Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Джон Генри Пратт (4 июня 1809 – 28 декабря 1871) – британский священник, астроном и математик. Будучи членом кембриджского тайного общества «Апостолы», он поступил на службу в Британскую Ост-Индскую компанию в 1838 году в качестве капеллана, а затем стал архидьяконом Калькутты. Несмотря на то, что он был кандидатом на должность епископа Калькутты, решение было отменено в последний момент, и на этот пост был назначен Джордж Коттон. Пратт был талантливым математиком, занимавшимся проблемами геодезии и наук о Земле. К нему обратился генеральный геодезист Индии с просьбой изучить ошибки в результатах геодезических съемок, вызванные притяжением отвеса к массе Гималайских гор. Это привело его к разработке теории, основанной на представлении о Земле как о жидкости в состоянии равновесия коры, которая стала основой принципа изостазии. Он умер в Индии от холеры во время поездки в Газипур.
John Henry Pratt FRS (4 June 1809 – 28 December 1871) was a British clergyman, astronomer and mathematician. A Cambridge Apostle, he joined the British East India Company in 1838 as a chaplain and later became Archdeacon of Calcutta. Although nominated as Bishop of Calcutta, the decision was rescinded at the last moment with George Cotton being appointed to the position. A gifted mathematician who worked on problems of geodesy and earth science, he was approached by the Surveyor General of India to examine the errors in surveys resulting from the attraction of the plumb line to the mass of the Himalayan mountains. This led him to develop a theory based on a fluid earth of crustal balance which became the basis for the isostasy principle. He died in India of cholera while on a visit to Ghazipur.
Биография
Пратт был вторым сыном Джозии Пратта и Элизабет, урожденной Джоуэтт. Его точная дата рождения является предметом споров, и считается, что он родился в Лондоне, поскольку был крещен 30 июня 1809 года в церкви Святой Марии Вулнот. Первоначальное образование он получил в школе Оукхэм под руководством доктора Донкастера. Затем он поступил в колледж Каюс при Кембриджском университете и был учеником Уильяма Хопкинса. Он окончил бакалавриат (B.A.), став третьим в списке (после Александра Эллиса и Джозефа Боустеда) на математическом трипосе в 1833 году, был избран членом коллегии и получил степень магистра в 1836 году. Некоторое время он оставался в Кембридже, давая частные уроки. Одним из его учеников был Харви Гудвин, впоследствии епископ Карлайльский. Находясь в Кембридже, он написал книгу «Математические принципы механической философии» (1836, второе издание 1845), в которой описал математические применения в гравитационной физике. В 1838 году Пратт был назначен капелланом Ост-Индской компании благодаря влиянию своего отца на епископа Дэниела Уилсона. Он стал домашним капелланом Уилсона, а в 1850 году был назначен архидиаконом Калькутты. Досуг, предоставляемый ему во время службы в Индии, позволял ему заниматься математикой, хотя он отмечал, что работать в одиночестве было трудно, что приводило к продолжительной переписке в журналах ученых обществ Великобритании. После смерти епископа Уилсона в 1858 году он был выдвинут на должность епископа. Его кандидатура была одобрена при влиянии лорда Шафтсбери на лорда Палмерстона, но вскоре после восстания 1857 года было решено, что не следует назначать человека, известного своей миссионерской деятельностью. Вместо него был выбран епископ Коттон. Они высоко ценили друг друга. В 1864 году государственный секретарь по делам Индии издал указ о выходе капелланов в отставку после двадцати пяти лет службы (ранее срок не был ограничен). Для Пратта было сделано исключение, и его служба была продлена с октября 1867 года по март 1869 года по ходатайству епископа Коттона. Когда Пратт захотел уйти в отставку в 1869 году, государственный секретарь продлил его службу до октября 1872 года. После смерти епископа Коттона в 1866 году Пратт учредил Фонд пожертвований для школ в холмах, чтобы поддержать план епископа Коттона по созданию школ в благоприятном климате гор для детей бедных английских жителей Индии, которые не могли позволить себе образование в Англии. 6 марта 1854 года Пратт женился на Ханне Марии Браун, дочери Джорджа Фрэнсиса Брауна, государственного служащего в Бенгалии, в Бхагалпуре. В 1866 году он был избран членом Королевского общества.
Pratt was the second son of Josiah Pratt and Elizabeth née Jowett. His exact date of birth is debated and it is thought that he was born in London as he was baptised on 30 June 1809 at St Mary Woolnoth. His early schooling was at Oakham School under the tutelage of Dr Doncaster. He then went to Caius College, Cambridge and was a student of William Hopkins. He graduated B. A., third wrangler (after Alexander Ellice and Joseph Bowstead) in the Mathematical Tripos 1833, was elected to a fellowship, and proceeded M. A. in 1836. For a while he stayed at Cambridge and gave private tuitions. One of his students was Harvey Goodwin, later Bishop of Carlisle. While at Cambridge he wrote a book called Mathematical Principles of Mechanical Philosophy (1836, second edition 1845) which described mathematical applications in gravitational physics. Pratt was appointed a chaplain of the East India Company through his father's influence on Bishop Daniel Wilson in 1838. He became Wilson's domestic chaplain, and in 1850 was appointed Archdeacon of Calcutta. The leisure allowed during his position in India allowed him to pursue mathematics although he noted that it was difficult to work alone and led to long exchanges in the journals of learned societies in Britain. When Bishop Wilson died in 1858, he was nominated for the position of Bishop. He was approved with the influence of Lord Shaftesbury on Lord Palmerston but it was shortly after decided in the wake of the 1857 uprising that no appointee known for missionary work should be appointed. The chosen appointee was instead Bishop Cotton. They held each other in high esteem. In 1864 an order was passed by the Secretary of State in India to retire chaplains after twenty five years (earlier unlimited). An exception was made for Pratt and he was extended from October 1867 to March 1869 based on pleas from Bishop Cotton. When Pratt wished to resign in 1869, the Secretary of State extended his service to October 1872. After the death of Bishop Cotton in 1866, Pratt started a Hill Schools' Nomination Endowment Fund to help support Bishop Cotton's scheme of starting schools in the pleasant climate of the hills for the benefit of the children of poorer English residents in India who could not afford an education in England. Pratt married Hannah Maria Brown, daughter of George Francis Brown, a Bengal Civil Servant, at Bhagalpur on 6 March 1854. He was elected Fellow of the Royal Society in 1866.
Работы
Пратт был автором «Математических принципов механической философии» (1836), впоследствии расширенной и переименованной в «О притяжениях, функциях Лапласа и фигуре Земли» (1860, 1861 и 1865). Окончательное издание представляет собой трактат объемом около 162 страниц. Основная цель работы – ответить на вопрос, приобрела ли Земля свою нынешнюю форму, изначально находясь в жидком состоянии. Книга состоит из двух частей: первая берет за основу закон всемирного тяготения Ньютона, вычисляет результирующую силу, действующую в точке от общей массы, в формах от сферы до сфероида и далее – до неправильной массы, состоящей из почти сферических слоев, все более и более приближающихся к форме Земли. Вторая часть посвящена вычислению формы Земли, исходя сначала из гипотезы о ее жидком состоянии, а затем – из геодезических принципов. Часть его работ была дословно использована Исааком Тодхантером в его «Трактате об аналитической статике» (1853). Даже во время путешествия в Индию в 1838 году на борту герцога Букклеха он проводил эксперименты по изучению океанических течений и измерял температуру на разных глубинах. В Индии к Пратту обратился Эндрю Скотт Во, Генеральный геодезист Индии, сменивший Джорджа Эвереста, с просьбой изучить гравитационную аномалию, вызванную Гималаями, влияющую на отвес и приводящую к ошибкам в Великой тригонометрической съемке. Пратт оценил отклонение отвеса, которое можно было бы ожидать от массы гор (основываясь на плотности, оцененной в 1772 году на горе Шиаллион в Шотландии), но наблюдаемые отклонения оказались значительно меньше. Он выдвинул теорию о том, что плотность гор меньше плотности лежащей в основе породы. Также было замечено, что отклонения отвеса были больше у подножия гор и уменьшались по мере удаления от них. Джордж Эйри предположил, что корни гор уходят глубоко в землю, сравнив это с кучей бревен в воде и указав, что чем выше бревно выступает над водой, тем большая его часть должна быть погружена. Пратт, напротив, предположил, что под горами ниже уровня моря плотность меньше (что впоследствии было уточнено и получило название глубины компенсации), и что это компенсируется массой над уровнем моря. Объяснение Пратта предполагает изменение плотности, в то время как Эйри предполагает постоянную плотность коры. Пратт нашел изъян в идее Эйри, поскольку она предполагала более тонкую кору (10 миль), чем та, которую оценил Уильям Хопкинс (800–1000 миль), а также то, что кора легче. Пратт утверждал, что кора охлаждается из твердого ядра и, следовательно, должна быть плотнее. Эйри не защищал свою точку зрения, но Сэмюэл Хогтон использовал дебаты, чтобы заявить, что математика – бесполезный инструмент для спекуляций. Пратт предположил, что кора будет опускаться в более холодных частях мира, и предположил, что отклонение отвеса вызвано аномально высокой плотностью в океанах к югу от Гималаев. Пратт также применил свои знания в области физики и математики к ряду задач в Индии, по которым обращались к нему инженеры. Он исследовал арки, физику, связанную с внезапным движением массы воды, например, во время наводнений на Инде в 1858 году и в приливе реки Хугли, и вычислил необходимое количество железа для консольных мостов. Пратт проявлял большой интерес к индуистской астрономии и поддержал перевод «Сиддханта Широмани», способствуя его публикации авторами Ланселотом Уилкинсоном и Пандитом Бапу Дева Шастри в 1863 году. В ответ на вопрос профессора Эдварда Байлса Коуэлла о том, как Х. Т. Колбрук определил возраст Вед, он провел вычисления, основанные на астрономических ссылках, обнаружил некоторые ошибки в работе Колбрука и предположил, что возраст Вед может быть около 1181 или 1229 года до нашей эры. Однако Пратт считал, что как индийская, так и арабская астрономия не смогли создать математическую или физическую основу, и что их единственным значительным достижением было ограничение прогнозированием затмений, и даже это он считал неточным. В 1849 году Пратт и его брат написали мемуары об отце. В 1856 году Пратт опубликовал книгу под названием «Писание и наука не противоречат друг другу», которая выдержала множество изданий; она была первоначально написана в ответ на утверждение математика Бедена Пауэлла (отца основателя скаутинга), что «вся геология противоречит Писанию», а затем продолжила опровергать другие научные теории, включая теорию эволюции, которые считались противоречащими Библии. В 1865 году он отредактировал рукопись своего отца «Эклектические заметки, или Заметки обсуждений по религиозным темам на собраниях Эклектического общества в Лондоне» за 1865–1814 годы. Он также опубликовал «Парафраз откровения святого Иоанна» (1862). В память о нем в Калькутте в 1876 году епископ Милман основал школу для девочек имени Пратта. Эта школа расположена на улице А. Дж. К. Бос Роуд в Калькутте и теперь известна как Мемориальная школа Пратта.
Pratt was the author of Mathematical Principles of Mechanical Philosophy (1836), subsequently expanded and renamed On Attractions, Laplace's Functions and the Figure of the Earth (1860, 1861, and 1865). The final edition is a treatise of some 162 pages. The fundamental goal of the text is to supply an answer to the question as to whether the earth acquired its present form from originally being in a fluid state. The book is organised in two parts, the first takes Newton's law of universal gravitation as starting point, calculates the resulting force exerted at a point by a total mass in forms ranging from sphere to spheroid and subsequently to an irregular mass consisting of nearly spherical layers approximating more and more to the case of the earth. The second part is concerned with calculating the shape of the earth based first on the hypothesis of it being a fluid and then on geodetic principles. Part of his work was extensively used verbatim by Isaac Todhunter in his Treatise on Analytical Statics (1853). Even as he travelled to India in 1838 aboard the Duke of Buccleuch he conducted experiments to examine currents in the ocean and measured temperatures at various depths. While in India, Pratt was approached by Andrew Scott Waugh, Surveyor General of India who had succeeded George Everest, to examine the gravitational anomaly caused by the Himalayas on the plumbline which resulted in errors in the Great Trigonometrical Survey. Pratt estimated the deviation of the plumbline that would be expected by the mass of the mountains (based on density estimated in 1772 at Mount Schiehallion in Scotland) but the observed deviations were much less. He propounded a theory that the density of the mountains was less than that of the underlying substrate. It was also noticed that the deviations of the plumbline were greater at the foot of the mountain and reduced as one moved away from the mountain. George Airy came up with the explanation that the roots of the mountain go deep into the earth. He compared it with a heap of logs in water and suggested that when a log juts higher above the water, a greater amount of it must be submerged. Pratt on the other hand suggested that there was a lower density under mountains below sea level (actually refined later and termed the depth of compensation) and that this is offset by the mass above sea level. Pratt's explanation assumes a variation in density whereas Airy assumes a constant crustal density. Pratt found fault with Airy's idea as it assumed a thinner crust (10 miles) than that estimated by William Hopkins (800 to 1000 miles) and also that the crust is lighter. Pratt said that the crust cools from the solid interior and should therefore be denser. Airy did not defend his view but Samuel Haughton used the debate to claim that mathematics was a useless tool for speculation. Pratt suggested that the crust would be depressed in the cooler parts of the world and suggested that the plumb deflection was caused by anomalous high density in the oceans south of the Himalayas. Pratt also applied his knowledge of physics and mathematics to a number of applications in India on which he was consulted by engineers. He examined arches, the physics involved in the sudden movement of a mass of water such as in the Indus floods of 1858 and in the bore of the Hooghly river, and computed the iron required for cantilever bridges. Pratt took a great interest in Hindu Astronomy and supported the translation of the Siddhānta Shiromani, aiding its publication by the authors Lancelot Wilkinson and Pandit Bapu Deva Sastri in 1863. In response to a question from Professor Edward Byles Cowell on how H. T. Colebrooke came up with an age for the Vedas, he worked out calculations based on astronomical references, finding some errors in Colebrooke and came up with the suggestion that it could be from either around 1181 or 1229 BC. Pratt however felt that both Indian and Arab astronomy had failed to build a mathematical or physical framework and that their only major achievement was limited to the prediction of eclipses and even these, he considered as imprecise. In 1849, Pratt and his brother wrote a memoir on their father. In 1856, Pratt published a book entitled Scripture and Science not at Variance, which went through numerous editions; it was first written to counter a statement by the mathematician Baden Powell (father of the scouting pioneer) that "all geology is contrary to Scripture", and then went on to counter other scientific theories including that of Evolution that were thought to conflict with the Bible. In 1865 he edited his father's manuscript Eclectic Notes, or Notes of Discussion on Religious Topics at the Meetings of the Eclectic Society, London, during the years 1798–1814. He also published a Paraphrase of the revelation of Saint John (1862). A Pratt School for Girls was founded in his memory in Calcutta in 1876 by Bishop Milman. This school is located on A. J. C. Bose Road, Kolkata, and is now known as the Pratt Memorial School.