埃德蒙多·哈雷(Edmond Halley,1656年11月8日—1742年1月14日)是一位
英国天文学家、地理学家、数学家、气象学家和物理学家。他曾任
牛津大学几何学教授和第二任格林尼治天文台台长。哈雷将牛顿定律应用于彗星运动,并成功预测了
哈雷彗星的回归运动。此外,他还发现了
天狼星、
南河三和大角这三颗星的自行及月球长期加速现象。哈雷还计算出了哈雷彗星的
公转轨道,并预测该
天体将再度回归。他是第一位以运用科学绘制地磁偏角的制图家,也是第二任英国格林威治天文台台长,继承了天文学家
约翰·弗兰斯蒂德的职位。哈雷还鼓励并资助了
艾萨克·牛顿的著作《
自然哲学的数学原理》的出版。他在南大西洋的圣赫勒拿岛上建立了一个天文台,对
南半球的天体进行了目录编制,并记录了
水星横越
太阳的现象。他意识到,通过观测
金星横越太阳的现象,可以确定
地球、金星和太阳之间的距离。从1698年开始,哈雷进行了多次航海探险,并对地球磁场的条件进行了观测。1718年,他发现了“固定”星体的适当运动。
哈雷彗星在他的预测下于1758年回归,但他已经去世了,未能亲眼见证这一历史时刻。
人物生平
哈雷生逢以新思想为基础的
科学革命时代,1673年进王后学院。
1676年到南大西洋的圣赫勒纳岛测定南天
恒星的方位,完成了载有341颗恒星精确位置的南天星表,记录到一次
水星凌日,还作过大量的钟摆观测(
南半球钟摆旋转的方向与
北半球相反)。同年,建立了南半球第一个天文台。
1678年哈雷被选为皇家学会成员,并荣获
牛津大学硕士学位。
1680年哈雷与巴黎天文台第一任台长卡西尼合作,观测了当年出现的一颗大彗星。从此他对
彗星发生兴趣。哈雷在整理彗星观测记录的过程中,发现1682年出现的一颗彗星的
轨道根数,与1607年
约翰尼斯·开普勒观测的和1531年阿皮延观测的彗星轨道根数相近,出现的时间间隔都是75或76年。哈雷运用牛顿万有引力定律反复推算,得出结论认为,这三次出现的彗星,并不是三颗不同的彗星,而是同一颗彗星三次出现。哈雷以此为据,
预言这颗彗星将于1759年再次出现。
1686年公布了世界上第一部载有海洋
盛行风分布的气象图;
1693年发布了布雷斯劳城的人口死亡率表,首次探讨了死亡率和年龄的关系。
1701年根据
航海罗盘记录,出版了
大西洋和
太平洋的地磁图。
1705年哈雷出版了《彗星天文学论说》,书中阐述了1337-1698年出现的24颗彗星的运行轨道,他指出,出现在1531、1607和1682年的三颗彗星可能是同一颗彗星的三次回归,并
预言它将于1758年重新出现,这个预言被证实了,这颗彗星也得到了名字-
哈雷彗星。
1716年设计了观测金星凌日的新方法,希望通过这种观测能精确测定
太阳视差并由此推算出日地距离。
1720年继任为第二任格林尼治天文台台长。
1759年3月全世界的天文台都在等待哈雷预言的这颗
彗星。3月13日,这颗明亮的彗星拖着长长的尾巴,出现在星空中。遗憾的是,哈雷已于1742年逝世,未能亲眼看到。1758年这颗彗星被命名为哈雷彗星,那是在他去世大约16年之后。哈雷的计算,预测这颗彗星将于1835年和1910年回来,结果,这颗彗星都如期而至。
主要成就
天文学成就
哈雷彗星
哈雷最广为人知的贡献就是他对一颗彗星的准确
预言。哈雷在整理彗星观测记录的过程中,发现1682年出现的一颗彗星的
轨道根数,与1607年
约翰尼斯·开普勒观测的和1531年阿皮延观测的彗星轨道根数相近,出现的时间间隔都是75或76年。哈雷的计算,预测这颗
彗星将于1835年和1910年回来,结果,这颗彗星都如期而至。这颗彗星就是今天几乎人人皆知的“哈雷彗星”。彗星的神秘性随之被打破。
其它
此外,哈雷发现了
恒星的自行,这又是一个重大发现。哈雷还提出利用金星凌日的机会,去测定日、地距离,为当时精确测定
地球与太阳的距离提供了很好的方法。他还发现了月亮运动的长期加速现象,为精密研究地、月系的运动作了重要贡献。
轶事典故
绰号
哈雷有许多有意思的绰号。当年他出色地绘制了南天星图,于是当时的
英国皇家天文学家
约翰·弗兰斯蒂德(John Flamsteed)便叫他“南天第谷(Our Southern Tycho)”。
第谷·布拉赫是
丹麦天文学家,他用肉眼精确测量了北天777颗
恒星的位置,并发掘出了后来成为“星空立法者”的
约翰尼斯·开普勒。Flamsteed也以观测精确著称,第谷自然成为他心中至高的偶像。22岁的哈雷竟被性格严肃刻板的Flamsteed毫不吝啬地誉为“南天第谷”,其天文才华可见一斑。
可是,几十年后,哈雷从Flamsteed那里得来了另一个性质完全不一样的绰号“雷霉儿(Raymer)”。这是怎么回事呢?
说起来,Flamsteed和第谷确实有很多共同点。第谷发掘了开普勒,而在某种意义上,Flamsteed发掘了哈雷。格林尼治天文台刚准备建设那会儿,Flamsteed作为被制定的天文台第一任台长,找到
牛津大学去选助手。当时正在上大二的哈雷在同龄人中脱颖而出,从此逐渐成为公众的焦点。
天文台建设得很顺利,一切看起来相当不错。可是随着时间推移,Flamsteed发现他和哈雷的性格根本合不到一块儿。哈雷活泼好动,说起话来轻快幽默,不着边际的想法多得是,(比如说,为什么星星有无数颗,夜晚还是黑的?)甚至有时会搞无伤大雅的恶作剧。这种个性在大部分人看来,当然是极具吸引力的,加上哈雷才华横溢,在公众影响力方面几乎是把Flamsteed秒杀了。Flamsteed一是嫉妒,二是作为一个认真严肃的学者,他绝对不能容忍哈雷这样大大咧咧锋芒毕露地做学问,于是有段时间他大肆诽谤,传了很多哈雷的丑闻。
从此这两个昔日志同道合的人变成了针尖对麦芒的冤家,互相打着笔墨官司,谁也不让谁。其实哈雷是个大方的人,口才又好,几乎成了皇家学会的“专业调解员”。
罗伯特·胡克和海维留(Hevelius)之争、牛顿和胡克之争、牛顿和莱布尼茨之争,都是有了哈雷的劝说才稍显平息(尽管后两者最终还是酿成悲剧)。但哈雷容忍不了Flamsteed,在他眼里Flamsteed简直是个嫉妒心极强、吃饱了撑的欺负后辈,脾气又怪异的家伙。
而Flamsteed则认为哈雷浮夸自负,没真本事,只靠发挥想像力、拉关系,就在皇家学会里混。更重要的是,哈雷貌似对神不敬。其实哈雷不过是试图用科学道理解释《圣经》里的一些奇异事件,比如大洪水。
与此同时,Flamsteed仍以第谷自况,他觉得自己的境遇和第谷简直有异曲同工之妙。第谷也有个针尖对麦芒型的冤家,叫Raymers。但Flamsteed可不敢自夸说自己就是第二代第谷啊,他只好说他的冤家哈雷是第二代Raymers,简称Raymer,似乎这样一来也就间接证明了自己和第谷有缘。
可是Flamsteed能和第谷比吗?显然不能。
第谷·布拉赫发掘
约翰尼斯·开普勒的故事被传为佳话;而Flamsteed被他发掘的哈雷最后却闹成这副样子,叫人摇头叹息,情何以堪哪。
不过不管怎样,“南天第谷”和“雷霉儿”这两个绰号都挺来之不易的,浓缩了两个人之间的戏剧性的传奇。
现在,人们(尤其在西方)谈到哈雷,习惯性地不直呼其名,而是叫他“彗星男(The Comet Man)”。当然,在其他书中,我们可以看到,哈雷还是“潮汐王子(Prince of Tides)”,“
地球物理学之父(Father of Geophysics)”等等。
不过,很快哈雷自己就遇到了烦恼。从1680年起,他对
约翰尼斯·开普勒的行星运动定律产生了疑问,询问胡克和皇家学会的一些会员时,无人能解答。1684年8月,哈雷带着这个在婚前婚后整整困惑了他四年的问题,前往
剑桥大学找到牛顿。牛顿告诉眼前比自己小14岁的求教者,自己几年前已经知道答案了,只是没有发表而已。哈雷的困惑就此画上了句号,他和牛顿的交往则刚刚开始,科学史上一本划时代的著作也即将诞生。性格怪异的牛顿不愿意发表自己的观察和研究所得,在哈雷游说下,牛顿开始写《
自然哲学的数学原理》一书,皇家学会也同意印行。此书的编辑、校对和序言撰写,更是由哈雷亲自完成。万事俱备之时,皇家学会却无法筹集资金,哈雷于是自掏腰包。为了让该书被更多的人接受,哈雷甚至致信当时的国王,作了深入浅出的介绍。1687年出版的这本书,成为
艾萨克·牛顿最著名的著作。哈雷也开始用牛顿的万有引力定律来研究
彗星。
1691年
牛津大学的校园里有些不太平静。
伦敦皇家自然知识促进学会会员哈雷,正一心谋求牛津大学萨维尔天文学讲席教授职位,这遭到
坎特伯雷大主教的反对。在同年上任的大主教眼里,这个著名的无神论者,断然不能获此职位。35岁的哈雷已是颇负盛名的天文学家,9年前他曾观察到夜空中一颗像扫帚一样的星星,拖着长长的尾巴。但大主教来头更大,他早已获得国王
玛丽二世的信任。面对来自“离国王最近的人”的压力,牛津大学的职位最终给了
艾萨克·牛顿支持的一位数学家。哈雷的愿望落空了。当他在15年前毅然离开时,这个毛头小伙子没料到,重返母校竟变得如此之难。
人物评价
除此之外,哈雷曾涉猎数学、
地球物理学、
考古学等,但一颗
彗星的光芒,似乎已完全笼罩了他身后漫长的岁月。很少有人知道,1693年哈雷发表的一篇关于死亡年龄分析的文章,为
女王陛下政府出售
人寿保险时确定合理的价格,提供了坚实基础。据说,这是有关社会统计学的开创性工作,甚至对后来的人寿保险业影响不小。