威廉·赫歇尔：天王星的发现者与恒星天文学的先驱

从音乐起源到天文学

弗里德里希·威廉·赫歇尔（1738-1822）于1738年11月15日出生在德国汉诺威的一个音乐世家。为躲避七年战争，他于1757年移居英国。起初他是一名职业音乐家（大提琴手兼作曲家），直到35岁时才燃起对天文学的热情。

自学成才，他研究了以下著作：

• 艾萨克·牛顿（1643-1727）在光学领域
• 詹姆斯·弗格森（1710-1776）对实用天文学的贡献
• 约翰·米歇尔（1724-1793）对引力的研究

他自制望远镜，并成为制作抛物面镜的大师。

天王星的发现（1781年）及其确认

1781年3月13日，赫歇尔在双子座观测到一个他以为是彗星的天体。经过数月的观测，他意识到自己发现了一颗新行星。

• 自古代以来发现的第一颗行星（土星之外）
• 1783年命名为天王星（由约翰·波德提出）
• 这一发现为他赢得了：皇家学会颁发的科普利奖章（1781年）、国王乔治三世的天文学家职位（1782年）以及每年200英镑的养老金以继续他的研究。

他最初提议将该行星命名为“乔治之星”以纪念国王，但科学界最终采用了“天王星”这一名称。

天文学的主要贡献

赫歇尔革新了天文学的多个领域：

1. 恒星天文学

他奠定了现代恒星研究的基础：

• 首个系统性的星云目录（1786年、1789年、1802年），收录了2500个天体。
• 双星（1802年）的发现及其轨道运动的证明
• 银河系结构理论（1785）——扁平盘状模型

2. 望远镜构造

他设计了革命性的仪器：

• 48英寸（1.2米）反射望远镜，1789年建成，曾保持世界最大纪录50年。
• 抛光镜面金属镜（77%铜，23%锡）的技术
• 为避免像差而发明的前视图

3. 红外辐射的发现

1800年，他在研究太阳光色散时意外发现了红外线。

• 首次探测到可见光谱之外的光线
• 用温度计测量不同颜色的热量。
• 红外光谱学基础

遗产与后代

赫歇尔留下了巨大的科学遗产：

• 河外星系天文学的基础（他的星云目录被埃德温·哈勃使用）
• 对其子约翰·赫歇尔（1792-1871）的影响，他继承了他的事业。
• 创造了“小行星”（asteroid）这一术语（1802年），用于指代小型天体。
• 发现天王星的两颗卫星（泰坦尼亚和奥伯伦，1787年）和土星的两颗卫星

他于1822年8月25日在斯劳（英格兰）去世，葬于威斯敏斯特教堂。他那台48英寸的望远镜现陈列于伦敦科学博物馆。