ジョン・ミッシェル

ジョン・ミッシェル（/ ˈ m ɪ tʃ əl / ; 1724年12月25日 - 1793年4月21日）は、イギリスの自然哲学者、牧師であり、天文学、地質学、光学、重力など、幅広い科学分野に先駆的な洞察を提供した。「史上最も偉大な無名の科学者の一人」とみなされている^[1]彼は、ブラックホールに匹敵する恒星の存在を提唱した最初の人物であり、地震が（地震）波に乗って伝わることを示唆した最初の人物である。二重星が相互の重力の産物であることを認識し、宇宙の研究に統計学を適用した最初の人物である。彼は地球の質量を測定する装置を発明し、人工磁石の製造方法を説明した。彼は地震学と磁気測定法の父と呼ばれている。

ある科学ジャーナリストによると、^[2]「ミッシェルの研究のいくつかの詳細は、20世紀の天文学の教科書から切り取ったように聞こえる」とのこと。アメリカ物理学会（APS）は、ミッシェルを「同時代の科学者たちよりはるかに先を行っていたため、彼のアイデアは1世紀以上経って再発明されるまで、忘れ去られてしまった」と評した。同学会は、「彼は当時最も優秀で独創的な科学者の一人であったが、ミッシェルは今日ほとんど知られていない。その理由の1つは、彼が自身の画期的なアイデアを発展させ、推進することにほとんど尽力しなかったためである」と述べた。^[3]

ジョン・ミッシェルは1724年、ノッティンガムシャーのイークリングで、牧師のギルバート・ミッシェルとオビディエンス・ジェラードの息子として生まれた。ギルバートは、コーンウォールのケンウィンのウィリアム・ミッシェルとメアリー・テイラーの息子であり、オビディエンスはロンドンのラルフとハンナ・ジェラードの娘であった。^{[4] [要ページ]彼は}ケンブリッジのクイーンズ・カレッジで教育を受け、後にクイーンズ・カレッジのフェローになった。家族はコーンウォールの出身である。彼は1752年に修士号、1761年に文学士号を取得した。 ^[5]彼は1751年から1763年までカレッジの講師を務め、 1751年には算術の評議員、1752年には神学の検閲官、1753年には幾何学の評議員、1755年と1759年にはギリシャ語の評議員を務めた。 1756年に上級会計係、1759年と1762年にヘブライ語担当官、1760年に哲学の検閲官と審査官。「1760年3月28日にケンブリッジのセントボトルフの学長に任命され、1763年6月までその職を務めた。」^{[6] [ページが必要]} 1762年から1764年まで、彼はウッドワード地質学教授職を務めたが、結婚により職を辞した。^{[6] [ページが必要]}

ミシェルの肖像画は残っていない。彼は「背が低く、肌の色が黒く、太っていた」と言われているが、彼と面識がないので、彼についてはほとんど何も言えない。彼はケンブリッジのセント・ボトルフ教会の世話を受けていたと思うが、クイーンズ・カレッジのフェローであり続け、そこでは非常に独創的な人物であり、優れた哲学者と評価されていた。彼は磁石と電気に関するいくつかの著書を出版している。」^{[7] [8]}

1910年、エドマンド・ウィテカー卿は、アイザック・ニュートンの死後1世紀の間に「ケンブリッジに住み、教えた唯一の著名な自然哲学者はミッシェルだった」と述べているが、彼の「研究は、同時代の学生や後継者たちの間でほとんど、あるいは全く注目されなかったようで、彼らは彼の発見が他人のものとされたことに黙って従い、ケンブリッジの伝統から彼の名前が完全に消え去るのを許した」。ミッシェルはその後、ハンプシャーのコンプトン、そしてハヴァントで聖職に就いた。この間、彼はケンブリッジでの職や王立天文学者の職を求めたが、失敗した。^{[4] [ページが必要] [9]}

1767年、彼はイングランドのヨークシャー州リーズ近郊のソーンヒルにあるセント・マイケル教会の牧師に任命され、終身その職を務めた。彼は重要な科学的研究のほとんどをソーンヒルで行い、1793年4月21日に68歳で死去した。彼はそこに埋葬されている。^{[3] [8] [10]}地元の圧力により、彼を記念する青い銘板が教会の壁に設置された。

1750年、ミッシェルはケンブリッジで「人工磁石の論文」と題する約80ページの著作を出版し、その中で最高の天然磁石よりも優れた磁石を簡単かつ迅速に製造する方法を紹介した。彼の名前が今も残る磁化法の記述のほか、この著作には磁気に関するさまざまな正確な観察が含まれており、磁気誘導の性質が明快に説明されている。^[11]

あるとき、ミッシェルは太陽光をコンパスの針の片側に集めて光の放射圧を測定しようとした。実験は失敗に終わり、針が溶けてしまった。

20世紀後半まで、ミシェルは地質学の研究で主に重要とみなされていた。1755年のリスボン地震後に書かれた彼の最も重要な地質学論文は、「地震現象の原因と観察に関する推測」（哲学論文集、1760年）と題されている。^{[11]この論文で彼は、地震は地球全体に波として広がり、現在では}断層として知られている地層のずれが関係しているという考えを導入した。彼はリスボン地震の震源と震源の両方を推定することができ、津波は海底地震によって引き起こされると示唆した最初の人物であったかもしれない。^[12]

ミッシェルの論文は地震に関する洞察を提供しただけでなく、より広い意味では、地球の地殻の地質学に関する理解の進歩を象徴するものでもあった。彼は地球が「規則的で均一な地層」で構成されており、その一部は地殻変動によって中断されていることを認識していた。ある評論家の見解では、「ミッシェルの地震論文の最も重要な部分は、現在「地球の地殻」として知られているものに関する記述である」^{[6] [ページが必要]。}彼はイギリス国内および海外のさまざまな地域の地質学的地層に関する驚くべき知識を示し、^[12]自身の観察に基づいて堆積層序学の理解を前進させ、イギリスで初めて中生代の地層序学を定義した人物となった^{[12] [13]。}

1760年、この研究の成果により、彼は王立協会の会員に選出された。^[12]

1788年にヘンリー・キャベンディッシュに宛てた手紙には、ミッシェルが地震に関する論文を発表してから数十年後も地質学に興味を持ち続けていたことが記されている。^{[6] [ページが必要]}

ミッシェルは磁気を研究し、磁石の各極が及ぼす磁力は反二乗の法則、つまり極間の距離の二乗に比例して減少することを発見した。^[12] 1750年に発表された彼の論文『人工磁石論』は船員や計器製作者向けに書かれたもので、磁石の作り方を解説した実用的なマニュアルとして書かれたが、その中には「磁性体の特性」のリストが含まれており、磁気の理解に大きく貢献した。^[9]

ミッシェルは地球の質量を測るためのねじり天秤を考案したが、それを使う前に亡くなった。彼の装置は生涯の友人ヘンリー・キャベンディッシュの手に渡り、彼は1798年に現在キャベンディッシュ実験として知られる実験を初めて行った。彼は6フィートの棒の両端に1kgの鉛の球を2つ置き、棒の中心に付けた繊維で棒を水平に吊り下げた。次に、小さな球の横にそれぞれ大きな鉛の球を置き、重力で棒を時計回りに回転させた。棒の動きを測定することで、キャベンディッシュは大きな球が1kgの球に及ぼす力を計算することができた。これらの計算から、彼は地球の万有引力定数と質量および平均密度の正確な推定値を提供することができた。キャベンディッシュは、この業績をミッシェルに全面的に認めた。^{[10] [12]}

1987 年、重力研究者の AH Cook は次のように書いています。

重力やその他の精密測定に関する実験における最も重要な進歩は、ミッシェルによるねじり天秤の導入とキャベンディッシュによるその使用であった。これはそれ以来、重力に関するすべての最も重要な実験の基礎となっている。^[14]

ミッシェルは、新しい統計学を星の研究に応用した最初の人物であり、1767年の論文で、完全にランダムな分布では説明できないほど多くの星がペアやグループで出現することを実証した。彼はプレアデス星団に研究の焦点を当て、そのような密集した星団が見つかる確率は約50万分の1であると計算した。彼は、これらの二重星系または多重星系の星は重力によって互いに引き寄せられている可能性があると結論付け、これにより連星と星団の存在の最初の証拠を提供した。^{[3] [10] [12]}彼の二重星に関する研究は、友人のウィリアム・ハーシェルの同じテーマの研究に影響を与えた可能性がある。^[15]

1783年11月27日に発表されたロンドン王立協会の哲学論文で、ミッシェルはブラックホールに似た天体の存在を初めて提唱した。^[16]光は極小の粒子で構成されているとするニュートンの光子説を受け入れたミッシェルは、そのような粒子が星から発せられると、その重力によって減速され、速度の低下に基づいて星の質量を決定できる可能性があると推論した。この洞察から、星の重力が非常に強いため、脱出速度が光速を超える可能性があるという認識に至った。ミッシェルは、太陽の500倍以上の大きさの星ではこれが当てはまると計算した。光はそのような星から脱出できないため、目に見えないだろう。彼自身の言葉で言うと、

自然界に、太陽以上の密度を持ち、直径が太陽の 500 倍を超える物体が本当に存在するとしたら、その光は我々のところに届かないだろうから、あるいは、それよりいくらか小さいサイズで、自然には光らない他の物体が存在するとしたら、これらのいずれの状況下でも、物体の存在について、我々は視覚から情報を得ることはできないだろう。しかし、もし他の光る物体がそれらの周りを回っているとしたら、我々はおそらく、これらの回転する物体の動きから、中心の物体の存在をある程度の確率で推測できるだろう。なぜなら、これは、他の仮説では容易に説明できない、回転する物体の見かけ上の不規則性のいくつかについての手がかりになるかもしれないからだ。しかし、そのような仮定の結果は非常に明白であり、それらについて考えることは私の現在の目的からいくぶん外れているので、これ以上は追求しない。

— ジョン・ミッシェル、1784年^[17]

ミッシェルは、宇宙にはそのような天体がたくさんあるかもしれないと示唆し、今日では天文学者はほとんどの銀河の中心にブラックホールが実際に存在すると信じている。^[3]同様に、ミッシェルは、重力的には2つの星のように振舞うが、1つの星しか見えない恒星系を探すことで、天文学者はブラックホールを検出できると提案した。ミッシェルは、これは光が逃げ出していない星の存在を示すだろうと主張した。それは非常に正確な予測だった。私たちの銀河（天の川銀河）にある12個の候補恒星ブラックホールはすべて、X線コンパクト連星系にある。^[18]

ミッシェルの重力と光に関する考えはウィリアム・ハーシェルの興味を引き、彼は強力な望遠鏡でそれを検証しようとした。^[16]ミッシェルが目に見えない光を閉じ込める星の概念を思いついた数年後、フランスの数学者ピエール・シモン・ラプラスは1796年の著書『世界体系論』で基本的に同じ考えを示唆した。^[3]

ミッシェルはブラックホールに関して時代をはるかに先取りしていたため、その考えは同時代の人々に「ほとんど影響を与えなかった」と書かれている。^{[3] [12]}「彼はひっそりと無名のまま亡くなり、彼の『暗黒星』という概念は1970年代に彼の著作が再び表面化するまで忘れ去られていた」とアメリカ物理学会は述べている。^[3]

ミッシェルは自分用に望遠鏡を製作した。そのうちの1つ、焦点距離10フィート、口径30インチの反射望遠鏡は、ミッシェルの死後、著名な天文学者ウィリアム・ハーシェルに買われた。2人は多くの共通の興味を持ち、少なくとも2回手紙を交換したが、実際に会ったことを示す記録は1つしかない。ハーシェルは1792年にこの地域を訪れた際にミッシェルの望遠鏡を訪ねて見たと記録している。ミッシェルはすでに体が弱く、望遠鏡は壊れていた。ハーシェルは翌年、30ポンドでこの望遠鏡を購入した。^[19]

ミッシェルはまた、測量に関する論文も執筆しており、伝記作家はそれを理論的に「優雅」と評している。ミッシェルは王立協会の会員に選出された。彼は1751年に、後に彼のパトロンとなるジョージ・サヴィル卿の客として初めて王立協会の会合に招かれた。その後、彼はケンブリッジ在学中に「年に1～4回」会合に出席した。地震の原因に関する彼の論文は、1760年2月28日から協会で発表され、サヴィル卿と他の会員はミッシェルを協会に招待するよう推薦した。彼は1760年6月12日に会員に選出された。

ミッシェルは地震学の研究に続いて天文学の研究も進め、1767年に研究結果を発表した後は王立協会の天文学委員会に所属した。^{[4] [ページが必要]}

最近では、ミッシェルは1784年に出版された、重力が光に与える影響に関するキャベンディッシュへの手紙で知られるようになった。この論文は1970年代に再発見され、20世紀の革新と考えられていたいくつかの天文学的アイデアを予見していたことが今では認識されている。ミッシェルは現在、光が逃げるのを妨げるほど重い天体の事例を研究した最初の人物であるとされている（脱出速度の概念は当時よく知られていた）。そのような天体は暗黒星と呼ばれることが多く、直接見ることはできないが、連星系の一部であれば伴星の動きによって特定できる。光が物質の粒子のように振舞うと仮定した場合の古典的な脱出最小半径は、数値的には一般相対性理論におけるシュバルツシルト半径に等しい。ミッシェルはまた、プリズムを使って現在重力赤方偏移として知られているもの、つまり源の表面重力による星の光の重力による弱まりを測定することを提案した。ミッシェルは、これらのアイデアのいくつかは当時技術的に実用的ではなかったことを認めたが、将来の世代に役立つことを期待していると書いた。ミッシェルの論文がほぼ 2 世紀後に再発見されたときには、これらのアイデアは他の人によって再発明されていた。

ミッシェルは「信仰心の広い人物」であった。^{[4] [要ページ]}同時代の人物は彼を「背が低く、肌の色が黒く、太った人物」と評し、「非常に独創的な人物であり、優れた哲学者と評価されていた」としている。ソーンヒルにいた間、彼はベンジャミン・フランクリン、ジョセフ・プリーストリー、ヤン・インゲンハウス、ヘンリー・キャベンディッシュ（水素の発見者）などの訪問者を迎えた。^[3]ミッシェルは1767年にフランクリンに宛てた手紙の中で、ソーンヒルへの最初の訪問について「私が移住するつもりだと言った場所」と記している。^[20]

プリーストリーは、しばらくの間、近くのバーストールに住んでいました。プリーストリーとインゲンハウスが初めて会ったのは、教会の向かいにあるミッシェルの牧師館でした。同じ会合で、ジョン・スミートンはベンジャミン・フランクリンに紹介され、2人は一緒に、スミートンがちょうど建設を終えたばかりの運河を見学しました。^{[引用が必要]ミッシェルは、スミートンが}エディストーン灯台に関する本を改訂するのを手伝いました。^{[引用が必要]}

ミッシェルの最初の妻はサラ・ウィリアムソン（1727-1765）で、ルーク・ウィリアムソンと「かなりの財産を持つ若い女性」サットン・ホームズの娘だった。ミッシェルは1764年にサラと結婚したが、残念ながら1年後の1765年に亡くなった。^{[6] [要ページ]} 1773年2月13日、ノッティンガムシャーのニューアークで、ミッシェルはマシューとノッティンガムシャーのアン・ブレックノックの娘であるアン・ブレックノック（1736-1805）と結婚した。^{[4] [要ページ]} 2人の間にはメアリーという1人の子供がおり、メアリーはリーズのサー・トーマス・タートンと結婚した。サー・トーマス・タートンはバークシャーのキングストン・ライルのウィリアム・タートン氏とハートフォードシャーのジェーン・クラークの息子だった。^[21]

ミシェルの弟ギルバートはロンドンの商人で、後にミシェルとともにソーンヒルに住み、そこで兄弟2人は地元の不動産業に携わり、ヨークシャー西部のライディングで多くの不動産を購入した。^{[4] [ページが必要]}

ミッシェルは、ラッセル・マコーマック著『世界を測る：ソーンヒルのジョン・ミッシェル牧師』 （2012年）の主題となっている。 ^[22]

• 1760 年 1 月のケンブリッジにおける彗星の観測、哲学論文集(1760)
• 地震の原因と現象に関する考察、同上（1760）
• 測量のためのハドレーの四分儀の推奨、同上（1765年）
• 赤道緯線上で経度を測定する方法の提案、同上 (1766)
• 恒星の推定視差と等級に関する調査、同書（1767年）
• 恒星の瞬きについて、同書（1767年）
• ミッシェル、ジョン (1783 年 11 月 27 日)、「恒星の光速の減少の結果として恒星の距離、等級などを発見する方法について。恒星のいずれかでそのような減少が起こっていることが判明した場合、また、その目的のためにさらに必要となるようなその他のデータを観測から取得する方法について。ジョン ミッシェル牧師、BDFRS、ヘンリー キャベンディッシュ氏 (FRS および AS) への手紙」、ロンドン王立協会哲学論文集、74、王立協会: 35–57、Bibcode :1784RSPT...74...35M、doi : 10.1098/rstl.1784.0008、ISSN  0080-4614、JSTOR  106576

• アイゼンシュテット、ジャン (1991)。 「ニュートンニアンの照明と伝播による重力の影響。ノワールの考古学」。精密科学の歴史のアーカイブ。42 (4): 315–386。Bibcode :1991AHES...42..315E。土井：10.1007/bf00375157。S2CID  121763556。
• アイゼンシュテット、ジャン、アヴァン・アインシュタイン相対性理論、ルミエール、重力、パリ: セウユ (2005)
• ギボンズ、ゲイリー。「ブラックホールを発明した男 [彼の研究は 2 世紀を経て暗闇から姿を現す]」(PDF)。ニューサイエンティスト: 1101。
• ハーディン、クライド R (1966)。「ジョン・ミッシェル牧師の科学的研究」。Annals of Science。22 : 27–47。doi : 10.1080 /00033796600203015。
• Christa JungnickelとRussell McCormmach 著、『Cavendish』、American Philosophical Society、フィラデルフィア、1996 年、ISBN 0-87169-220-1。 
• マコーマック、ラッセル (1968)。「ジョン・ミッシェルとヘンリー・キャベンディッシュ：星の重さを量る」。英国科学史ジャーナル。4 (2): 126–155。Bibcode : 1968BrJHS ...4..126M。doi :10.1017/s0007087400003459。S2CID 144701609  。
• シャッファー、サイモン(1979)。「ジョン・ミッシェルとブラックホール」。天文学史ジャーナル。10 :42-43。Bibcode :1979JHA.... 10 ...42S。doi : 10.1177 /002182867901000104。S2CID 123958527  。
•  この記事には、現在パブリック ドメインとなっている出版物のテキストが組み込まれています: ヒュー・チザム編 (1911)。「ジョン・ミシェル」。ブリタニカ百科事典。第 18 巻 (第 11 版)。ケンブリッジ大学出版局。370 ～ 371 ページ。
• 「ジョン・ミッシェル牧師」、ファミリーサーチ

ウィキソースにはジョン・ミッシェルに関する原著作品があります。

• アラン・エリス、「ブラックホール - パート 1 - 歴史」、エディンバラ天文学会誌、39、(1999)。ミシェルのブラックホール理論の説明
• 「牧師館の謎：ジョン・ミッシェルに光」リチャード・クロスリー著、ウェイバックマシンより（2008年10月31日アーカイブ）
• ジョン・ミッシェルの伝記、ノーマン・K・グレンデニング著『宇宙における我々の場所』より
• BBC：「1783年にブラックホールを予言した忘れられた司祭」
• インターネット アーカイブにあるジョン ミッシェルの著作またはジョン ミッシェルに関する作品