》《哲学汇刊》,li.1760。在这篇论文中,他介绍了地震作为波在地球内传播的想法,以及它们涉及现在称为断层的地质地层偏移。他能够估计里斯本地震的震中和焦点,也可能是第一个建议海啸由海底地震引起的人。

Michell的论文不仅提供了关于地震的见解,而且更广泛地代表了对地球地壳地质学认识的进步。他认识到地球是由"规则和均匀的地层"组成的,其中一些已被隆起打断。根据一位评论员的观点,"Michell地震论文中最重要的部分是它所包含的关于现在所知的'地球地壳'的叙述"。展示了对英国和国外各地地质地层的非凡知识,他利用自己的观察推进了对沉积地层学的理解,是第一个定义英国中生界地层学的人。
1760年,由于这项工作,他被选为皇家学会的成员。
1788年致Henry Cavendish的信表明Michell在地震论文发表数十年后仍继续对地质学感兴趣。
磁性
Michell研究了磁性并发现了"平方反比定律",即磁铁每个磁极施加的磁力与它们之间距离的平方成反比。他1750年的论文《人造磁铁论》是为海员和仪器制造者编写的,旨在作为关于如何制造磁铁的实用手册,其中包含了代表对磁性理解重大贡献的"磁体性质"列表。
重力
Michell设计了一个用于测量地球质量的扭转天平,但在能够使用它之前就去世了。他的仪器传到了他终身朋友Henry Cavendish手中,Cavendish在1798年首次进行了现在称为Cavendish实验的实验。将两个1公斤的铅球放在六英尺杆的两端,他用连接到中心的纤维水平悬挂该杆。然后他在每个小球旁放置一个大铅球,导致万有引力吸引杆顺时针转动。通过测量杆的运动,Cavendish能够计算每个大球对1公斤球施加的力。从这些计算中,他能够提供万有引力常数和地球质量及平均密度的准确估计。Cavendish对Michell的成就给予了充分的赞誉。
1987年,重力研究者A. H. Cook写道:
关于引力和其他精密测量实验的最重要进展是Michell引入扭转天平及Cavendish对其的使用。自那以后,它一直是所有最重要的重力实验的基础。
双星
Michell是第一个将新的统计数学应用于恒星研究的人,并在1767年的论文中证明了成对或成组出现的恒星远远超过完全随机分布的数量。他将调查集中在昴宿星团上,并计算出发现这样一个紧密恒星群集的可能性约为五十万分之一。他得出结论,这些双星或多星系统中的恒星可能被彼此的万有引力所吸引,从而为双星和星团的存在提供了第一证据。他在双星方面的工作可能影响了他的朋友Herschel在同一主题上的研究。
黑洞
正是Michell在1783年11月27日提交给伦敦皇家学会《哲学汇刊》的论文中,首次提出了黑洞的想法,他称之为"暗星"。接受了Newton的光的微粒学说,该学说假定光由微小粒子组成,他推理说这些粒子在由恒星发出时会被其万有引力减速,认为因此可能根据速度的减少来确定恒星的质量。这一见解进而导致了对万有引力可能如此强大以至于逃逸速度超过光速的认识。Michell计算出,对于比太阳大500倍以上的恒星,这将是这种情况。由于光无法逃逸这样的恒星,它将是看不见的。用他自己的话说:
如果自然界中确实存在密度不低于太阳、直径超过太阳直径500倍的物体,由于它们的光无法到达我们;或者如果存在任何其他一些稍小的、非天然发光的物体;在这两种情况下,我们无法从视觉中获得任何信息;然而,如果任何其他发光体碰巧绕它们旋转,我们也许仍然可能从这些旋转物体的运动中推断中心物体的存在,具有某种程度的概率,因为这可能会为旋转物体的一些明显不规则性提供线索,这将很难用任何其他假设来解释;但由于这种假设的后果非常明显,对它们的考虑有些偏离我目前的目的,我将不再进一步进行。
Michell建议宇宙中可能存在许多"暗星",今天天文学家相信黑洞确实存在于大多数星系的中心。同样,Michell提议天文学家可以通过寻找在万有引力上表现得像两颗星的星系来检测"暗星",但只有一颗星能被看到。Michell主张这将显示"暗星"的存在。这是一个非常准确的预测。我们银河系中所有十几个候选恒星黑洞都在X射线致密双星系统中。
Michell关于引力和光的思想引起了William Herschel的兴趣,他试图用他强大的望远镜来测试这些思想。在Michell提出黑洞概念几年后,法国数学家Pierre-Simon Laplace在他1796年的著作《宇宙系统阐述》中提出了基本相同的想法。
有文献指出,Michell在关于黑洞方面远远领先于他的时代,以至于这个想法"给他的同时代人留下了很少的印象"。"他在安静的默默无闻中去世",美国物理学会指出,"他的'暗星'概念被遗忘了,直到他的著作在1970年代重新浮现"。
望远镜
Michell为自己的使用构建了望远镜。其中一个,是一架焦距为10英尺、孔径为30英寸的反射望远镜,在Michell去世后被著名天文学家William Herschel购买。两人有许多共同兴趣,至少交换过两次信件,但只有一份记录表明他们曾见过面。Herschel记录了1792年在该地区访问并看到Michell先生的望远镜。Michell已经很虚弱,他的望远镜已经损坏。第二年Herschel以30英镑的价格购买了这台望远镜。
其他专业活动
Michell还写了一篇关于测量的论文,他的传记作者将其描述为在理论上"优雅"。Michell被选为皇家学会的成员。他在1751年首次被邀请参加皇家学会的会议,作为Sir George Savile的嘉宾,后者将成为他的赞助人。后来他"每年参加一到四次"会议,在Cambridge期间。他关于地震原因的论文从1760年2月28日开始在学会面前宣读,导致Savile和另一位成员的建议,Michell应被邀请加入该学会。他于1760年6月12日被选为成员。
Michell在地震学工作后跟进天文学工作,在1767年发表他的发现后担任皇家学会的天文委员会成员。
更近期,Michell因其1784年发表在对Cavendish的信中关于重力对光的影响的论文而为人所知。这篇论文在1970年代被重新发现,现在被认为预示了几个曾被认为是20世纪创新的天文学思想。Michell现在被认定为第一个研究足够巨大以防止光逃逸的天体情况的人——逃逸速度的概念在当时是众所周知的。这样一个物体,他称之为暗星,不会直接可见,但如果它是双星系统的一部分,可以通过伴星的运动来识别。假设光表现得像物质粒子的经典逃逸半径在数值上等于广义相对论中的Schwarzschild半径。Michell还建议使用棱镜来测量现在称为引力红移的东西,这是恒星光由于源的表面重力而减弱。



