观察在某种意义上是一门艺术，必须通过学习掌握。
Frederick William Hersche是一位德国出生的英国天文学家和音乐作曲家。他经常与他的妹妹兼天文学家Caroline Lucretia Herschel（1750–1848）进行合作。William Herschel出生于Hanover选侯区，起初随父亲在Hanover军乐队服役，后于1757年在19岁时移居英国。
Herschel在1774年制造了他的第一台大型望远镜，随后花费了九年时间进行天空观测以研究双星。Herschel在1802年发表了包含2,500个天体的星云星表，在1820年发表了包含5,000个天体的星表。Herschel望远镜的分辨能力揭示了许多在Messier星表中被称为星云的天体实际上是星团。1781年3月13日，在进行观测时，他在Gemini星座中发现了一个新的天体。经过数周的验证和与其他天文学家的协商，它被确认为一颗新行星，最终被命名为Uranus。这是自古代以来发现的第一颗行星，Herschel因此一夜成名。由于这一发现，George III任命他为宫廷天文学家。他被选为皇家学会会员，并获得了用于建造新望远镜的资金。
Herschel开创了天文分光光度法的应用，使用棱镜和温度测量设备来测量星光谱的波长分布。在这些研究过程中，Herschel发现了红外辐射。其他工作包括改进测定火星自转周期、发现火星极冰帽随季节变化、发现Uranus的卫星Titania和Oberon以及Saturn的卫星Enceladus和Mimas。Herschel在1816年被授予皇家Guelphic勋章爵位。1820年皇家天文学会成立时，他成为其首任主席。他于1822年8月去世，其工作由他的独生子John Herschel继续进行。
早年生活和音乐活动
Herschel出生于德国的Hanover选侯区，当时属于神圣罗马帝国，是Issak Herschel和其妻子Anna Ilse Moritzen的十个孩子之一，德国路德教派血统。他的祖先来自Saxony的Pirna。关于他们是来自Bohemia的新教徒的理论已被Hamel质疑，因为Herschel这个姓氏在该家族居住的同一地区早在一个世纪前就已出现。
Herschel的父亲是Hanover军乐队的双簧管演奏家。1755年，Wilhelm和他的兄弟Jakob作为双簧管演奏家所在的Hanoverian卫队团被命令前往英国。当时英国和Hanover的王冠在George II国王下统一。随着与法国战争威胁的日益临近，Hanoverian卫队被从英国召回以保卫Hanover。在Hastenbeck战役中战败后，Herschel的父亲Isaak在1757年末将他的两个儿子送到英国寻求避难。虽然他的哥哥Jakob已获得从Hanoverian卫队的解除，但Wilhelm被指控逃兵罪，后来在1782年获得George III的赦免。
当时19岁的Wilhelm是英语学习的快速学习者。在英国，他使用了他的名字的英文形式Frederick William Herschel。
除了双簧管外，他还演奏小提琴、羽管键琴，后来还演奏管风琴。他创作了众多音乐作品，包括24部交响曲和许多协奏曲，以及一些教堂音乐。他的六部交响曲在2002年4月由London Mozart Players在Matthias Bamert指挥下录制（Chandos 10048）。
1761年Herschel搬到了Sunderland，Charles Avison立即聘请他为Newcastle乐队的首席小提琴手和独奏家，他在那里演奏了一个赛季。在"Sunderland in the County of Durh: apprill 20th 1761"，他创作了《C小调第8号交响曲》。他从1760年到1761年担任Durham民兵乐队的首领。1760年他访问了位于Darlington附近Halnaby Hall的Sir Ralph Milbanke的住所，在那里他创作了两部交响曲，并自己进行了演出。离开Newcastle后，他搬到Leeds和Halifax，在现在的Halifax Minster的St John the Baptist教堂担任首任风琴手。
1766年，Herschel成为Bath的Octagon Chapel的风琴手，这是一座位于著名温泉城镇的时尚礼拜堂，他也在该城市担任公开音乐会导演。他在1766年被任命为风琴手，并在1767年1月1日举行了介绍音乐会。由于管风琴仍未完成，他通过演奏自己创作的作品来展示他的多才多艺，包括小提琴协奏曲、双簧管协奏曲和羽管键琴奏鸣曲。1767年10月4日，他在管风琴上为Octagon Chapel的正式开幕式演奏。
他的妹妹Caroline在1772年8月24日抵达英国，与William住在Bath的New King Street。他们共同的住所现在是Herschel天文学博物馆的所在地。Herschel的兄弟Dietrich、Alexander和Jakob（1734–1792）也以Bath音乐家的身份出现。1780年，Herschel被任命为Bath乐队导演，他的妹妹经常以女高音独奏家身份出现。
天文学
Herschel在1770年代的自然哲学阅读表明了他的个人兴趣，也暗示了一种社会和职业上向上流动的意图。他的位置很好，能够与十八世纪的"哲学绅士"或philomaths进行交往，这些人具有广泛的逻辑和实践品味。Herschel的智力好奇心和对音乐的兴趣最终导致他从事天文学。在阅读Robert Smith的《Harmonics, or the Philosophy of Musical Sounds》（1749）后，他开始研究Smith的《A Compleat System of Opticks》（1738），其中描述了望远镜制造技术。他还阅读了James Ferguson的《Astronomy explained upon Sir Isaac Newton's principles and made easy to those who have not studied mathematics》（1756）和William Emerson的《The elements of trigonometry》（1749）、《The elements of optics》（1768）和《The principles of mechanics》（1754）。
Herschel向一位当地的镜子制造商学习，获得了工具和一定程度的专业知识后，开始制造自己的反射望远镜。他每天花费长达16小时来磨磨和抛光speculum金属主镜。他依靠其他家庭成员的协助，特别是他的妹妹Caroline和他的兄弟Alexander，后者是一位熟练的机械工匠。
他在1773年5月"开始观察行星和恒星"，并在1774年3月1日开始了天文日记，记录了他对Saturn环和大Orion星云M42的观测。英国皇家天文学家Nevil Maskelyne访问了Herschels一家，他们在1777年9月29日离开了Walcot。到1779年，Herschel也与Sir William Watson相识，后者邀请他加入Bath哲学学会。Herschel成为了一个活跃的成员，通过Watson大大扩展了他的联系圈。
双星
Herschel早期的观测工作很快集中在搜索在视觉上非常接近的成对恒星上。当时的天文学家期望这些恒星的视觉分离和相对位置随时间的变化会提供恒星本身运动和通过平行位移来确定恒星与地球距离的证据。后者是Galileo Galilei首先建议的方法。从他位于Bath New King Street住所的后花园，使用自己制造的口径6.2英寸（160 mm）、焦距7英尺（2.1 m）、f/13的Newtonian望远镜"装配有最上等的speculum"，1779年10月，Herschel开始了在"天空中每一颗恒星"中系统地搜索这样的恒星，新发现列表一直延续到1792年。他很快发现了比预期更多的双星和多星系统，并在1782年和1784年提交给伦敦皇家学会的两份星表中仔细记录了它们的相对位置（1782年269个双星或多星系统，1784年434个系统）。第三份在1783年后的发现星表在1821年出版（145个系统）。
Rev. John Michell of Thornhill在1767年发表了关于双星分布的工作，在1783年发表了关于"暗星"（黑洞）的工作，这可能影响了Herschel。Michell在1793年去世后，Herschel从Michell的遗产中购买了一台长十英尺、30英寸反射望远镜。
1797年，Herschel重新测量了许多系统，并发现了它们相对位置的变化，这些变化不能归因于地球轨道引起的平行位移。他等到1802年才在《Catalogue of 500 new Nebulae, nebulous Stars, planetary Nebulae, and Clusters of Stars; with Remarks on the Construction of the Heavens》中宣布假设这两颗恒星可能是在相互引力吸引下运行的"二元恒星系统"，这一假设他在1803年的《Account of the Changes that have happened, during the last Twenty-five Years, in the relative Situation of Double-stars; with an Investigation of the Cause to which they are owing》中确认了。总之，Herschel发现了800多个经过确认的双星或多星系统，其中几乎所有都是物理对而非光学对。他的理论和观测工作为现代双星天文学奠定了基础；新的星表直到1820年之后由Friedrich Wilhelm Struve、James South和John Herschel发表。
Uranus
1781年3月，在搜索双星的过程中，Herschel注意到一个呈圆盘状的天体。Herschel最初认为这是一颗彗星或恒星圆盘，他相信他可能能够分辨它。他向皇家天文学家Nevil Maskelyne报告了这一发现。他进行了大量的后续观测，之后俄国学者Anders Lexell计算了轨道，发现它可能是行星。
Herschel同意，确定它必须是在Saturn轨道之外的行星。他将这颗新行星命名为"Georgian star"（Georgium sidus），以纪念George III国王，这也为他赢得了好感；但这个名称没有被沿用。在法国，为了尽可能避免提及英国国王，该行星被称为"Herschel"，直到"Uranus"这个名称被普遍采纳。同年，Herschel被授予Copley奖章并当选为皇家学会会员。1782年，他被任命为"国王的天文学家"（不要与皇家天文学家混淆）。
1782年8月1日，Herschel和他的妹妹Caroline搬到了当时属于Buckinghamshire现在属于Berkshire的Datchet。在那里他继续从事天文学家和望远镜制造商的工作。他以制造望远镜获得了国际声誉，有利可图地向英国和欧洲大陆的天文学家出售了60多架已完成的反射镜。
深空巡天观测
从1782年到1802年，最密集的时期从1783年到1790年，Herschel使用两台焦距20英尺（610 cm）、口径12英寸（30 cm）和18.7英寸（47 cm）的望远镜，结合他最喜欢的6英寸（口径）仪器进行了系统的深空或非恒星天体搜索。排除重复和"丢失"的条目，Herschel最终发现了2,400多个被他定义为星云的天体。当时，"星云"是任何视觉上分散的天文天体的通用术语，包括银河系外的星系，直到1924年Edwin Hubble确认星系是星系外系统。
Herschel以三份星表的形式发表了他的发现：《Catalogue of One Thousand New Nebulae and Clusters of Stars》（1786）、《Catalogue of a Second Thousand New Nebulae and Clusters of Stars》（1789）和之前提到的《Catalogue of 500 New Nebulae ...》（1802）。他将他的发现分为八个"类别"：I亮星云、II暗星云、III极暗星云、IV行星状星云、V非常大的星云、VI压缩致密的星团、VII压缩致密的小型和大型恒星星团、VIII粗散的恒星星团。Herschel的发现得到了Caroline Herschel（11个天体）和他的儿子John Herschel（1754个天体）发现的补充，并由John Herschel在1864年作为《General Catalogue of Nebulae and Clusters》发表。这份星表后来被John Dreyer编辑，补充了许多其他19世纪天文学家的发现，并在1888年作为《New General Catalogue》（简称NGC）发表，包含7,840个深空天体。NGC编号仍然是这些天体地标最常用的识别标签。
他发现了NGC 12、NGC 13、NGC 14、NGC 16、NGC 23、NGC 24（进行中的工作）。
与他的妹妹Caroline的工作
在他们父亲去世后，William建议Caroline加入他在Bath，英国。
