Tobias Mayer

Tobias Mayer Tobias Mayer, det eneste kjente fargeportrettet Tobias Mayer Biografi
Fødsel 17. februar 1723
Marbach am Neckar
Død 20. februar 1762
Göttingen
Aktiviteter Astronom , matematiker , fysiker , kartograf , universitetsprofessor
Annen informasjon
Jobbet 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 har han blitt en anerkjent forsker; han studerte aldri på universitetet, men han lærte der.

Biografi

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

Esslingen (1724 eller 1725–1744)

Han vokste opp i et beskjedent miljø i Esslingen am Neckar , hvor familien flyttet da han var omtrent to år gammel. Faren hans (1682-1731) kalles også Tobias og er en fonteneholder. Fra 1729 til 1741 gikk han på den lokale skolen og latinskolen i Esslingen. Siden matematikk ikke blir undervist på denne skolen, er Tobias selvlært. Etter farens død i 1731 ble han innkvartert på barnehjemmet. På grunn av sine ferdigheter ble han oppmuntret en stund av ordføreren i Esslingen. Når denne beskytteren dør, kommer Tobias under vingen til en skomaker som er ivrig etter å vite: “Vi kom godt overens, skomakeren min og jeg; [...] Han hadde penger til å kjøpe bøker, men ikke tid til å lese dem: han måtte lage sko. Jeg hadde tid til å lese, men ingen penger til å kjøpe bøker. " På kvelden laget Tobias et sammendrag av opplesningene sine til skomakeren.

Moren hans døde i 1737. I 1739 ga han ut den første planen for byen Esslingen og i 1741 en bok om geometri og matematikk.

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

I 1744, etter flere veldig skuffende forsøk på å komme seg ut av sin lille by, ankom han Augsburg. I 1745 ga han ut "Mathematical Atlas" og en bok om kunsten å militere konstruksjon. I 1746, da han fikk plass i kartografihuset Johann Baptist Homann i Nürnberg, hadde han allerede utgitt to originale geometriske verk. Han oppdaget unøyaktigheter i kartene som da ble brukt ved å overlappe to kjente kart og viste viktige forskjeller, spesielt i øst-vest retning. Den måling av lengdegrad av en by var bare mulig med en stor usikkerhet.

Göttingen (1752–1762)

I 1751 giftet han seg med Maria Victoria, født Gnüg (1723–1780), en pastordatter, og året etter ble sønnen Johann Tobias  (in) født , som ville være en fysiker som sin far.

På grunn av hans bidrag til kartografifeltet og, gitt sitt rykte som forsker, ble han utnevnt, også i 1751, til leder for økonomi og matematikk ved Universitetet i Göttingen .

Fra 1752 til 1756 publiserte han publikasjoner om bestemmelse av lengdegrad, astronomi, geofysikk, matematikk og måleinstrumenter. I årene 1757–62 publiserte han, til tross for syvårskrigen, andre verk innen astronomi og skrev også om jordens magnetfelt og fargelære.

I 1754 ble han direktør for det nye observatoriet i Göttingen, som ligger i et tårn av bymurene. Han jobbet der med stor entusiasme og suksess, helt til han døde av tyfus i 1762. På dødsleiet ba "den udødelige Mayer" , som Carl Friedrich Gauß kalte det , Maria Victoria om å "reise til England ikke bare med sine egne bord, men også også med observasjonene til sin tidligere elev Carsten Niebuhr .

Bidragene

Astronomi

Tobias Mayers artikkel i Kosmographische Nachrichten i 1750 er en nøye studie av månefrigjøringen . Hans kart over månen (i alt 40), publisert postum av Lichtenberg i 1775, vil ikke være utdaterte på et halvt århundre. Men berømmelsen av Tobias Mayer hviler hovedsakelig på månens bord ( Tabulæ motuum Solis og Lunæ novæ et correctæ ), som ble trykt første gang i 1752 . I 1755 ga han den engelske regjeringen en beriket versjon av tabellene sine . Månens posisjon kan bestemmes med eksepsjonell presisjon på 75 sekunder av en grad og derfor lengden til sjøs til nærmeste 0,5 grad. Dermed løses det vanskelige problemet med å måle lengdegrad som inntil da har forhindret sikker navigering på åpent hav. En annen løsning for det samme problemet oppdages omtrent samtidig av en urmaker ved navn John Harrison  ; den er basert på tidsmåling ved hjelp av nye klokker som ombord på seilbåter til havs også fungerer med tilstrekkelig presisjon under vanskelige forhold.

Mayers vitenskapelige teori, basert på Tables of the Moon , ble publisert postumt i London i 1767 under tittelen Theoria Lunæ juxta systema Newtonianum ( Theory of the Moon ifølge det Newtonian-systemet ). På samme måte oppstod en forbedret versjon av Tables posthum i London . Enken hans bringer personlig disse bordene til England. Som en anerkjennelse av Mayers store fordeler ved å løse lengdegradsproblemet, mottok hun en britisk regjeringsdonasjon på  £ 3000 . Faktisk, i 1714, hadde den britiske regjeringen lovet å belønne  løsningen på dette problemet med en pris på 20.000 pund, og en komité, Longitude Board , ble opprettet for dette formålet. Mayers månekart blir tatt opp senere, blant annet av Johann Hieronymus Schröter .

Oppdagelse av "refleksjonskretsen"

I midten av XVIII th  vises århundre små forskjeller mellom Newtons gravitasjonslov Newton og plasseringen av planetene faktisk observert. Disse forskjellene utgjorde for månen omtrent 5 graders minutter , noe som kunne føre til en usikkerhet på 2,5 grader ved bestemmelsen av jordens lengdegrad. Avhengig av breddegrad tilsvarte dette en variasjon og en navigasjonsunøyaktighet på henholdsvis opptil 150 nautiske mil . Tobias Mayer bygde et nytt astronomisk måleinstrument, kalt en sirkel av refleksjon.

Utstyret, som først ble brukt i terrestrisk måling, består av et teleskopisk syn som mottar det samtidige bildet av to gjenstander fjernt fra hverandre. Det første bildet oppnås ved direkte syn og det andre ved refleksjon på to små speil. Fordelen med Mayers oppfinnelse er at vinkelen som dannes av refleksjonen er dobbelt så sann som vinkelen. Lesings- eller spillfeilene til mekanismen halveres dermed. Ved å gjenta observasjonen en gang til, deler vi feilene med fire osv. og vi kan dermed oppnå en presisjon tjue ganger større enn før.

Tobias Mayer bruker dette gjentakelsesprinsippet på en astronomisk plate. Ønsket vinkelforskjell mellom månen og en stjerne bestemmes av gjentatte målinger og tilsvarende divisjon av antall operasjoner. Dermed lyktes Mayer fra 1755 å etablere Månebordene med en nøyaktighet på omtrent ett minutt. Senere, astronomen Franz Xaver von Zach (1754-1832) beskrev Mayer rekord som den viktigste astronomiske oppdagelsen av XVIII th  århundre.

De første modellene av denne nye enheten ble laget fra 1750 i Göttingen og fra rundt 1757 i London av John Bird . Tobias Mayer skjønner raskt at presisjonen han kan oppnå ved hjelp av et slikt instrument for sin teori om månen, også tillater en pålitelig bestemmelse av lengdegrad. Så bare tre år etter Mayers død viser målinger fra English Board of Longitude at nøyaktigheten av havplasseringen med metoden hans kan forbedres med omtrent 60 nautiske mil. Fra 1775 ble disse enhetene, kjent som “Circles of Borda”, optimalisert og ble distribuert mye ( Jean-Charles de Borda forbedret Mayers oppfinnelse).

Løsning på graden av lengdegradsproblem

Med unntak av et lite parallaktisk skifte , vises månen under en samtidig observasjon samtidig på samme posisjon som stjernehimmelen, også når denne observasjonen er gjort fra forskjellige jordiske steder. Betyr samtidig her på samme universelle tid . På en gitt dato avhenger deklinasjonen av den sanne lokale tiden, som bestemmes ved å observere solens posisjon, på observatørens lengdegrad. Når månen beveger seg rundt jorden omtrent 33 vinkelminutter per time i forhold til faste stjerner, bestemmes den nøyaktige målingen som tilsvarer vinkelforskjellen mellom månen og de faste stjernene av deklinasjonen av den sanne lokale tiden for universell tid, og dermed , av observatørens lengdegrad, så lenge det er tilstrekkelig nøyaktige data om Månens posisjon i forhold til faste stjerner er tilgjengelig i forhold til universell tid.

Vi skylder også Tobias Mayer en katalog med 998 stjernetegn .

Psykofysikk

“På 1750-tallet gjennomførte Tobias Mayer, professor i astronomi og anvendt matematikk (økonomi) ved universitetet i Göttingen, to studier om visuell kvantitativ psykofysikk . Han utleder at synsstyrken avhenger i henhold til en kraftlov av intensiteten til lyset som belyser stimulusmønsteret. Målingene hans sammenligner synsstyrke bestemt av isolerte sorte prikker og synsstyrke målt ved rutenett eller rutemønster (sistnevnte betraktet av ham som det ”sanne” målet for synsstyrke).

Mayer utvikler også et tredimensjonalt heksahedrisk fargerom fra definisjonen av subtraktive fargeblandinger av de tre primærfargene (rød, gul, blå). Dette fargerommet kan betraktes som forgjengeren til fargetabellene Ostwald og Munsell , som kommer senere. Mayer ga en enkel kvantitativ beskrivelse av hver av fargene i fargen.

De to psykofysiske studiene stammer fra Mayers interesse for praktiske problemer med astronomi og kartografi. "

Virker

Publikasjoner

Kort

Korrespondanse

Bibliografi

Hukommelse

Merknader og referanser

  1. "Tobias" vil bli sitert i mange verk feilaktig som "Johann Tobias" . I følge dåpeboken og de originale publikasjonene er hans fornavn ganske enkelt Tobias. På den annen side er Johann Tobias virkelig navnet på sønnen.
  2. Baur 1806 , s.  63 .
  3. I dag er Georgii gymnasium .
  4. Forbes 1967 , s.  230 .
  5. Se også note 8 i Forbes 1967 .
  6. http://www.tobias-mayer-verein.de/index.php?id=29 .
  7. Verket 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-området .
  10. Bryllupsreisen består av reisen Nürnberg - Göttingen, hvor Mayer har nettopp blitt utnevnt; den nye mannen benytter anledningen til å tegne reisekartet for reiseruten hans ( Iter Mayerianum ad musas Goettingensis Norimberga ): Hütterman 2002 , s.  15 . Kartet kan sees på et nettsted til universitetet i Bremen. Designeren er Johann Andreas Friedrich Yelin.
  11. I følge Gauß ( brev til Olbers 26. oktober 1802 ) hadde Mayer rykte for å være en dårlig lærer.
  12. Armin Hüttermann, “Ausstellung in der Paulinerkirche zeigt Werk des Göttinger Gelehrten” . Om Gauß og Mayer, se: Eric G. Forbes, “The astronomical work of Carl Friedrich Gauss (1777–1855)” .
  13. Roger H. Guichard, Jr., Niebuhr i Egypt , s.  39 .
  14. Forbes 1967 , s.  238 .
  15. "Circles de Borda" , siden til Vennene til Louis-le-Grand Scientific Museum.
  16. Johann Heinrich von Mädler , Geschichte der Himmelskunde von der ältesten bis auf die neueste , vol.  2, 1873, s.  531 . Forbedringen av Borda besto i "tillegg av et annet teleskop-alidadesett, under den azimutale sirkelen"  : side av Vennene til Louis-le-Grand Scientific Museum.
  17. Teksten vår er en oversettelse av: Otto-Joachim Grüsser, “Kvantitativ visuell psykofysikk i perioden med europeisk opplysning. Studiene til astronomen og matematikeren Tobias Mayer (1723-1762) om synsstyrke og fargevisning ” , i Doc Ophthalmol , feb. 1989 71 (2): 93-111 (oppsummert av forfatteren av artikkelen) PMID 2663402 . Vi setter teksten i nåtid og delte den inn i avsnitt. Notatene er våre.
  18. Grunnleggende artikkel om dette spørsmålet er: Otto-Joachim Grüsser, “The discovery of the psychophysical power law by Tobias Mayer in 1754 and the psychophysical hyperbolic law by Ewald Hering in 1874”, in Behavioral and Brain Sciences , 16 (1): 142, 1993.
  19. Med mindre sammenhengen forbyr, vil "Royal Society" i denne artikkelen være Royal Society of Sciences (of Göttingen), som i dag er Academy of Sciences i Göttingen .
  20. Kilde: Hütterman 2002 , s.  22 .
  21. Dato i henhold til tittelsiden.
  22. Full tittel: 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. Annen digitalisering  : Linda Hall Library.
  25. Tobias-Meyer-foreningen dateres tilbake til 1970 "gjenfødelsen av 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 , vol.  7, n o  3 (november, 1974), s.  296–298 .
  27. Offisielt nettsted .
  28. Skolens nettsted .
  29. Side på byens nettside.

Eksterne linker