Зміст

Вступ 3
§ 1. Початок наукової діяльності Бесселя 5
§ 2. Альбертіна до моменту запрошення Бесселя 9
§ 3. Бессель-астроном 12
§ 4. Бессель-геодезист 16
Висновок 17
Список літератури 21
Додаток 22

Введення

Східна Пруссія подарувала світу багатьох великих людей. Серед імен, відомих за її межами - ім'я великого астронома і геодезиста Фрідріха Вільгельма Бесселя.

Це людина, які підняв престиж Альбертіні як університету з високим рівнем викладання та розвитку точних наук, заклав основи Кенігсберзької фізико-математичної школи, зробив безліч великих наукових відкриттів. Мало того - Фрідріх Вільгельм Бессель був не тільки видатним астрономом, але й не менш видатним геодезистом.
Вже сама прилучення до науки молодого Бесселя дивно: свій життєвий шлях Бессель почав торговим службовцям в одному з торгових будинків, де отримав деякі знання з математики та особливо зацікавився астрономією. Ретельно займаючись самоосвітою, він швидко і успішно опанував знаннями з математики та астрономії. Бесасель був самоучкою, займався астрономією самостійно, і примітно, що вже 20-річним юнаком Бессель самостійно обчислив орбіту комети Галлея!
Вивчення історії Східної Пруссії ніяк не може обійтися без розгляду цієї видатної постаті.
Отже, метою цієї роботи буде вивчення внеску вченого у культуру та науку не тільки Східної Пруссії, а й усього світу. Звідси випливають такі завдання:
1) вивчити біографію Бесселя;
2) визначити його внесок в астрономію;
3) визначити його внесок у геодезію.
Бессель приїхав до Кенігсберга на запрошення. Отже, ще однією, додатковим завданням буде дослідити, в якому стані знаходився Кенігсберзький університет до моменту початку в ньому роботи Бесселя, і який внесок вченого в розвиток університету.

На жаль, дуже мало видань, що містять інформацію про цього видатного астронома і геодезиста. При написанні роботи, таким чином, були використані працю «Східна Пруссія: З найдавніших часів до кінця другої світової війни» [1] та монографія К. К. Лавриновича «Фрідріх Вільгельм Бессель, 1784 - 1846: Астроном, геодезист, математик», [ 2] а також довідкові видання та енциклопедії, в тому числі Брокгауза і Евфронием.
§ 1. Початок наукової діяльності Бесселя

Німецький астроном і математик Фрідріх Вільгельм Бессель народився в невеликому місті Мінден на північно-заході Німеччини в сім'ї дрібного чиновника в 1784 році.

З 15 років повинен був стати на самостійний трудовий шлях. Правда, це цілком відповідало тоді і його бажанням: з ранніх років йому було властиве прагнення до практичної діяльності і лише до тих знань, які можна було відразу застосувати. У 13 років він кинув гімназію через ненависть до зубріння латині і продовжував навчання вдома під керівництвом батька. Володіючи винятково гострим зором, він у 14 років відкрив візуально подвійність епсилон Ліри, що не могло не надихнути його на подальші спостереження неба. Але з не меншою радістю і надіями він, за рекомендацією друга сім'ї, відправився в Бремен і з 1799 р. на цілих сім років зайняв місце учня конторника у великому торговому домі «Кулепкамп і сини». Практичний розум Бесселя знайшов для себе і в цій області багату їжу. Бессель швидко осягав основи і тонкощі комерційної справи, мріючи про далекі плаваннях ... Але, коли в 1805 р. йому було запропоновано місце і значний вміст в 700 талерів у рік, він раптово, за висловом відомого історика астрономії Агнеси Кларк, «вважав за краще бідність і зірки», вступивши асистентом на приватну обсерваторію І. Шретера в передмісті Бремена Лілієнталь , з нікчемним платнею у 100 талерів. Для самого Бесселя це, звичайно, не було раптовим. Шлях в науку був значною мірою зумовлений самим його характером і складом розуму.

Систематичність, грунтовність, природжений математичний талант перетворювали навіть майбутнього комерсанта ... у вченого: він «занадто» серйозно готувався і до своєї торгової кар'єрі і, крім вивчення мов (англійської, іспанської, французької), географії та звичаїв народів, вважав абсолютно необхідним (всупереч уявленням оточували його людей) досконально вивчити і освоїти навігаційну астрономію. Вже перші його успіхи в цьому, коли він до 1803 р. по спостереженню покриття зір Місяцем з допомогою грубих саморобних інструментів зумів визначити довготу Бремена, окрилили його.

Не задовольнившись англійською підручником з практичної навігації, де формули та правила давалися без виведення і наукового обгрунтування, Бессель заглибився у вивчення власне астрономії (знову-таки за дуже «практичної» причини: без виведення формула не запам'ятовувалася їм). Він вивчав «Астрономію» Лаланда і, дізнавшись про закони Кеплера, відразу захотів обчислити орбіту тільки що відкритої малої планети Церери! У написаних з цього приводу словах з його листа до брата: «Інакше навіщо мені закони Кеплера?» - Чітко відбився стиль Бесселя - майбутнього вченого.

Він ставився до знань як до робочого інструменту для вирішення конкретних наукових завдань. І якщо в 1801 р., відвернений від астрономії щоденної 12-годинний роботою, він зізнавався, що забув навіть знайомі перш зірки, то через рік він вже вирішив самостійно завдання за орбітою Церери і писав братові, що «математика» сама захоплююча наука з усіх наук. Разом з астрономією вона заміняє мені ... розваги, які я знаю тільки по імені ». Між тим щонайважчу «Небесну механіку» Лапласа і необхідну для її розуміння вищу математику він міг вивчати лише у вільні від роботи ранкові та нічні години. Але справжнім посвятою в астрономію стало його знайомство в 1804 р. з видатним бременським астрономом і лікарем Г. В. М. Ольберс. Приводом до цього послужило обчислення Бесселя в 1804 р. елементів орбіти комети Галлея за спостереженнями Т. Гарріот і Лорпорлея 1607 Робота викликала захоплений відгук Ольберса, була опублікована з його передмовою, в якому він представляв Бесселя вченому світі, і поклала початок великій дружбі цих двох астрономів, яка доповнилася ще й дружбою Бесселя і К. Гауса. 19 березня 1806 Бессель почав у Лілієнталь свою наукову діяльність з перевірки всіх вимірювальних приладів та інструментів обсерваторії і перегляду методів математичної обробки результатів спостережень, хоча одночасно продовжував займатися кометами і за обчислення орбіти комети 1807 отримав премію ім. Лаланда.

Точність вимірювань положень і рухів небесних світил залежить, крім досконалості інструментів від точності самих опорних каталогів зірок, які за часів Бесселя не відрізнялися строгістю і, головне, були непорівнянні один з одним через суб'єктивного підходу спостерігачів до обліку різних помилок.

Тут Бессель займався спостереженнями зірок. Ця робота незабаром принесла йому репутацію відомого астронома-спостерігача і обчислювача-математика.

Він заново обробляє дані спостережень Джона Бродлея, з яких визначає постійні рефракції, прецесії і нутації, за точністю перевершили всі колишні визначення.

У 1810 році молодого Бесселя (йому лише 26 років!) Запрошують в Кенігсберг, де він став професором астрономії Кенігсберзького університету і вже назавжди пов'язав своє життя та наукову діяльність з нашим містом.

§ 2. Альбертіна до моменту запрошення Бесселя

На самому початку XIX століття Кенігсберзький Університет все ще вважався одним з найвідсталіших закладів Німеччини; місто був культурною провінцією.
У 1806 році в Альбертіні навчалося всього 332 студента, у тому числі 101 теолог, 220 юристів, 8 медиків, а на філософському факультеті, де вивчалися математика та природничі науки, було тільки три студенти.
Пропрацював тут багато років Карл Ернст (у Росії - Карл Максимович) Бер (1792 - 1876 гг.), В майбутньому петербурзький академік, натураліст і мандрівник, засновник ембріології, писав: «Кенігсберзький університет аж до смерті Канта абсолютно не користувався турботою уряду. Кенигсбергских жителі стверджували, що на Східну Пруссію в Берліні дивилися як на свого роду Сибір. Кількість кафедр було нікчемне, університетська бібліотека дуже бідна ... »[3]
І от у цю культурну «діру», в цей науковий глушині направляється молодий астроном.
Здавалося б, йому судилося животіння; його талантам ніде розвинутися - у Альбертіні немає навіть астрономічної обсерваторії! Але потім-то його й звуть, щоб він побудував! І Бессель будує ...
Наполеонівські війни позитивно відбилися на Альбертіні: вимушена жити тут деякий час, прусський король Фрідріх Вільгельм III звернув увагу на той занепад, в якому знаходився університет великого Канта.
Університету стали допомагати. Але мало урядової допомоги - потрібні свіжі ідеї, потрібні люди, які пробудили б сплячу Альбертіну!
І такі люди знаходяться. І до Східної Пруссії докотилися насіння Просвітництва.
Університет у Кенігсберзі поступово починає набирати солідний науковий вага, особливо у фізико-математичних науках і в медицині. Блискучі досягнення університету в галузі точних наук дозволяють говорити про Кенигсбергских фізико-математичній школі XIX століття.
І її витоків стояла монументальна фігура астронома, геодезиста і математика Фрідріха Вільгельма Бесселя (1784 - 1846). Бессель першим ввів в університеті суворі математичні стандарти в наукових дослідженнях і в навчанні, по-новому, у формі живої бесіди зі слухачами, проводив навчальні заняття.
Основним підсумком його тридцятишестирічна наукової діяльності в університеті стала глибока реформа теорії і практики астрономічних спостережень та їх обробки.
Таким чином, Бессель прибув до Альбертіну саме в той час, коли їй були потрібні люди, здатні її розбудити від багаторічного сну. Разом з нею він ріс, піднімався на ноги, щоб через деякий час люди змогли говорити про особливу Кенігсберзької фізико-математичній школі.
Таким чином, Фрідріх Вільгельм Бессель вніс величезний внесок у розвиток Кенігсберзького університету на одній з найскладніших його етапах.

§ 3. Бессель-астроном
У 1810 році Бессель був запрошений в Кенігсберг, ав 1811 - 1813 роках тут під його керівництвом була побудована обсерваторія, директором якої він залишався до кінця свого життя.
Спочатку в ній застосовувалися англійські інструменти, але в 1819 році обсерваторія була забезпечена Рейхенбаховскімі, а згодом самими вдосконаленими Фрегунгоферскімі і Ренсольдовскімі інструментами.
Спостерігаючи протягом ряду років яскраві зірки Сіріус і Проціон, Бессель виявив в їх русі такі особливості, які можна було пояснити тільки тим, що ці зірки мають супутників. Але ці супутники настільки слабкі по світності, що їх не можна було побачити в телескопи.
У 1814 році Бессель видав дослідження про змінному русі деяких зірок, з якого він уклав, що по близькості цих зірок знаходяться великі, для нас невидимі, маси, які разом з видимою зіркою утворюють складну систему.
Припущення Бесселя згодом підтвердилися: у 1862 р. виявлено супутник зірки Сіріус, а в 1896 р. - супутник Проціон.
З обсерваторії Бесселя наука отримала найточніші зоряні каталоги, нові уточнені значення основних параметрів, що характеризують пристрій нашої Сонячної системи, рішення одвічної завдання про відстані до зірок, точні елементи фігури Землі та ряд інших першорозрядної наукових результатів, а також геніальних, що випередили свій час здогадок.
Бессель вважається одним із засновників астрометрії. Він послідовно проводив у життя ідею про необхідність вносити в результати спостережень поправки, що враховують вплив самих, здавалося б, незначних чинників, що знижують точність астрометричних вимірів.
Він розробив теорію помилок астрономічних інструментів, відкрив приватне рівняння, тобто систематичні помилки, властиві даному спостерігачеві.
При обробці спостережень застосовував теорію ймовірності та спосіб найменших квадрантів.
Бессель розробив суворі математичні методи виправлення результатів спостережень. Першою великою роботою Бесселя в цьому напрямку була вже згадана вище переробка результатів спостережень положень зірок у каталозі, складеному в 40-50-х рр.. XVIII століття англійським астрономом Дж. Брадлеем. Надалі Бессель сам вів спостереження положення зірок.
Він визначив положення 75 мільйонів зірок і створив великі зоряні каталоги, які стали основою сучасних знань про зоряне небо. На меридіанному колі цієї обсерваторії він зробив спостереження 75011 зірок між +47 є і-16є відміни.
Бессель був одним з перших астрономів, вимірявши паралакси, а тим самим і відстані до зірок. Слідом за В. Я. Струве, який в 1837 р. вперше визначив відстань до зірки Вега в сузір'ї Ліри, Бессель в 1838 р. за допомогою геліометра виміряв відстань до зірки 61 Лебедя. Ця зірка виявилася однією з найближчих до Сонячної системи.
Також Бессель розробляв теорію сонячних затемнень, визначав маси планет і еліпси супутників Сатурна, винайшов базисний прилад.
Не дивно, що величезний талант астронома був відзначений - з 1812 року (тобто з 28 років!) Бессель є членом Берлінської Академії Наук.
У роки життя Бесселя обсерваторський пагорб Буттерберг мав славу місцем паломництва астрономів. Тут бували німецькі астрономи Г. Х. Шумахер (1780 - 1850) та І. Ф. Енке (1791 - 1865), проводив свої спостереження знаменитий натураліст і мандрівник А. Гумбольдт (1769 - 1858), стажувалися американський астроном Б. А. Гулд (1824 - 1896) і майбутній директор Варшавської обсерваторії Я. Барановський (1800 - 1879).
Тісні зв'язки мав Бессель з астрономами Росії. У його обсерваторії працювали П. Славінський (1795 - 1881) - астроном з Вільно, К. Х. Кнорре (1801 - 1883) - директор Миколаївської обсерваторії на півдні Росії, А. Н. Драшусов (1816 - 1890) і Б. Я. Швейцер (1816 - 1873) - директора Московської обсерваторії.
Узи багаторічного співробітництва пов'язували Бесселя з його молодшим колегою - видатним російським астрономом, засновником і першим директором знаменитої Пулковської обсерваторії Василем Яковичем Струве (1793 - 1864). Струве, який називав Бесселя «першим астрономом нашого часу», не раз відвідував свого друга і наставника у Кенігсберзі, радився з ним, обговорював плани спільних робіт. У 1834 році він привіз Бесселя проект майбутньої Пулковської обсерваторії, щоб почути про проект думка настільки авторитетного астронома.
Багато років учені вели жваве листування, в якій обговорювали різноманітні наукові питання. За клопотанням Струве Петербурзька академія наук у 1846 році видала зоряний каталог, спостереження для якого були виконані Бесселя у Кенігсберзі. Академія засвідчила своє визнання наукових заслуг Бесселя ще в 1814 році, коли тридцятирічний вчений був обраний її почесним іноземним членом. З тих пір Бессель регулярно надсилав сюди свої праці.
Бесселево вчення принесло рясні плоди у формі нових методів і нових стандартів строгості в точної астрономії Старого і Нового Світу, бо працювати після нього по-старому було вже неможливо. І найкращих результатів на цьому шляху домоглася Пулковська обсерваторія в Росії, в основу робіт якої були продумано закладені Бесселеви принципи.

§ 4. Бессель-геодезист

Фрідріх Вільгельм Бессель був не тільки великим астрономом, а й видатним геодезистом.
Головна робота Бесселя в галузі геодезії - обчислення точних параметрів фігури Землі, які понад 100 років застосовувалися геодезистами і картографами багатьох країн, включаючи Росію, а потім і СРСР. Початок цьому підприємству поклало угоду між урядами Росії і Пруссії про з'єднання в єдину систему російської та європейської геодезичних мереж.
Сполучні роботи з боку Росії виконав геодезист Карл Іванович Теннер (1783 - 1859), з боку Пруссії - Бессель.
Від села Трунц (нині Мілеево в Польщі) у Східній Пруссії до міста Мемель (нині місто Клайпеда) по Куршської косі і березі Куршського затоки був прокладений ряд трикутників, що з'єднав в єдине ціле тригонометричні мережі від Середземного моря до Фінляндії.
Для обчислення параметрів фігури Землі потрібно знати лінійну протяжність дуги між двома пунктами земної поверхні, географічні координати яких точно відомі. У Бесселя це була дуга Трунц - Мемель протяжністю близько 196 кілометрів.
Безпосередньо на місцевості виміряти таку дугу неможливо через природних перешкод, тому її довжину отримують за допомогою обчислень на основі вимірювання базису - щодо короткої лінії на дуже рівній місцевості. Бессель виміряв базис довжиною 1823 метри між пунктами Тренк (нині не існує) і мідника (нині Дружне в районі селища Чкаловський під Калінінградом).
Підсумки всієї роботи - градусного виміру - були опубліковані в 1841 році. Елементи фігури Землі, що отримала назву еліпсоїда Бесселя, були виведені вченим не тільки на основі власного градусного виміру, але і з використанням результатів дев'яти інших подібних робіт, виконаних у різний час в різних частинах світу. Тільки в 1946 році геодезисти СРСР перейшли від еліпсоїда Бесселя до нової моделі фігури Землі - еліпсоїда Красовського-Ізотова.
Таким чином, Фрідріх Вільгельм Бессель вніс величезний внесок у розвиток точних наук у Кенігсберзькому університеті - астрономії та геодезії, причому результати його досліджень і досягнення були визнані найвідомішими вченими.

Висновок
Фрідріх Вільгельм Бессель, видатний астроном і геодезист, професор Альбертіні і беззмінний директор астрономічної обсерваторії Кенігсберзького університету, який вніс неоціненний вклад у розвиток світової науки і становлення університету після довгих років занепаду, помер 17 березня 1846 року.
Проте ім'я великого вченого не забуте. Його не тільки пам'ятають за його працям і відкриттів - його ім'я увічнене в наукових назвах.
У математиці його ім'я носять так звані циліндричні функциии першого роду (функції Бесселя) і диференціальне рівняння, до якого він задовольняють (рівняння Бесселя), нерівність для коефіцієнта ряду Фур'є (нерівність Бесселя), а також одна з інтерполяційних формул.

Список літератури
1. Велика Радянська Енциклопедія. М., 1978.
2. Східна Пруссія: від найдавніших часів до кінця першої світової війни. Калінінград, 1996.
3. Лавринович К. К. Фрідріх Вільгельм Бессель, 1784 - 1846: Астроном, геодезист. Математик. М.. 1989.
4. Словник Брокгауза і Евфронием (репринтне видання).

Додаток

Фрідріх Вільгельм Бессель