biografi
Christian Dopplers familj var stenhuggare som hade ett framgångsrikt företag i Salzburg, Österrike från 1674. Den blomstrande verksamheten ledde till byggandet av ett fint hus i Hannibal Platz i Salzburg, nära floden. Christian Doppler föddes i detta familjehus och naturligtvis skulle familjetraditionen ha fått honom att växa upp för att ta över stenhuggarens verksamhet. Men hans hälsa var aldrig så bra och han var ganska svag så att han inte kunde följa i familjetraditionen.
Doppler gick på grundskolan i Salzburg och gick sedan på gymnasiet i Linz. Hans föräldrar var osäkra på hans akademiska potential och konsulterade professorn i matematik vid Salzburg Lyceum som rekommenderade att Doppler skulle studera matematik vid Wien Polytechnic Institute. Polytechnic Institute grundades först 1815, så det var fortfarande en ny anläggning när Doppler började sina studier där 1822. Han utmärkte sig i sina matematiska och andra studier och tog examen 1825. Därefter återvände han till Salzburg, deltog i filosofiföreläsningar vid Salzburg Lyceum och gick sedan till Universitetet i Wien där han studerade högre matematik, mekanik och astronomi.
i slutet av sina studier vid universitetet i Wien 1829 utsågs Doppler till assistent till professorn i högre matematik och mekanik vid universitetet, Professor A Burg. Han publicerade fyra matematikpapper under sina fyra år som Burgs assistent, hans första var ett bidrag till teorin om paralleller. Denna assistent var bara en tillfällig tjänst och Doppler, ganska äldre än de flesta andra, började söka en permanent tjänst vid 30 års ålder. I Seidlerova förklarar hur ansökningar fungerade på den tiden i Österrike: –
från 1825 alla lediga professurer vid österrikiska universitet och yrkeshögskolor fylldes av offentlig konkurrens. Det innebar faktiskt antagningsprov, där frågorna bestämdes … Sökandena på olika skolor i monarkin var tvungna att svara dem i skriftlig form, vilket kan ta upp till tolv timmar. En del av undersökningen var också en kort provföreläsning om ett godtyckligt ämne framför den utsedda kommissionen. De förseglade svaren, tillsammans med en utvärdering av föreläsningen, skickades sedan till skolan där tävlingen hade tillkännagivits.
de slutliga besluten fattades av kommissionen i Wien men sökandena valdes endast ut på sin undervisningsförmåga, alla tecken på högre kunskapsnivåer skulle behandlas som att tala mot kandidaten. Doppler överlämnade sig till ett antal av dessa tävlingar, både för skol-och universitetsplatser. Han ansökte till skolor i Linz, Salzburg, Gorizia och Ljubljana och för ordförande för högre matematik vid Wien Polytechnic och den 23 mars 1833 för professor i aritmetik, algebra, teoretisk geometri och redovisning vid teknisk Gymnasium i Prag.
medan detta pågick var Doppler tvungen att tjäna sitt liv och han tillbringade 18 månader som bokhållare på en bomullsspinnfabrik. Detta var en period av sorg och stora svårigheter för Doppler och det är inte förvånande att han bestämde sig för att ge upp den ojämlika kampen och emigrera till Amerika. Han började sälja sina ägodelar och besökte den amerikanska konsulen i Munich för att göra nödvändiga arrangemang. Men när han var nära att fatta det slutliga beslutet fick han ett erbjudande om tjänsten vid teknisk Gymnasium i Prag. Det hade tagit lång tid för utnämningsprocessen att nå sin slutsats och Doppler tillträdde sin tjänst i mars 1835, nästan exakt två år efter att ha deltagit i tävlingen.
Doppler var ambitiös och undervisning i elementär matematik vid teknisk skola var inte mycket till hans tycke. Han försökte för en tjänst som professor i högre matematik vid Polytechnic i Prag men utan framgång. Under 1836-38 kunde han dock undervisa i högre matematik fyra timmar i veckan vid Yrkeshögskolan. Detta medförde extra pengar som han verkligen behövde sedan han gifte sig 1836.
Doppler fick dock en ny chans till en tjänst vid yrkeshögskolan, och i slutet av 1837 blev professuren i praktisk geometri och elementär matematik ledig. Doppler antog postens uppgifter men saker var inte så enkla. Trots att han utförde uppgifterna hölls en tävling om tjänsten den 3 oktober 1839. Doppler behövde inte delta i tävlingen men skadades av det faktum att det hölls alls. Han utsågs formellt till tjänsten i mars 1841.
Doppler hade inte lätt att undervisa vid Polytechnic. Seidlerova skriver i: –
undersökningarna var mycket stressande. Villkoren för både muntliga och skriftliga tentor måste rapporteras i förväg till Land Committee som också nominerade examinationskommissionären. Till exempel, i januari och februari 1843 var Doppler tvungen att undersöka 256 studenter på 17 dagar, både skriftligt och muntligt, i aritmetik och algebra. Undersökningarna tog minst sex timmar dagligen. Samma antal studenter satt för tentamen i” teoretisk geometri ” i juni och juli samma år i en tolvdagarsexamen. Dessutom i juli och augusti var det nödvändigt att undersöka 145 studenter i geodesi på åtta dagar. … I juli 1847 undersökte Doppler muntligt 526 studenter i matematik och 289 i geodesi.
av 1844 Dopplers hälsa, alltid mindre än bra, misslyckades under belastningen. Han var tvungen att ge upp undervisningen och begärde sjukskrivning. Han hade stöd från Bolzano som skrev: –
det är svårt att tro hur fruktbart ett geni Österrike har i den här mannen. Jag har skrivit till … många människor som kan rädda Doppler för vetenskap och inte låta honom dö under oket. Tyvärr är jag rädd för det värsta.
situationen förvärrades av Dopplers studenter som klagade på att han var för hård i sin undersökning. Doppler undersöktes och tillrättavisades medan eleverna fick återta sina undersökningar. Doppler ansåg sig vara helt oskyldig och krävde att reprimand skulle dras tillbaka. Så småningom drogs tillrättavisningen motvilligt tillbaka i slutet av 1844 men Doppler var inte tillräckligt bra för att återvända till sina uppgifter förrän 1846.
med en så svår tid i Prag är det ingen överraskning att Doppler ville flytta och han erbjöds professuren i matematik, fysik och mekanik vid Akademin för gruvor och skogar i Banska Stiavnica. Stoll skriver: –
när Doppler lämnade Prag för Banska Stiavnica misstänkte han inte att hans vistelse i denna stad skulle vara så kort. Det stormiga året 1848 skakade alla delar av monarkin och revolutionen bröt ut i Prag, Wien och Budapest. På grund av politisk oro blev situationen i Banska Stiavnica komplicerad och Doppler sökte återigen tillflykt.
han var nu en siffra av viss betydelse så ett drag kunde nu göras med mindre svårigheter. Han utsågs till Wien Polytechnic, sedan den 17 januari 1850 utsågs han till den första direktören för det nya institutet för fysik vid Wiens universitet. Doppler hade nått höjdpunkten i sin karriär.
vilka egenskaper hade burit Doppler genom kamp hans tidiga erfarenheter till denna viktiga position? Det var inte, det verkar, hans stora matematiska förmågor, för trots sin karriär som matematiker han var alltid brist på den översta nivån när det kom till matematisk forskning. I själva verket hans grepp om matematik kan ha varit ännu mindre bra än detta för han skrev en elementär text aritmetik och algebra publicerad i Prag 1843. Seidlerova, som beskriver detta arbete i skrivningar:-
Dopplers förklaringar genomfördes på ett mycket olyckligt sätt och visade att han i de grundläggande frågorna om matematik famlade mer än sina framstående samtida.
men trots detta hade Doppler geni inom sig. Det var ett geni som Bolzano såg från första början. Bolzano granskade det första papperet som Doppler överlämnade till Royal Bohemian Society of Sciences 1837. Efter att ha rekommenderat Dopplers papper om tillämpad analys för publicering kommenterade Bolzano om Doppler själv. Daterad Prag 25 September 1839, läser rapporten :-
Doppler har redan visat sina mycket lovande förmågor för det vetenskapliga samfundet genom sina många publicerade verk inom matematik och fysik. Förväntningarna från hans hittills publicerade verk skulle föröka sig när man går in i personlig bekantskap med honom. Du slås inte bara av hur många mycket intressanta och fruktbara tankar på många kunskapsområden som en så ung forskare kan producera, utan du övertygar dig också med största glädje att denna exceptionella andliga kraft kombinerar med en älskvärd karaktär, äkta opåverkad beslutsamhet och med den rena kärleken till vetenskap och sanning …
så Bolzano, själv en stor matematisk innovatör, kunde se geniet i Doppler. Men inte alla kunde se det. Kulik, som var professor i matematik vid Charles University of Prague medan Doppler arbetade vid Polytechnic, :-
… hade inte mycket förståelse för Dopplers originalitet eller hans intuitiva sätt att tänka.
Bolzano flyttade till Prag 1842 och blev sekreterare för den matematiska delen av Royal Bohemian Society of Sciences. Han var då i närmare kontakt med Doppler och Bolzano skrev 1844: –
Professor Doppler under flera veckor har upphetsat mig med sina tankar, den ena mer lysande än den andra. Jag måste tänka på dem dag och natt.
men två år innan Bolzano skrev detta hade Doppler presenterat sin mest berömda lysande IDE för Royal Bohemian Society. Den 25 maj 1842 presenterade Doppler tidningen om det färgade ljuset från dubbelstjärnorna och vissa andra stjärnor på himlen. Protokollet från mötet rapporterade om Dopplers föreläsning: –
Mr Doppler talade om ett underbart fenomen av dubbelstjärnornas färgade ljus och några andra stjärnor i himlen. Han sökte förklaringen av detta slående fenomen för att formulera en ny allmän teori, som i sig inkluderade Bradleys teori som en integrerad del.
papperet presenterade för första gången Doppler-principen som relaterar frekvensen av en källa till dess hastighet i förhållande till en observatör. Doppler härledde principen i några få linjer som behandlade både ljus och ljud som längsgående vågor i etern respektive materien. Doppler var felaktig när det gäller ljus som en longitudinell våg. I själva verket hade Fresnel redan publicerat sin teori om att ljus var en tvärgående våg, men även om Doppler hade läst Fresnels arbete accepterade han det inte. Men felet påverkar inte riktigt resultatet av Dopplers princip. Doppler hade också fel när han försökte illustrera sin teori med en tillämpning på färgerna på dubbla stjärnor. Även om Doppler var korrekt när han sa att hans princip skulle ändra färgerna på dubbla stjärnor, beroende på vilken stjärna som närmade sig eller avtog från jorden, är effekten för liten för att vara signifikant.
Doppler gör emellertid en anmärkningsvärd förutsägelse i sitt papper:-
det är nästan att accepteras med säkerhet att detta inom en inte alltför avlägsen framtid kommer att erbjuda astronomer ett välkommet sätt att bestämma rörelserna och avstånden hos sådana stjärnor som på grund av deras omätbara avstånd från oss och den därmed lilla parallaktiska vinklarna fram till detta ögonblick knappast presenterade hoppet om sådana mätningar och bestämningar.
även om färgförändringar var omöjliga att observera med tidens instrument, var situationen med ljud ganska annorlunda. Redan 1845 utfördes experiment med musiker på järnvägståg som spelade instrument och andra utbildade musiker som skrev ner den uppenbara anteckningen när tåget närmade sig dem och drog sig tillbaka från dem. 1846 publicerade Doppler en bättre version av sin princip där han betraktade både källans rörelse och observatörens rörelse.
inte alla var naturligtvis omedelbart övertygade av Dopplers teori. Hans mest kraftfulla motståndare var Petzval, vid denna tid professor i matematik vid universitetet i Wien. Deras tvist baserades på ett missförstånd, på något sätt var båda korrekta men de kunde inte se att de argumenterade om olika saker.
inget annat arbete av Doppler kom någonstans nära att matcha vikten av hans publikationer om Doppler-principen. Han publicerade om elektricitet och magnetism, variationen av magnetisk deklination med tiden samt flera publikationer om optik och astronomiska ämnen. Hans sinne skulle ständigt komma med nya tankar och så leddes han att uppfinna många instrument, särskilt optiska instrument, och förbättra befintliga. De flesta av hans tankar är ganska revolutionerande, han var verkligen en mycket original tänkare, men på den negativa sidan skulle de flesta bara inte fungera i praktiken. Men man kan ofta se bakterien till någon viktig framtida upptäckt där, även om tanken som presenteras av Doppler i grunden är felaktig.
Doppler hade vissa svårigheter att bli medlem i Royal Bohemian Society trots mycket starkt stöd från Bolzano och hans goda relationer med samhället. 1837, när han granskade det första papperet som Doppler överlämnade till samhället, begärde Bolzano i sin rapport att Doppler skulle väljas till samhället. Detta åtgärdades inte, men året därpå föreslogs Doppler igen och valdes inte i en omröstning.
den 28 juni 1840 valdes Doppler till associerad medlem i Royal Bohemian Society efter en nära omröstning om 7 för och 5 emot. Det verkar som om han efter sin tidning från 1842 fick mer fördel för att han valdes till en vanlig medlem av samhället den 5 November 1843 med 9 röster till hans fördel och bara en emot. År 1847 valdes han till biträdande sekreterare för samhället och blev en av ledarna för samhället som visade, enligt Bolzanos ord :-
… ren kärlek till vetenskap och sanning som stiger högt över den trånga partiandan såväl som inbilsk oflexibilitet.
andra utmärkelser som kom Dopplers väg 1848 var val till ordinarie medlemskap i Imperial Academy of Sciences i Wien och en hedersdoktor från Universitetet i Prag.
Dopplers tid som den första direktören för Institutet för fysik vid Wiens universitet var kort. Han utsågs genom kejserligt dekret den 17 januari 1850. Hans hälsa fortsatte att försämras med svåra bröstproblem och i November 1852 reste han till Venedig i hopp om att det varmare klimatet skulle ge viss förbättring. Det var dock inte så, och i mars 1853 var det tydligt att han sjönk snabbt. Dopplers fru, som hade gett honom starkt stöd under hela deras äktenskap, hade stannat kvar i Wien med sina tre söner och två döttrar i väntan på hans återkomst, men när hon insåg att hans slut var nära gjorde hon resan till Venedig och var med Doppler när han dog.