Пьер Франсуа Андре Мешен: Жизнь и научные достижения

Введение

Французский математик и астроном (1744–1804)

Пьер Франсуа Андре Мешэн (фр. Pierre François André Méchain; 16 августа 1744 – 20 сентября 1804) — французский астроном и геодезист, который вместе с Шарлем Мессье внес значительный вклад в раннее изучение объектов глубокого космоса и комет.

Жизнь

Пьер Мешайн родился в Лаоне, сын дизайнера потолков и штукатура Пьера Франсуа Мешайна и Мари-Маргариты Роз. Он проявил выдающиеся способности в математике и физике, но был вынужден прервать учёбу из-за нехватки средств. Однако его астрономические таланты заметил Жером Лаланд, для которого он стал другом и корректором второго издания его книги «Астрономия». Лаланд затем обеспечил ему должность помощника гидрографа в военно-морском депо карт и чертежей в Версале, где он работал в 1770-х годах, занимаясь гидрографическими работами и съёмкой береговой линии. В это время – примерно в 1774 году – он познакомился с Шарлем Мессье, и, по всей видимости, они подружились. В том же году он представил в Академию наук свою первую астрономическую работу – статью об оккультации Альдебарана Луной, оформив её в виде мемуара. В 1777 году Мешайн женился на Барбе Терезе Маржу, с которой он познакомился во время работы в Версале. У них родилось двое сыновей: Жером (1780 г. рождения) и Огюстен (1784 г. рождения), а также дочь. В 1782 году он был принят во Французскую академию наук и с 1785 по 1792 год был редактором журнала «Connaissance des Temps», в котором, среди прочего, впервые был опубликован список объектов Мессье. В 1789 году он был избран членом Королевского общества. Мешайн участвовал в англо-французской геодезической экспедиции (1784–1790 гг.) для тригонометрического измерения точного расстояния между Парижской обсерваторией и Королевской обсерваторией Гринвича. Этот проект был инициирован Сезаром Франсуа Кассини де Тюри, скончавшимся в 1784 году, а в 1787 году Мешайн посетил Дувр и Лондон вместе с сыном Кассини де Тюри, Домиником, графом де Кассини, и Адриеном Мари Лежандром для содействия его реализации. В Слау эти трое также посетили астронома Уильяма Гершеля, открывшего Уран в 1781 году. Используя свои навыки геодезиста, Мешайн после этого работал над картами Северной Италии и Германии, но его наиболее важной картографической работой была геодезическая: определение южной части дуги меридиана земной поверхности между Дюнкерком и Барселоной, начатая в 1791 году. Это измерение должно было стать основой для единицы длины метрической системы – метра. В ходе этого проекта он столкнулся с многочисленными трудностями, во многом связанными с последствиями Французской революции. Его арестовали по подозрению в том, что его инструменты являются оружием, после начала войны между Францией и Испанией он был интернирован в Барселоне, а его имущество в Париже было конфисковано во время террора. Он был освобожден из Испании и переехал в Италию, а затем вернулся домой в 1795 году. Особенно примечательным фактом в этом проекте было то, что Мешайн сомневался в точности своих измерений из-за аномальных результатов при проверке его широты астрономическими наблюдениями. В конечном итоге, расстояние от полюса до экватора, которое Мешайн и его коллега Жан Батист Жозеф Деламбр намеревались установить равным десяти миллионам метров (или десяти тысячам километров), было определено в конце XX века с помощью космических спутников в 10 002 290 метров. Эта небольшая ошибка в 2290 метров равна 1423 статутным милям; ошибка в таком большом измерении составляет 14½ дюймов на статутную милю. Это соответствует погрешности примерно в 0,23 миллиметра на каждый метр – чуть больше ширины одного человеческого волоса. Это расхождение иногда упоминается как «ошибка Мешейна», с предположением, что крошечное изменение длины меридиана (не обнаруженное почти двести лет) может быть связано с расчетами Мешейна. Однако анализ цифр Мешейна показывает, что он последовательно удерживал это расхождение очень незначительным, фактически заставляя свои отдельные измерения казаться более точными и последовательными, чем можно было бы разумно ожидать от обследования, включающего более ста измерений в основном пересечённой местности с использованием оборудования XVIII века; предполагаемая ошибка Мешейна не повлияла на окончательное значение длины метра и на измерение меридиана. С 1799 года он был директором Парижской обсерватории. Продолжающиеся сомнения в его измерениях дуги Дюнкерк-Барселона побудили его вернуться к этой работе. В 1804 году он вернулся в Испанию, где заразился жёлтой лихорадкой и умер в Кастельоне-де-ла-Плана.

Pierre Méchain was born in Laon, the son of the ceiling designer and plasterer Pierre François Méchain and Marie–Marguerite Roze. He displayed mental gifts in mathematics and physics but had to give up his studies for lack of money. However, his talents in astronomy were noticed by Jérôme Lalande, for whom he became a friend and proof reader of the second edition of his book "L'Astronomie". Lalande then secured a position for him as assistant hydrographer with the Naval Depot of Maps and Charts at Versailles, where he worked through the 1770s engaged in hydrographic work and coastline surveying. It was during this time—approximately 1774—that he met Charles Messier, and apparently, they became friends. In the same year, he also produced his first astronomical work, a paper on an occultation of Aldebaran by the Moon, and presented it as a memoir to the Academy of Sciences. In 1777, Méchain married Barbe Thérèse Marjou whom he knew from his work in Versailles. They had two sons: Jérôme, born 1780, and Augustin, born 1784, and one daughter. He was admitted to the French Académie des sciences in 1782, and was the editor of Connaissance des Temps from 1785 to 1792; this was the journal which, among other things, first published the list of Messier objects. In 1789 he was elected a Fellow of the Royal Society. Méchain participated in the Anglo French Survey (1784–1790) to measure by trigonometry the precise distance between the Paris Observatory and the Royal Greenwich Observatory. This project had been initiated by César François Cassini de Thury, who died in 1784, and in 1787 Méchain visited Dover and London with Cassini de Thury’s son Dominique, comte de Cassini and Adrien Marie Legendre to facilitate its progress. The three men also visited the astronomer William Herschel at Slough, who had discovered Uranus in 1781. With his surveying skills, Méchain worked on maps of Northern Italy and Germany after this, but his most important mapping work was geodetic: the determination of the southern part of the meridian arc of the Earth's surface between Dunkirk and Barcelona beginning in 1791. This measurement would become the basis of the metric system's unit of length, the meter. He encountered numerous difficulties on this project, largely stemming from the effects of the French Revolution. He was arrested after it was suspected his instruments were weapons, he was interned in Barcelona after war broke out between France and Spain, and his property in Paris was confiscated during The Terror. He was released from Spain to live in Italy, then returned home in 1795. A particularly intriguing fact about this project was that Méchain was uncertain of the precision of his measurements owing to anomalous results in verifying his latitude by astronomical observation. Ultimately, the distance from the pole to the equator, which Méchain and his associate Jean Baptiste Joseph Delambre had intended to be exactly ten million meters (or ten thousand kilometres), was determined in the late 20th century by space satellites to be 10,002,290 meters. This small error of 2,290 meters equals 1.423 statute miles; the error in such a large measurement amounts to 14½ inches per statute mile. It represents in each meter an error of approximately 0.23 millimetres – slightly more than the width of a single strand of human hair. This discrepancy is sometimes mentioned as "Méchain's error", with the suggestion that the tiny variation in the length of the meridian (not detected for nearly two hundred years) can be attributed to Méchain's calculations. But analysis of Méchain's figures reveals that Méchain consistently kept the discrepancy very tiny, essentially forcing his individual reported measurements to appear more precise and consistent than would be reasonably expected of a survey involving more than a hundred measurements of mostly rough country using 18th century equipment; Méchain's putative error did not affect the final value of the length of the meter nor the measurement of the meridian. From 1799, he was the director of the Paris Observatory. Continuing doubts about his measurements of the Dunkirk Barcelona arc led him to return to that work. This took him back to Spain in 1804, where he caught yellow fever and died in Castellón de la Plana.

Наследие

24 июня 2002 года астероид 21785 Мешайн был назван в его честь. Он был открыт Милошем Тихим в обсерватории Клет 21 сентября 1999 года и получил предварительное обозначение 1999 SS2.