Джон Генри Митчелл

ВИКИПЕДИЯ

Джон Мичелл (англ. John Michell25 декабря 1724 — 29 апреля 1793) — священник из деревни Торнхилл (графство Йоркшир), видный английский естествоиспытатель и геолог.

Занимался астрономиейоптикой и гравитацией, будучи одновременно теоретиком и экспериментатором. Открыл, в частности, волноподобную природу землетрясений, осуществил целый ряд оригинальных исследований в области магнетизма и гравитации, предвидел возможность существования чёрных дыр, предложил способ производства искусственных магнитов. Его называли отцом сейсмологии.

В письме от 27 ноября 1783 года, которое он послал в Королевское общество, были объединены ньютоновская небесная механика и корпускулярная оптика. Письмо содержало концепцию массивного тела, гравитационное притяжение которого настолько велико, что скорость, необходимая для преодоления этого притяжения (вторая космическая скорость), равна или превышает скорость света с расчётом, из которого следовало, что для тела с радиусом в 500 солнечных радиусов и с плотностью Солнца вторая космическая скорость на его поверхности будет равна скорости света. Таким образом, свет не сможет покинуть это тело, и оно будет невидимым. Мичелл предположил, что в космосе может существовать множество таких недоступных наблюдению объектов.

Впервые предложил использовать для определения гравитационной постоянной крутильные весы и построил прототип прибора для измерения массы Земли, однако не успел поставить эксперимент и провести вычисления самостоятельно.

Пытался измерить давление света путём фокусирования световых лучей на одном конце иглы компаса, но в процессе эксперимента игла расплавилась.

После смерти Мичелла его аппаратура перешла члену Лондонского Королевского общества Генри Кавендишу, который и вычислил массу нашей планеты (см.: Эксперимент Кавендиша).

ЧИТАТЬ В ИСТОЧНИКЕ

Утомительная учебная работа почти исключала возможность продолжения занятий оригинальными исследованиями. Тем не менее, за период с 1891 по 1902 год Мичеллем было послано в европейские журналы около 15 статей, существенно расширивших знания в области гидродинамики и упругости, что хорошо видно из приложенного списка его работ (Приложение I). Значение этих исследований было отмечено выборами его в совет Королевского общества.

Т. Черри писал: «Опубликованные статьи составляют только треть периода его научной деятельности. В течение остальных двух третьих он продолжал работать, и является большой потерей для науки, что из каких-то соображений он ничего не выбрал для опубликования. Между 1890 и 1902 годами Мичелл опубликовал 23 статьи, главным образом, по гидродинамике и теории упругости. За несколькими исключениями, они отражают его большую оригинальность и силу. Они относятся к проблемам интересным и важным и демонстрируют полное владение аналитическим процессом и теорией. Мичелл имел не только хорошие знания в области чистой математики, но и в области приложений. Его стиль был очень сжатым, но его изложение содержало отличные доказательства, доводящиеглавные положения исследования до полной ясности. Его краткость не создавала трудностей, потому что он давал разумные указания для читателя, но в отдельных случаях было бы желательно, чтобы он не был столь кратким.»

«После 1902 года публикации в научных журналах прекратились, но почти до конца жизни было сделано много оригинальных работ. (Следует заметить, что профессор Е.Так пытался разыскать архив Мичелла, но это ему не удалось. А.Г.). Основные интересы Мичелла состояли в приложении математики к разрешению загадок природы, но он также прекрасно знал чистую математику по всем этим областям, постоянно читал новую литературу и вводил новые работы в состав своих лекций. Много обзоров по чистой и прикладной математике со свежими точками зрения было сообщено на семинарах Математической Ассоциации Виктории, основанной Мичеллем в 1906 году вместе с несколькими друзьями, коллегами по кафедре, в частности, с R.J.A. Barnardом. Большая часть этих эссе и лекций (больше, чем приведено в списке) даже, судя по одним заголовкам, таким, как “Ideas on the theory of function” (К проблемам теории функций), “Twist” (Кручение), “The stabilized inverted pendulum” (Устойчивость перевёрнутого маятника), “Epicene functions and cubic equations” (Функции общего вида и кубическое уравнение), “Arithmetical definition of trigonometrical functions” (Арифметическое определение тригонометрических функций), обнаруживают оригинальность его подхода, что подтверждали слушатели его лекций.»

Профессор Т. Черри отмечал, что «Мичелл никогда не забывал, что в «прикладной математике» доминирует слово «прикладная». Он был в близких отношениях с инженерами всю свою жизнь, и сам был хорошим знатоком механики. Его отношение к реальным приложениям теории упругости видно из многочисленных статей [13а, 15а, 16а, 18а]. Математические записки Мичелла ясны с начала до конца. Он не любил длинных предварительных рассуждений и не терял время на разработку аналитических деталей, которые компетентные математики могут получить сами. Но он всегда давал достаточно указаний, его объяснения всегда ясны, а его методы часто совершенно замечательны до гениальности. Его статьи давали большой объём понятий для развития приложений к математике и, особенно, к теории упругости, где он оставил неизгладимый след.»

Профессор А. Лав писал, что «две статьи (А. Лав имеет в виду статьи о свободных линиях тока “On the theory of free stream lines” [5а], и о прямом методе определения напряжений “On the direct determination of stress in an elastic solid, with application to the theory of plates” [11а]) дают примеры проблем, которые исследовал Мичелл, и вклада, который он сделал для их решения. Вообще эти проблемы были важны для инженеров, и в то же время, это был прогресс в нахождении методов решений. Мичелл наметил для достижения этих целей некоторый аналитический план и получил самостоятельный результат, посредством которого он смог привести их к математическим задачам стандартного типа. По большей части он не использовал свою теорию для разработки специальных случаев. Яркий пример такого сорта умолчания давала статья, состоящая из одной печатной страницы с заголовком «Torsion of a rod of varying circular section» (Кручение вала переменного круглого сечения,) входящая в статью под заголовком «The uniform torsion and flexure of incomplete tores…» (Равномерное кручение и изгиб незамкнутого тора…) [13a]. В ней он даёт описание теории кручения валов переменного диаметра, впоследствии перепроверенной им и использованной для дополнений к его следующим открытиям. Обычно Мичелл не загромождал теорию развитием частных приложений. Исключения, за которые мы должны быть благодарны, представляют собой статья «Elementary distributions of plane stress» (Элементарные распределения плоских напряжений) [16а], две статьи, в которых он использовал метод инверсии, т.е. «Inversion of plane stress» (Инверсия плоских напряжений) [22а], и «The flexure of a circular plate» (Изгиб круглых листов) [23а], опубликованные в одном и том же 1902 году. Каждая из этих статей содержит решение нескольких специальных проблем. Существуют ещё другие подобные статьи, но отсутствие примеров были правилом».