جان هرشل: نابغه ای که مرزهای علم را جابه جا کرد - کد الکترونیک

در دنیای ستاره شناسی، جان هرشل به عنوان یکی از مهم ترین دانشمندان قرن نوزدهم شناخته می گردد. او به آنالیز و نام گذاری اجرام آسمانی پرداخت و تأثیرات زیادی بر پیشرفت دانش نجوم گذاشت. یکی از مهم ترین کارهایش، لیست بندی سحابی ها و خوشه های ستاره ای بود که امروزه هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، سفرهای علمی او به منطقه ها مختلف دنیا، از جمله آفریقای جنوبی، باعث شد که نقشه برداری دقیقی از آسمان نیمکره جنوبی انجام گردد. او بعلاوه در توسعه بعضی از اصطلاحات علمی که امروزه رایج هستند، نقش مهمی داشت. در ادامه، 10 دانستنی جالب درباره این دانشمند بزرگ را آنالیز می کنیم.

1- جان هرشل نقش کلیدی در پیشرفت عکاسی داشت

یکی از مهم ترین دستاوردهای جان هرشل، یاری به پیشرفت عکاسی بود. او اولین کسی بود که اصطلاح عکاسی را به کار برد و روش های تازهی برای ثبت تصاویر توسعه داد. هرشل ترکیب شیمیایی سیانوتایپ (Cyanotype) را کشف کرد که روشی برای چاپ عکس ها با رنگ آبی بود. این روش بعدها برای فراوری نقشه های مهندسی و طرح های فنی مورد استفاده نهاده شد. او بعلاوه کشف کرد که هیپوکلریت سدیم (Sodium Hypochlorite) می تواند تصاویر عکاسی را پایدار کند، که این اکتشاف اساس ثبوت عکس ها را شکل داد. قبل از کشف او، تصاویر گرفته شده خیلی سریع محو می شدند. تحقیقات هرشل در زمینه نور و شیمی باعث شد که عکاسی به عنوان یک هنر و علم دقیق توسعه پیدا کند. او بعلاوه از عکاسی برای مستندسازی تحقیقات علمی خود استفاده کرد. این دستاوردها باعث شد که عکاسی به یک ابزار مهم در تحقیقات علمی تبدیل گردد.

2- جان هرشل ستاره شناسی را متحول کرد

جان هرشل نقش مهمی در توسعه دانش ستاره شناسی داشت و بسیاری از اجرام آسمانی را مشاهده و ثبت کرد. او یکی از اولین دانشمندانی بود که آغاز به دسته بندی دقیق سحابی ها (Nebulae) و خوشه های ستاره ای (Star Clusters) کرد. هرشل بیش از 2,500 جرم آسمانی را آنالیز کرد و آن ها را در لیست های علمی ثبت نمود. او بعلاوه به آفریقای جنوبی سفر کرد تا آسمان نیمکره جنوبی را رصد کند، کاری که تا آن موقع کمتر کسی انجام داده بود. این سفر باعث شد که اطلاعات بسیار دقیقی درباره ستارگان و کهکشان های نیمکره جنوبی به دست آید. علاوه بر این، هرشل نخستین کسی بود که مشاهده کرد کهکشان ها از نظر ترکیب با یکدیگر متفاوت هستند. او بعلاوه روی تأثیرات جو زمین بر نور ستارگان تحقیق کرد. دستاوردهای او همچنان پایه بسیاری از تحقیقات مدرن در نجوم است.

3- او سیستم های تازهی برای مقدار گیری و نقشه برداری ابداع کرد

یکی از کارهای مهم جان هرشل، توسعه روش های تازه در مقدار گیری و نقشه برداری (Mapping) بود. او ابزارهای پیشرفته ای برای مشخص موقعیت اجرام آسمانی و محاسبات دقیق تری برای مشخص مدار سیارات ابداع کرد. هرشل بعلاوه در توسعه سیستم های استاندارد برای مقدار گیری نور ستارگان نقش داشت. او واحدهای تازهی برای درخشندگی (Luminosity) و شدت نور (Intensity) پیشنهاد داد که در محاسبات نجومی مورد استفاده نهاده شدند. علاوه بر این، هرشل در طراحی نقشه های ستاره ای و آنالیز موقعیت دقیق اجرام آسمانی یاری زیادی کرد. او با استفاده از روش های نوین ریاضی، مدل هایی ارائه داد که بعدها برای مشخص فاصله ستارگان استفاده شد. بعلاوه او در زمینه زمین سنجی (Geodesy) نیز فعالیت داشت و روش هایی را برای نقشه برداری دقیق تر زمین ارائه داد. این دستاوردها باعث شدند که مقدار گیری های علمی در بسیاری از رشته ها بهبود پیدا نمایند.

4- جان هرشل اولین کسی بود که اصطلاح عکاسی را به کار برد

امروزه همه ما با کلمه عکاسی آشنا هستیم، اما جالب است بدانید که این واژه برای اولین بار به وسیله جان هرشل استفاده شد. او در سال 1839 این اصطلاح را معرفی کرد تا فرآیند ثبت تصاویر با نور را توصیف کند. قبل از آن، این تکنیک هنوز نام مشخصی نداشت و هرشل تصمیم گرفت ترکیبی از دو واژه یونانی فوتو (Photo به معنای نور) و گرافی (Graphy به معنای نوشتن) را به کار ببرد. این نام گذاری باعث شد که علم عکاسی شکل رسمی تری پیدا کند و در مجامع علمی به رسمیت شناخته گردد. هرشل علاوه بر این، آزمایش های متعددی برای بهبود کیفیت تصاویر عکاسی انجام داد. او کشف کرد که بعضی مواد شیمیایی خاص می توانند حساسیت صفحات عکاسی را افزایش دهند. بعلاوه در زمینه استفاده از ترکیبات نقره (Silver Compounds) در عکاسی، تحقیقاتی انجام داد. این دستاوردها باعث شدند که عکاسی از یک فرآیند آزمایشی به یک فناوری دقیق تبدیل گردد.

5- او تأثیر زیادی بر ادبیات و فرهنگ علمی داشت

جان هرشل علاوه بر دستاوردهای علمی، در ترویج علم و تأثیرگذاری بر ادبیات علمی (Scientific Literature) نیز نقش مهمی داشت. او کتاب های متعددی درباره ستاره شناسی و علوم طبیعی نوشت که برای عموم مردم نیز قابل فهم بودند. یکی از مهم ترین کتاب های او نتایج رصدهای ستاره شناسی در رأس امید نیک (Results of Astronomical Observations Made at the Cape of Good Hope) بود که اطلاعات ارزشمندی درباره ستاره های نیمکره جنوبی ارائه می داد. او بعلاوه مقالات متعددی درباره ریاضیات، فیزیک و شیمی منتشر کرد. علاوه بر این، هرشل به عنوان یک مترجم و نویسنده علمی، به ترجمه و تفسیر بسیاری از متون علمی پرداخت. او نقش مهمی در معرفی اکتشافات علمی به عموم مردم داشت و کوشش کرد که علم را برای همه قابل دسترس کند. تأثیر او بر فرهنگ علمی باعث شد که بسیاری از مفاهیم علمی به شکل گسترده تری شناخته شوند.

6- جان هرشل نقش مهمی در توسعه طیف سنجی ایفا کرد

یکی از دستاوردهای مهم جان هرشل، یاری به توسعه طیف سنجی (Spectroscopy) بود، روشی که برای تحلیل نور اجرام آسمانی به کار می رود. او کشف کرد که بعضی از مواد هنگام نهاده شدن در معرض نور، طیف های خاصی از رنگ ها را ایجاد می نمایند. این مشاهده پایه ای برای مطالعه طیف های جذبی و نشری (Absorption and Emission Spectra) در شیمی و فیزیک شد. او با استفاده از منشور (Prism)، تجزیه نور خورشید را آنالیز کرد و متوجه الگوهای خاص در رنگ های مختلف نور شد. تحقیقاتش در این زمینه بعدها به دانشمندان دیگر مانند گوستاو کیرشهف (Gustav Kirchhoff) و رابرت بنزن (Robert Bunsen) یاری کرد که طیف های عناصر مختلف را شناسایی نمایند. این کشف ها باعث شدند که نجوم طیفی (Spectral Astronomy) به یکی از ابزارهای مهم برای شناسایی ترکیب شیمیایی ستارگان تبدیل گردد. امروزه، ستاره شناسان با استفاده از طیف سنجی می توانند ترکیبات گازی سیارات، ستارگان و کهکشان ها را شناسایی نمایند. کارهای هرشل در این زمینه، پایه گذار یکی از مهم ترین روش های علمی در اخترشناسی شد. این اکتشاف به درک بهتر از ترکیب کیهان یاری کرد و مسیر تحقیقات بعدی را هموار ساخت.

7- او اولین کسی بود که امکان حیات در دیگر سیارات را به طور علمی آنالیز کرد

جان هرشل یکی از اولین دانشمندانی بود که ایده آنالیز احتمال وجود حیات در سیارات دیگر را به طور علمی مطرح نمود. او اعتقاد داشت که با استفاده از ابزارهای پیشرفته تر، می توان آنالیز کرد که آیا در دیگر سیارات شرایطی برای زندگی وجود دارد یا نه. در یکی از مقالات خود، به احتمال وجود آب و جو (Atmosphere) در مریخ اشاره نمود. هرشل بعلاوه تأثیر جو زمین بر نور ستارگان را آنالیز کرد تا بفهمد که جو دیگر سیارات چه ویژگی هایی می تواند داشته باشد. در قرن نوزدهم، بعضی از روزنامه ها داستانی جعلی منتشر کردند که بر اساس تحقیقات او بود و ادعا می کردند که موجوداتی عجیب در ماه کشف شده اند. هرشل از این شایعات ناراضی بود، اما به علت اینکه باعث افزایش علاقه عمومی به نجوم شد، آن را یک فرصت دانست. او بعلاوه به آنالیز دمای سطحی سیارات مختلف پرداخت و دریافت که زهره دمای بالاتری نسبت به زمین دارد. مطالعات او زمینه را برای تحقیقات بعدی درباره حیات فرازمینی (Extraterrestrial Life) فراهم کرد.

8- جان هرشل در طراحی تقویم ها و استانداردهای زمانی نقش داشت

هرشل در کنار فعالیت های علمی خود، در اصلاح و توسعه تقویم ها و استانداردهای زمانی نیز مشارکت داشت. او پیشنهاد کرد که تقویم میلادی (Gregorian Calendar) باید اصلاح گردد تا دقت بیشتری داشته باشد. یکی از ایده های او، تنظیم دقیق تر سال های کبیسه (Leap Years) برای کاهش خطای تقویمی بود. او بعلاوه روی محاسبات دقیق زمان نجومی (Astronomical Time) کار کرد و روش هایی برای بهبود زمان سنجی (Timekeeping) پیشنهاد داد. این محاسبات در تنظیم دقیق موقعیت ستارگان و اجرام آسمانی کاربرد داشت. هرشل مطالعاتی در زمینه زمان سنجی بر اساس حرکت اجرام آسمانی انجام داد که به توسعه ساعت های دقیق تر یاری کرد. تحقیقات او در این حوزه باعث شد که استانداردهای زمانی بهبود یابند و برای ناوبری دریایی (Navigation) و ستاره شناسی دقیق تر شوند. او بعلاوه پیشنهاد کرد که باید یک سیستم بین المللی برای زمان هماهنگ ایجاد گردد، مفهومی که بعدها در ایجاد زمان استاندارد دنیای (Universal Time) مورد استفاده نهاده شد. این پیشنهادات تأثیر مهمی بر توسعه علم زمان سنجی داشتند.

9- او در مطالعه و نام گذاری بسیاری از اجرام آسمانی نقش داشت

جان هرشل نه تنها بسیاری از اجرام آسمانی را رصد کرد، بلکه در نام گذاری آن ها نیز نقش مهمی داشت. او بسیاری از سحابی ها (Nebulae) و خوشه های ستاره ای (Star Clusters) را به صورت علمی لیست بندی کرد و نام هایی برای آن ها پیشنهاد داد. یکی از مهم ترین کارهای او، توسعه لیست عمومی سحابی ها و خوشه های ستاره ای (General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars) بود. این لیست بعدها به وسیله جان درایر (John Dreyer) تکمیل شد و به کاتالوگ عمومی تازه (New General Catalogue - NGC) تبدیل شد که هنوز هم به وسیله ستاره شناسان استفاده می گردد. هرشل بعلاوه یکی از اولین کسانی بود که کهکشان های مارپیچی (Spiral Galaxies) را توصیف کرد و تفاوت آن ها را با دیگر کهکشان ها آنالیز نمود. او بعلاوه به مطالعه و توصیف ساختار کهکشان راه شیری (Milky Way) پرداخت و پیشنهاد داد که این کهکشان ممکن است یک ساختار دیسکی داشته باشد. بعضی از نام گذاری های او هنوز هم در نجوم مدرن استفاده می شوند. این کوشش ها باعث شدند که علم ستاره شناسی به یک سیستم استاندارد برای طبقه بندی اجرام آسمانی دست پیدا کند.

10- او به توسعه سیستم های عددی و ریاضی در فیزیک و نجوم یاری کرد

جان هرشل در کنار فعالیت های نجومی و عکاسی، به توسعه روش های ریاضی (Mathematical Methods) در علم فیزیک و نجوم نیز یاری کرد. او در تحلیل داده های نجومی از روش های تازه محاسباتی استفاده کرد که دقت مقدار گیری ها را افزایش داد. یکی از زمینه هایی که او روی آن کار کرد، استفاده از سری های ریاضی (Mathematical Series) در پیش بینی موقعیت اجرام آسمانی بود. این روش ها بعدها در توسعه معادلات حرکت سیارات و آنالیز مدار آن ها مورد استفاده نهاده شدند. هرشل بعلاوه روی محاسبات مربوط به انتشار نور و پراکندگی آن در جو زمین مطالعه کرد. او در توسعه معادلات مرتبط با الگوهای حرکتی ستارگان نقش داشت و بعضی از فرمول های او هنوز هم در علم نجوم کاربرد دارند. بعلاوه در زمینه احتمالات و آمار (Probability and Statistics)، او روش هایی ارائه داد که به تجزیه وتحلیل داده های علمی یاری کردند. هرشل کوشش کرد که علم ریاضیات را به زبان ساده تری شرح دهد تا برای افراد بیشتری قابل فهم باشد. دستاوردهای او در این حوزه باعث شدند که مدل های علمی دقیق تر شوند و محاسبات پیچیده تر امکان پذیر شوند.