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西蒙·纽康

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西蒙·纽康
Simon Newcomb
西蒙·纽康
出生(1835-03-12)1835年3月12日
英属北美华勒斯（英语：Wallace, Nova Scotia）
逝世1909年7月11日(1909岁—07—11)（74岁）
 美国华盛顿哥伦比亚特区
国籍 加拿大
公民权 美国
母校哈佛大学
奖项科普利奖章（1890年）
科学生涯
研究领域天文学、经济学、数学
博士生亨利·勒德威尔·穆尔（英语：Henry Ludwell Moore）

西蒙·纽康（英语：Simon Newcomb，1835年3月12日—1909年7月11日），美国籍加拿大天文学家、数学家暨科幻小说作家。虽然他只接受过短期学校教育，却在钟表学（英语：Horology）、经济学及数学上有所贡献。

早年生活

纽康生于英属北美的城镇华勒斯（今属加拿大新斯科舍）。母亲艾蜜莉·普林斯（Emily Prince）是新不伦瑞克一位法官的女儿，父亲约翰·伯顿·纽康（John Burton Newcomb）是巡回学校的教师。纽康的父亲在加拿大各地进行教学，尤其是在新斯科舍和爱德华王子岛不同的村庄中进行教学。纽康只接受了短时间的学校教育，主要都是从他的父亲接受教育，并曾在1851年时在新不伦瑞克成为一位草药医师的短期学徒。尽管如此，纽康的父亲仍旧为他将来的研究打下了良好的基础。纽康年仅16岁就成为前述草药医师的学徒。当时两人的合约中，纽康将在他的门下学习五年，接受以草药治病的训练。但他当了两年学徒以后对于该医师的不科学方式逐渐感到不满和理想幻灭，并认为是遇上了骗徒。纽康因此决定撕毁两人的协议并出走。之后他旅行了190公里到美国缅因州卡利斯（英语：Calais, Maine），并遇到了一位愿意载他到马萨诸塞州塞勒姆的船长，他因此得以和已经移民到美国的父亲见面[1]。在大约1854年，纽康和父亲见面后不久一起前往美国马里兰州。

到达马里兰州以后，纽康在1854到1856年间担任教师，第一年任职于肯特县，第二年则是在安妮女王县的苏德勒南方不远处。在闲暇时间中他修习了政治、经济、宗教等科目，但最深入研读的是数学和天文学，尤其是在这时研读牛顿的《自然哲学的数学原理》。1856年他在华盛顿特区附近担任一名私人教师，并且经常前往华盛顿特区的图书馆研读数学。在史密森尼学会的图书馆纽康借阅了由数学家纳撒尼尔·鲍迪奇（英语：Nathaniel Bowditch）翻译成英文的皮埃尔-西蒙·拉普拉斯的巨著《天体力学》，但他发现该书中的数学超过了他当时的能力[1]。

纽康持续自修数学和物理学，并且在成为美国航海天文历编制局计算员以前担任教师维持生活。1857年他注册进入哈佛大学劳伦斯科学专业学院就读，1858年毕业并取得学士学位[1]。

皮尔士一家

纽康跟随数学家本杰明·皮尔士学习数学，当时身无分文的纽康往往是皮尔士家相当受欢迎的客人[2]。不过纽康不久开始羡慕本杰明的天才儿子查尔斯·桑德斯·皮尔士，并且被指责摧毁了查尔斯的事业[3]。尤其是约翰·霍普金斯大学校长丹尼尔·科伊特·吉尔曼（英语：Daniel Coit Gilman）要授予查尔斯终身聘之前，纽康一直在幕后进行阻挠[4]。大约20年后，据称纽康影响了卡内基基金会的理事，让查尔斯失去了发表他一生成果的机会，即使当时安德鲁·卡内基本人、西奥多·罗斯福和威廉·詹姆士等人都支持查尔斯[5]。

职业生涯

天文学

在南北战争前夕，许多美国海军职员因为同情南方而离职。纽康因此于1861年接下位于华盛顿特区的美国海军天文台数学与天文学教授空缺。纽康对行星位置进行量测以提升航海的精确度，并逐渐对行星运动感兴趣[1]。

纽康在1870年访问法国巴黎，在当时他知道由彼得·安德烈亚斯·汉森（英语：Peter Andreas Hansen）计算的月球位置表是错误的。当他在巴黎时就发现了汉森曾使用1750到1838年的资料，并且更进一步的资料可以回溯至1672年。纽康在巴黎期间只有很短的平静时间分析资料，并亲眼目睹拿破仑三世在普法战争中失败，以及随后使法兰西第二帝国终结的政变。纽康在促使巴黎公社形成并席卷巴黎天文台的骚乱中设法逃离巴黎，却也因此可以使用“新资料”以修改汉森的月球位置表[1]。

纽康在1875年被延聘为哈佛大学天文台的台长，但是他表示自己的兴趣是数学，而非观测天文学而拒绝了该聘任[1]。

美国航海天文历编制局局长

纽康于1877年成为美国航海天文历编制局局长，并且在乔治·希尔的大力协助下进行重新计算所有主要天文常数的计划。尽管在1884年起纽康担任要求更严苛的约翰·霍普金斯大学数学和物理学教授，他仍然设想与亚瑟·马修·韦尔德·唐宁设法解决国际上因为各地天文常数值不同造成的混乱。1896年5月纽康出席了在法国巴黎的标准化会议，并达成了所有星历表必须基于纽康的计算成果，即纽康的太阳表。之后在1950年的另一个会议确认纽康计算的常数为国际标准[1]。

研究

光的速度

1878年时纽康开始计划新的精确量测光速的方式，而他的方式需要使用到相当精确的天文常数。当纽康正在将莱昂·傅科的光速测量方式进行改良时，他收到一封身为美国海军军官的年轻物理学家阿尔伯特·迈克耳孙的信，而迈克耳孙当时也正计划进行光速量测实验。因此纽康和迈克耳孙长期进行合作并建立友谊。1880年时，迈克耳孙协助纽康在迈尔堡（英语：Fort Myer）和美国海军天文台之间进行最初实验，之后则是在波托马克河进行实验。不过，迈克耳孙在美国海军天文台和华盛顿纪念碑之间的第二次实验期间离开了。虽然迈克耳孙在1880年发表了他的第一次实验结果，但和纽康的数据有很大的差异。1883年迈克耳孙修正了他的量测值，该修正值与纽康的值相近[1]。

本福特定律

1881年纽康观察早期用来进行对数计算的手册较前方的页面较后方破旧，而发现了现在被称为本福特定律的统计定律。这现象使他建立了该定律的原则，即任意一个数据列表中，倾向由数字“1”开始的概率较其他数字高[6]。

钱德勒摆动

在1891年赛斯·卡罗·钱德勒提出了地球自转轴的14个月周期，也就是钱德勒摆动的数个月后，纽康对于理论值和观测值差异的原因提出解释。钱德勒摆动假设地球是完美的刚体，但是地球稍微有一些弹性。纽康利用了观测到的摆动造成的纬度变化估算地球的弹性，发现地球的刚性稍高于钢[7]。

其他贡献

纽康是一位自主学习的博学家。他在经济学上也有涉猎，并于1885年出版了《Principles of political economy》 。约翰·梅纳德·凯恩斯称该书是“原创作品中显现了新的科学概念，而非之前我已阅读太多的正统的原创作品。他的概念随着时间半成形为一个经济学之类的议题”。纽康的概念被欧文·费雪的货币数量论（英语：Quantity theory of money）中第一个为人所知的货币量公式（英语：Equation of exchange）中所提及[8]。

纽康除了母语英语以外，能说德语、法语、意大利语和瑞典语，并且是一位活跃的登山家。他除了大量阅读以外，还是多本科学普及书籍和一本科幻小说《His Wisdom the Defender》（1900年）的作者[1]。

个人生活

纽康因为膀胱癌病逝于华盛顿特区，以军事荣誉葬礼下葬于阿灵顿国家公墓，并且时任美国总统威廉·霍华德·塔夫脱亲自出席葬礼[1]。

纽康的女儿嫁给美国助理司法部长爱德华·鲍德温·惠特尼（英语：Edward Baldwin Whitney），他是美国语言学教授威廉·德怀特·惠特尼（英语：William Dwight Whitney）的儿子，曾任康涅狄格州州长和该州参议员的罗杰·谢尔曼·鲍德温（英语：Roger Sherman Baldwin）之孙。纽康的外孙是著名美国数学家哈斯勒·惠特尼[9]。

语录

西蒙·纽康在阿灵顿国家公墓的墓碑。

关于天文学的发展

1888年纽康称：“天文学的发展可能已经接近了我们所能理解的极限。”

认为飞行器不可行

纽康也因为相信飞行器不可能被发明出来的相关言论而闻名。1901年时纽康对此是报以怀疑但开放想法的态度，并发表了文章《Is the Airship Possible?》。文章中他强调：“首先，这必须取决于是否做出了必要的科学发现”，文末他再强调：“建造一个飞行器...快乐地将一个人从一个地方载运到一个地方必须发现新的金属或新的力量”[10]。

1903年10月22日，纽康在《独立报》上提出了著名的言论：“可能并非人类的机械技术能力...人类是否终究被迫承认飞行是其中一个最难解决地问题，并且是人们永远无法解决的，而必须要放弃任何飞行的尝试？”[11]，他总结飞行的运动则是即使一个人无法停止他的飞行，当他的速度逐渐下降，就会开始下落。当他的飞行停止时，就会像固定的压舱重物一样向下掉落。纽康并没有任何机翼的概念，而他的“飞机”就是一个倾斜的“薄平板”，因此他总结飞行器永远无法载一个人。

纽康曾经对宣称可以建造一个由蒸气引擎飞行器的塞缪尔·兰利的研究严厉批评，当时兰利的首次公开飞行试验失败了[12]。然而，纽康在1903年时也表示：“在20世纪时很可能注定会看到，自然的力量将可让人类以远超过鸟类的速度从一个洲飞到另一个洲。但是，我们也探究是否有可能以目前人类所知的知识，以及使用钢铁、布和缆线等材料的组合，并且使用电能或蒸汽机做动力成功建造出飞行器。这样的远景可能是完全不同的。”[13]

纽康显然不知道相对没没无闻的莱特兄弟所做的相关研究，并且他不知道当时的内燃机有更好的功率重量比。当纽康在1908年得知了莱特兄弟的飞行以后，他很快接受了这项事实[14]。纽康也相当看好旋转翼（直升机）和飘浮在空中的飞行器（飞艇）的发展。之后有段时间齐柏林飞船定期在欧洲和美国之间载运旅客，并且 LZ 127 齐柏林伯爵号飞船（英语：LZ 127 Graf Zeppelin）曾经进行环绕世界的飞行[15]。

荣誉与奖项

代表性著作

美国海军天文台美国航海天文历编制局人员于1882到1912年发表的论文收录于《Astronomical Papers Prepared For The Use Of The American Ephemeris And Nautical Almanac》。

参考资料

  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 Marsden (1981) 引用错误：带有name属性“DSB”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  2. ^ Brent (1993) p. 288
  3. ^ Brent (1993) p. 128
  4. ^ Brent (1993) pp. 150-153
  5. ^ Brent (1993) pp. 287-289
  6. ^ Newcomb (1881)
  7. ^ Newcomb (1902) p. 116
  8. ^ Fisher (1909).
  9. ^ Chern, Shing-Shen. Hassler Whitney (23 March 1907-10 May 1989). Proceedings of the American Philosophical Society. September 1994, 138 (3): 464–467 [4/19/13]. （原始内容存档于2015-11-17）. 
  10. ^ Newcomb, Simon. Is the Airship Coming?. McClure's magazine (S. S. McClure, Limited). September 1901, 17 (5): 432–435. 
  11. ^ The Independent, 22 October 1903. [2013-06-10]. （原始内容存档于2014-02-22）. 
  12. ^ Albert E. Moyer. A scientist's voice in American culture: Simon Newcomb and the rhetoric of scientific method. University of California Press. 1992: 187. 
  13. ^ What Did Newcomb Say?. The Independent , Volume 103 (New York: Independent Corporation). September 25, 1920, 103 (3738): 374 [2013-06-10]. （原始内容存档于2020-08-19）. 
  14. ^ Anita Newcomb McGee. Simon Newcomb on Flying. He did not take the gasoline engine into account in his writings. New York Times. Apr 20, 1919 [2011-01-25]. （原始内容存档于2013-05-18）. 
  15. ^ Time magazine: Los Angeles to Lakehurst （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 1929-09-09
  16. ^ RASC Awards. [2013-06-10]. （原始内容存档于2011-11-29）. 

延伸阅读

外部链接

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