Mary Somerville

Barndom

Mary Somerville ble født Mary Fairfax den 26. desember 1780 i Jedburgh i Skottland, i hjemmet til sin onkel og tante, Thomas og Martha Somerville. Foreldrene var Margaret og William George Fairfax, og hun var én av syv barn. Faren var viseadmiral i Den britiske marinen, og denne stillingen medførte at han var bortreist i lengre perioder, ofte i mange år av gangen. Da Somerville ble født, hadde moren akkurat vært i London sammen med ektemannen, som skulle utstasjoneres i Nord-Amerika. På veien tilbake rakk hun akkurat å komme til sin søster og hennes ektemann før fødselen, og etter fødselen ble hun syk, slik at Somerville først ble tatt vare på av sin tante, som senere også ble hennes svigermor.
Familien var ikke rik, men begge foreldrene var av det som ble regnet som «god familie». William Fairfax var sønn av offiseren Joseph Fairfax, og var blant annet i slekt med Fairfax-slektene i Yorkshire og Virginia. Moren var født Charters, og var William Fairfax' andre kone. Hun hadde slektskap med mange av de skotske slektene. Somerville selv var én av syv søsken fra dette ekteskapet; hun hadde også én halvsøster, og muligens også én eller to søsken som døde som spedbarn, fra farens første ekteskap. Av disse syv døde to som barn. Broren Samuel, født 1776, var fire år eldre, og broren William George, født 1784, fire år yngre. Lite er kjent om Somervilles søskens liv og virke.
Da hun ble bedre, dro moren med datteren tilbake til familiens hjem i Burntisland ved fjorden Firth of Forth, hvor Somerville vokste opp. Hun tilbrakte mye av barndommen alene; hun hadde ingen venner, hennes eldre bror ble sendt på internatskole og hennes yngre søsken var for små til å leke med. Familien hadde ikke råd til guvernante til henne; faren reiste mye, og moren ga Somerville stor frihet til å gjøre som hun ville. Hun tilbrakte mye tid utendørs, og satte selv pris på tiden utendørs. Spesielt likte hun å observere naturen rundt seg. Som barn fikk hun, som vanlig var for jenter i Skottland på denne tiden, lite formell utdannelse. Moren lærte henne opp i å drive en husholdning, samt sørget for at hun fikk kjennskap til grunnleggende katekisme, kunne lese Bibelen og fremsi bønnene sine. Utover dette så hun det ikke som nødvendig at Somerville skulle få videre utdannelse.
Da hun var 9 år gammel kom faren hjem fra sitt arbeid i Marinen, fant ut hvor lite utdannelse hun hadde fått og besluttet å sende henne på kostskole i Musselburgh. Etter å ha tilbrakt mesteparten av tiden sin utendørs, med stor frihet, var det vanskelig for henne å tilpasse seg et liv innendørs med konvensjonelle undervisningsmetoder. Hun mistrivdes på skolen, og etter ett år fikk hun lov til å reise hjem igjen. Her fortsatte hun å leve fritt, og tilbrakte fortsatt mye tid i naturen. Som 11-åring tok hun turer lenger hjemmefra, og tilbrakte mye tid på heiene og i strandområdene. Imidlertid hadde hun lært å skrive, enkel aritmetikk, samt grunnleggende fransk og grammatikk. Hun hadde også utviklet en sans for litteratur, og begynte å lese bøker fra farens bibliotek. Hun lærte seg selv nok latin til å forstå bøkene som var skrevet på dette språket.
Somervilles tante Janet observerte lesingen og snakket til moren om at dette var helt uakseptabelt for en jente. Isteden ble hun sendt til landsbyskolen for å lære seg å sy. Selv om hun tok del i undervisningen og utførte arbeidet sitt, likte hun det ikke – og fortsatte å lese på nattestid istedet.

Utdannelse i Edinburgh

Da hun var fylt 13, ble hun sendt til Edinburgh, som lå tvers over fjorden i forhold til hjembyen hennes. Her leide moren hennes en leilighet til henne, og hun ble innskrevet på en skriveskole der hun lærte å formulere seg og grunnleggende aritmetikk. Samtidig fikk hun undervisning i piano, musikk, dans , matlaging, tegning og kunstmaling – de to siste med Alexander Nasmyth som veileder.
Dette skjedde i den siste delen av den skotske opplysningstiden, og Skottlands hovedstad var på mange måter både et kulturelt og intellektuelt senter. Her tok hun i stor grad og med stor glede del i byens sosiale liv, og var med på fester, ball, besøk, teaterforestillinger, konserter og lignende. Disse aktivitetene ble også ansett som passende og nødvendig for en god utdannelse for å bli en ekte «lady», og derfor forenelig med familiens ønsker. Dette selskapslivet skulle også med tiden bidra til Somervilles karriere. I Storbritannia var det på denne tiden vanlig med en mer uformell tilnærming til vitenskap enn i resten av Europa, der man diskuterte og delte idéer i uformelle sammenhenger fremfor systematisk på universiteter og forskningsinstitusjoner. Somerville trivdes i dette selskapslivet, og spesielt ble dette en hjelp for hennes karriere etter hennes andre ekteskap.

Begynnelsen på vitenskapelige studier – den første interessen

Under et teselskap på et besøk i hjembyen viste vertinnen av selskapet, en Miss Ogilvie, et moteblad til Somerset. På en av sidene så hun noen merkelige linjer blandet med bokstaver, for det meste x-er og y-er. Hun spurte Miss Ogilvie om disse, som svarte at det var algebra, men ikke kunne forklare noe mer om det. Denne hendelsen vekket Somervilles interesse for matematikk og vitenskap, og hun forsøkte å finne ut mer.
I en annen forbindelse, i undervisningen i kunstmaling, nevnte Nashmyth for studentene at de burde lese Euklids Elementer for å forstå perspektiv bedre. Somerville merket seg dette, og gikk til sin yngre brors huslærer for å få hjelp. Han gikk med på å kjøpe denne, samt matematikkboken Bonnycastle til henne – på den tiden ville det være utenkelig for en ung kvinne å kjøpe disse bøkene fra en bokhandler. På kveldstid studerte hun i hemmelighet Euklids skrifter, helt til det ble oppdaget og stoppet av foreldrene. Da faren, som igjen hadde vært til sjøs, kom hjem, uttrykte han bekymring for at datterens interesse for matematikk skulle gå ut over hennes mentale helse. Dette synspunktet delte han med mange andre på denne tiden, inkludert mesteparten av familien – det var bare onkelen Thomas Somerville, som var prest og historiker, som oppmuntret henne til å studere videre. Hun besøkte ofte onkelen og tanten i deres hjem. Han underviste henne også videre i latin, og anså hennes interesse og tørst for kunnskap som spesiell og som en gave.
Etter hendelsen der de oppdaget at Mary studerte matematikk i hemmelighet, sendte foreldrene henne tilbake til Edinburgh, for at hun i større grad skulle ta del i byens selskapsliv. Der deltok hun, med den daværende komtessen av Buchan som chaperone, på ulike dansetilstelninger og arrangementer. Dette var like etter den franske revolusjon, og dette preget i høy grad også samfunnet i Skottland. Somerville valgte imidlertid ikke å engasjere seg i dette, men fokuserte på studiene sine. Offisielt studerte hun fortsatt kunstmaling med Nasmyth og tok pianotimer, i hemmelighet leste hun matematikk og klassisk litteratur.

Ekteskapet med Samuel Greig

I 1804, i en alder av 24, giftet Somerville seg med sin første ektemann, Samuel Greig. Ekteskapet var arrangert av familien. Greig var Somervilles tremenning på morens side, sønn av en admiral i Den britiske marinen og selv offiser i Den russiske marinen. Greig var opprinnelig bosatt i Russland, men Somervilles foreldre ønsket ikke at hun skulle reise dit. Etter bryllupet flyttet ekteparet isteden til London, hvor han fikk stilling som kommissær for Den russiske marinen og Det russiske konsulatet i Storbritannia.
I London hadde Somerville få venner og tok lite del i selskapslivet. Somerville ble ikke hindret, men heller ikke støttet, i å fortsette sine studier. Ektemannen hadde ikke høye tanker om kvinners intellektuelle kapasitet, og var selv ikke interessert i vitenskap. Somerville fortsatte imidlertid likevel med sine private matematikkstudier, og tok dessuten fransktimer. Til en viss grad tok hun også del i sosiale aktiviteter – ikke mye sammenlignet med tiden i Edinburgh – men gikk blant annet på operaen, deltok på middager ved den russiske ambassaden og lignende.
Ekteparet fikk to barn sammen, Woronzow (1805–1865) og William George (1806–1814). I 1807 døde Samuel Greig, i en alder av 29 år, og Somerville flyttet tilbake til familien i Skottland sammen sine to sønner.

Begynnelsen på formelle matematiske studier

Ektemannens død, som medførte en viss økonomisk støtte, førte til at Somerville til en viss grad ble sosialt og økonomisk uavhengig fra familien. Dette gjorde det mulig for henne å konsentrere seg fullt og helt om studiene – uten å bry seg om konvensjoner om hva som passet seg. Hun studerte plangeometri, sfærisk trigonometri og algebraiske kurver, samt leste Astronomy av James Ferguson. Hun forsøkte seg også på Newtons Principia – første gang uten å forstå mye, etterhvert med stor iver og beundring.
I denne perioden møtte hun Henry Brougham, som kom til å hjelpe henne mye senere i livet – blant annet var det han som foreslo at hun skulle begynne å skrive bøker. Hun ble også kjent med John Playfair, professor i naturfilosofi ved Universitetet i Edinburgh. Han ga henne råd om hvordan hun burde studere matematiske tekster, som blant annet gjorde det mulig for henne å komme seg igjennom Laplaces Mécanique Céleste.
Playfair introduserte Somerville også igjen for matematikeren William Wallace, sin tidligere student. Wallace var, som Somerville, i stor grad selvlært – han hadde studert fransk, latin og matematikk på egenhånd, mens han arbeidet som bokbinder. Ved Playfairs hjelp fikk han isteden en plass ved Perth Academy, og videre inn i den akademiske verden. Wallace ble en av Somervilles viktigste mentorer på denne tiden. De korresponderte via brev der de diskuterte matematiske problemer – vanskeligheter, løsningsmetoder og løsninger. I 1811 løste hun et problem gitt ved en diofantisk ligning, gitt i en matematisk journal i Military College at Marlow, og for løsningen fikk hun en sølvmedalje – den første offisielle anerkjennelsen hun fikk for sitt arbeid.
Somervilles uformelle tilnærming til matematikk og astronomi var typisk for Storbritannia på denne tiden. Mens det for andre fagfelt var formelle utdannelser og systematisk tilnærming til hvordan noe ble undervist, var det bare et fåtall av datidens britiske matematikere og astronomer som hadde fått en formell utdannelse innen dette. Dette gjaldt også mange av de som skulle få innflytelse over hennes senere karriere. Dette sto i kontrast til situasjonen i Frankrike og Tyskland, hvor man anså vitenskap som en formell akademisk disiplin og formaliserte utdannelsen deretter.

Ekteskapet med William Somerville

I 1812 giftet Somerville seg igjen, denne gangen med fetteren William Somerville. Han var sønn av Thomas og Marta, hvis hjem hun både ble født i og hadde tilbrakt mye tid i. William Somerville var militærlege, med bakgrunn fra Den britiske armé. I likhet med Mary hadde han vært gift tidligere, og var nå enkemann; han hadde også én sønn, født utenfor ekteskapet. De hadde også mange felles interesser – de regnet seg begge som liberale, og var begge interesserte i vitenskap.
William Somerville hadde kort tid før ekteskapet fått tilbud om en stilling ved sykehusene i Portsmouth, og like etter bryllupet dro de dit, for å så bosette seg i London. På veien sørover stoppet de i Great Marlow for å besøke William Wallace. Han tok dem også med på besøk til William Herschel, der de fikk se hans astronomiske observatorium. Etter en kort tid flyttet de i 1813 så tilbake tilbake til Edinburgh, ettersom William Somerville fikk en ledende stilling i Army Medical Department i Skottland.
Mary Somerville fortsatte sine studier, samtidig som hun også tok seg av sin familie, og viste stor interesse for deres utdannelse. Fra før av hadde Mary Somerville to sønner, mens William Somerville hadde én. Disse fikk alle både privatundervisning og ble sendt til gode skoler i Skottland. I 1813 ble deres første felles barn, datteren Margaret født. Årene etter ble preget av to tragiske hendelser; i 1814 døde hennes sønn William, 9 år gammel. Samme år fikk de sønnen Thomas, som igjen døde før han hadde fylt ett år. Dette ble et vanskelig år for ekteparet. Mot slutten av året fikk de igjen en datter, Martha Charters.

Videre studier

Mary Somerville fortsatte sine studier, både innen matematikk og andre fagfelt. Hun begynte, sammen sin ektemann, å studere mineralogi og geologi. William Somerville insisterte også på at hun skulle studere andre fagfelt, og sørget for at hun fikk undervisning innen gresk litteratur og botanikk.
Hun fortsatte også sine studier, med fokus på matematisk analyse, der franske matematikere hadde gjort store fremskritt de siste årene. På denne tiden skaffet Mary Somerville seg et lite bibliotek av sentrale bøker og verker innen matematikk og astronomi. Hun spurte Wallace om hjelp, og fikk tilbake en liste over bøker som hun videre gikk til innkjøp av. De fleste var på fransk – et par på latin – og ingen på engelsk. Disse inkluderte blant annet bøker av Louis-Benjamin Francœur, Sylvestre François Lacroix, Jean-Baptiste Biot, Siméon Denis Poisson, Joseph-Louis Lagrange, Leonhard Euler, Alexis Clairaut, Gaspard Monge og François Callet. Dette ble et høyt verdsatt bibliotek for Somervile, som nå kunne studere videre, med stadig større iver. Biblioteket inneholdt, med unntak av Eulers bok Elementer, relativt nye bøker – de fleste publisert kun noen få år tilbake. Disse var oppdatert i forhold til den matematiske utviklingen som fant sted i Frankrike på denne tiden.
William oppmuntret og hjalp Mary i sine studier, både med praktiske ting og ved å diskutere problemer og ideer med henne. Dette var avgjørende for Mary Sommervilles utvikling – i motsetning til hennes første ektemann så han hennes talenter, var stolt av dem og forsøkte å hjelpe henne på alle måter. Vitenskapen i Storbritannia var på denne tiden lite organisert, med lite hierarki og formelle krav, hvilket gjorde det lettere for Mary som kvinne. Imidlertid var de sosiale grensene mange, og her var William Somerville, med gode forbindelser, til stor hjelp. Dette gjorde det både mulig for Mary å studere, og senere hevde seg som forfatter innen naturvitenskap.

London

I 1815 fikk William Somerville beskjed fra sine overordnede om å flytte til London, hvilket var en velkommen forandring. Han hadde blitt utnevnt til Principal Inspector General for England. Ekteparet bosatte seg i Hanover Square i Mayfair, midt i Londons sentrum.
Da Mary Somerville nå flyttet til London for andre gang, ble dette en helt annen opplevelse. Hun var nå mye mer selvstendig, og ble introdusert for en annen del av London enn den hun hadde kjent som Samuel Greigs ektefelle, et nettverk hun satte mye større pris på.
Her fortsatte hun sine studier som før. Hun fortsatte sin korrespondanse med Wallace, fortsatte sine matematiske studier, såvel som innen mineralogi og kunstmaling.
Ekteparet ble kjent med mange fra Storbritannias sosietet. En del av disse var vitenskapsmenn som senere holdt Mary Somerville oppdatert på sine fagfelt, som igjen ble informasjon hun overførte til bøkene sine. Dette inkluderte blant annet videre bekjentskap med William Herschel, som bodde utenfor London med sin sønn John Herschel.  Mary Somerville og John Herschell kom til å utveksle brev i mange år. Dette førte til at Somerville var oppdatert om den nyeste forskningen innen astronomi, og mye av denne informasjonen ble etterhvert overført til bøkene hun kom til å skrive.

Første utenlandsopphold – Frankrike, Sveits og Italia

I London ble de også kjent med besøkende vitenskapsmenn fra Frankrike, deriblant den fysikeren Jean Baptiste Biot. Sommeren 1817 dro ekteparet til Frankrike for første gang; dette var like etter Napoleonskrigene og dermed et sted det lenge ikke hadde vært mulig å reise til. Biots kone, Madame Françoise Gabrielle Brisson Biot, introduserte ekteparet for Frankrikes vitenskapelige elite. Blant disse var François Arago – en fransk matematiker, fysiker, astronom og politiker. Han introduserte henne igjen for Pierre-Simon Laplace. Somerville hadde studert og oppnådd god forståelse for hans matematiske tekster, og diskuterte disse med ham. Han uttrykte forundring over at hun hadde lest og forstått det han hadde skrevet.
Andre vitenskapsmenn de traff under dette oppholdet inkluderer kjemikeren Claude Louis Berthollet, kjemikeren og fysikeren Joseph Louis Gay-Lussac, den tyske naturvitenskapsmannen og geografen Alexander von Humboldt, matematikeren og fysikeren Siméon Denis Poisson, samt kjemikeren Louis Jacques Thénard.
De dro også videre til Sveits og til Italia, hvor de besøkte Firenze og vulkanen Vesuv.

Tilbake til London

Man tror at familien kom hjem til England høsten 1818, besøkte familie i Skottland før de igjen bosatte seg i London. Huset de flyttet til lå i Hanover Square i Mayfair, som lå mer sentralt i forhold til vitenskap enn deres tidligere hus, som hadde vært på Queen Square. I 1819 tiltrådte William Somerville en stilling ved Chelsea Hospital.
Her ble de også kjent med Lady Byron og hennes datter Ada, senere Ada Lovelace. Ada var på samme alder som Somervilles døtre, og – ettersom Lady Byron synes matematikk var viktig, og ønsket at Ada skulle få en god opplæring i det – Somerville ble også Adas private matematikklærer. Senere holdt de kontakten via brev. Mange av disse omhandlet matematiske problemer, og det var Somerville som rådet henne til å studere matematikk senere. Det var også Somerville som senere introduserte Lovelace til Charles Babbage.
I august 1823 døde datteren Margaret. Dette følte Mary Somerville en spesiell skyldfølelse for, ettersom datteren viste spesielle evner og Somersett var redd for at hun hadde satt for høye forventninger til datteren. Dette skjedde i tillegg til to andre alvorlige hendelser rundt samme tid: Også William Somervilles bror Samuel døde samme sommer, hvilket også førte til visse økonomiske vanskeligheter.
Sommeren 1824 reiste ekteparet, sønnen Woronzow og en venn, James Mackintosh, til Nederland, Belgia og Tyskland. Døtrene ble i mellomtiden overlatt til en tysk guvernante. Her møtte Mary Sommerville igjen flere ledende vitenskapsmenn, som hun nok en gang sørget for å holde kontakt med senere.
I 1826 publiserte Mary Somerville sin første artikkel, om magnetisme og lys. Artikkelen ble sendt inn til Royal Society, som publiserte den i sitt magasin Philosophical Transactions of the Royal Society. Hun var den første kvinnelige forskeren til å publisere eksperimentelle resultater i dette magasinet.

On the Mechanism of the Heavens

Brougham, som Mary Somerville hadde kjent siden tiden imellom sitt første og andre ekteskap, foreslo for Mary Somerville at hun skulle skrive en bok om Laplaces og Newtons oppdagelser, på engelsk. Han foreslo en bok som skulle gjengi Laplaces Traité de mécanique céleste, på engelsk, sammen med Newtons Philosophiæ naturalis principia mathematica. Begge bøkene inneholdt svært sentrale resultater innen teoretisk astronomi og fysikk, men baserte seg på avansert matematikk og var vanskelige å forstå. Etter hans mening var hun den eneste som kunne gjenfortelle innholdet i disse bøkene.
Etter flere overtalelser sa hun seg villig til å prøve. Da hun var ferdig, tre år senere, sendte hun manuskriptet til sin venn John Herschel og ba ham bedømme om det skulle gis ut eller ikke – med positivt resultat. Dette resulterte i Mary Somervilles første bok, On the Mechanism of the Heavens, utgitt i 1831. Mens Laplaces' originaltekst kun inneholdt algebra og forklaringer, hadde Somerville inkludert figurer for å forklare matematikken. Boken ble umiddelbart tatt godt imot og navnet hennes ble kjent over hele Europa. Bokens introduksjon, Preliminary Dissertation, var den eneste delen av boken som ikke var matematisk basert – denne ble etterhvert også trykket som en egen utgivelse.

Andre utenlandsopphold – Frankrike

Sommeren 1832, året etter bokutgivelsen, flyttet familien Somerville til Paris. Året før hadde en større kolera-epedemi nådd Storbritannia, inkludert London-områdene. Mary Somerville hadde blitt syk to ganger som følge av billebitt, og det tok lang tid før hun kom seg etter hver av de. William Somerville insisterte på at hun burde endre omgivelser, og arrangerte en tur til Paris for dem begge, samt deres to døtre – Martha og Mary – som nå var 15 og 17 år gamle. For Mary Somerville ville dette bli en tur tilbake til et sted hun allerede var kjent, med gode muligheter for hvile og avkobling i sosiale lag hun trivdes i. For døtrene ville dette bli deres første tur utenlands. Paris hadde også, i enda større grad enn London, lidd under kolera-epedemien, men dette bekymret ikke William Somerville.
I Paris ble de godt mottatt, og mange større selskaper ble arrangert til ære for Mary Somerville. I november reiste William Sommerville hjem for å fortsette sitt arbeid som lege ved sykehuset i Chelsea, mens Mary og døtrene ble værende i Paris i totalt 10 måneder. I denne perioden var Mary Somerville opptatt av at døtrene skulle få fullt utbytte av oppholdet i Paris. Her tok de i stor grad del i det sosiale livet, inkludert besøk både i og utenfor Paris, større ball og andre sosiale arrangementer.

On the Connexion of the Physical Sciences

I Paris begynte Mary Somerville på boken On the Connexion of the Physical Sciences. Også denne gangen var det Brougham som kom med forslag om en bok, denne gangen rettet mot et bredere publikum. Boken baserte seg på ideer som ble presentert i forordet Preliminary Dissertation i On the Mechanism of the Heavens. Den handlet om nyere utvikling om materie, optikk, varme, elektrisitet og magnetisme. Mens hun for sin første bok hadde holdt arbeidet sitt hemmelig, involverte hun nå flere ledende vitenskapsmenn og fikk hjelp og råd av disse underveis. Disse inkluderte blant annet Michael Faraday, William Hyde Wollanston og William Whewell. Boken ble utgitt i 1934, etter at familien igjen hadde flyttet tilbake til Chelsea.
Boken var skrevet populærvitenskapelig, med fokus på å gjøre teksten lett tilgjengelig. Samtidig måtte teksten være vitenskapelig presis. Somerville uttrykte selv at det å balansere disse to idealene var utfordrende. Det endelige verket var en tekst som ikke inneholdt noen matematiske formler eller symboler. Boken ble, som den første, velkjent og godt mottatt. Den ble utgitt i flere reviderte opplag, og oversatt til tysk og italiensk. Somerville var en av de som diskuterte uregelmessighetene i Uranus' bane. I boken nevner hun nevner at forstyrrelser i planetens baner kan indikere eksistens av en hittil ukjent planet. Dette ble lest av James Maxwell, hvis arbeid igjen førte til John Couch Adams' oppdagelse av planeten Neptun.
Boken ble utgitt i en periode hvor vitenskapen gjorde store fremskritt innen astronomi. Somerset fulgte utviklingen nøye. Datidens regler, som forbød kvinner å være astronomer, hindret henne i å aktivt være med på forskningen. Derimot var hun i kontakt med mange av disse forskerne, og ettersom nye utgaver av On the Connexion of the Physical Sciences kom ut oppdaterte hun informasjonen på dette området.

Anerkjennelse og videre arbeid

For sitt arbeid og sine to første bøker ble hun verdenskjent, og arbeidet hennes ble Somervelle anerkjent på mange måter. Hun ble foreslått som og i 1835 tatt opp som medlem i Royal Astronomical Society. Dette var på bakgrunn av Somervilles arbeid innen himmelmekanikk og astronomisk matematikk. Caroline Herschel hadde blitt tatt opp som medlem samme år, og sammen ble de dermed dette året foreningens første kvinnelige medlemmer.
Utgivelsen førte også til at statsministeren, etter forslag fra Robert Peel, innførte en betydelig årlig pensjon som anerkjennelse for hennes bidrag innen litteratur og vitenskap. Pensjonen kom godt med for familien, som på den tiden ikke var spesielt godt økonomisk stilt.
I 1836 publiserte hun sin andre artikkel; også denne omhandlet lys og magnetisme.

Første opphold i Italia

I 1838 pensjonerte William Somerville seg, hvilket ga familien mer frihet. Han hadde også fått en alvorlig febersykdom, og familien valgte å reise til Italia, i håp om at klimaet ville hjelpe. Avreisen skjedde raskt, ettersom de fryktet at å vente kunne få fatale konsekvenser.
Her skrev Mary Somerville på det som skulle bli hennes tredje bok, Physical Geography, samtidig som de reiste rundt i Italia. Selv om de stadig kom til nye steder, opprettholdt Mary Somerville sin daglige rutine – hun skrev om morgenen, og hadde besøk av venner på kveldstid. Familien dro hjem etter en tid, men William Somerville fikk tilbakefall og de besluttet å flytte permanent til Italia.
I løpet av tiden i Italia bosatte de seg flere steder – og i periodene hvor de hadde bolig et sted, dro de gjerne på turer andre steder. Fargene i naturen gjorde at Mary Somerville begynte å male igjen. Hun studerte også områdets geologi og fauna, som hun sammenlignet med den hun kjente fra Skottland. Samtidig fortsatte hun å skrive på boken; dette opptok henne mange timer hver dag.
Her gjorde hun også eksperimenter relatert til sin tredje artikkel, om hvordan solspekteret påvirket plantejuice. Hun skrev til John Herschel, en britisk vitenskapsmann med samme varierende interesseområde som hun selv, om observasjonene sine. Han skrev tilbake og oppmuntret henne til å rapportere observasjonene sine til Royal Society. Resultatene ble offentlig publisert i en artikkel, publisert i foreningens tidsskrift The Philosophical Transactions of the Royal Society 1846.
I løpet av tiden i Italia hadde Mary Somerville reist én gang tilbake til England, der hun besøkte venner og familie og samtidig fortsatte kontakten med andre forskere. Etter sommeren 1846 besluttet de å reise tilbake med hele familien, ettersom William Somervilles helse hadde bedret seg betraktelig og de nå regnet ham som frisk nok til å gjennomføre en slik reise.

Physical Geography

Som de to første bøkene Somerville skrev, ble Physical Geography foreslått av Brougham. Hun arbeidet på denne under oppholdet i Italia, og var klar for å gi denne ut da de dro tilbake til England i 1846; tilsammen tok det henne ti år å skrive den. Da hun kom hjem oppdaget hun at den prøyssiske geografen Alexander von Humboldt nylig hadde gitt ut en bokserie, Kosmos, som var veldig lik hennes egen uutgitte bok i innhold. Somerville valgte likevel å gi ut sitt eget arbeid, etter råd fra sin ektemann og fra sin venn John Herschel. Boken kom ut i 1848 – dedikert til Herschel – og endte opp som den mest solgte av Somervilles bøker.
Boken i seg selv gir en altomfattende beskrivelse av Jorden: Dens landformer, kreftene som er i bevegelse på den, vegetasjon og levende vesener slik som dyr og fugler. Den kombinerer det man tradisjonelt regner som geografi med betraktninger fra geologi, fauna og botanikk. Boken ender med en beskrivelse av mennesket, hvor hun også beskriver hvordan hun anser vitenskap og teknologi som essensielt for fremtiden.
Den var den første av sitt slag til å bli utgitt på engelsk. Fysikeren Henry Holland skrev om boken at den var den første til å «anse geografi som en uavhengig vitenskapsgren». Den inspirerte også andre forfattere til å gi ut lignende bøker. For sitt arbeid med Physical Geography fikk hun Victoria Medal of Honour.

Andre opphold i Italia

Ekteparet besluttet igjen å reise tilbake til Italia. Hindret av Den første italienske frigjøringskrig valgte de å legge veien om Salzburg i Østerrike, der de ventet til krigen var over. Deretter dro de til venner i Nord-Italia. Herfra fortsatte de sin omreisende levemåte, der de oppholdt seg i ulike områder for kortere eller lengre perioder. I denne perioden bodde de blant annet i Torino, Genova og Firenze. I Firenze ble familien vitne til Napoleons første invasjon av Italia. Invasjonen gikk fredelig for seg; de så kongefamilien forlate byen og kunne ellers i stor grad fortsette sitt vanlige liv. Stemningen var spent og toskanerne var negative til Napoleons fremdrift, men det var ingen kamper eller uroligheter rundt byen.
William Somerville ble plutselig syk i denne perioden, og døde 26. juni 1860, etter tre dagers sykeleie. Mary Somerville og hennes to døtre valgte, til tross for at de nå kunne ha reist tilbake til England, å fortsatt bo i Italia. Somerville startet å skrive enda en bok, og familien dro sammen til La Spezia der hun fortsatte arbeidet sitt. De opplevde derfor hendelsene rundt Giuseppe Garibaldis forsøk på å samle Italia, og var i den samme byen som Garibaldi senere ble sendt som fange til.
I denne tiden ble hun også syk, og i lang tid var hun avhengig av hjelp fra andre. På denne tiden kom også hennes sønn Woronzow for å besøke henne. Dette ble siste gang hun så ham; han døde i oktober 1965, seksti år gammel.

On Molecular and Microscopic Science

Det tok fire år til å fullføre hennes fjerde, Molecular and Microscopic Science. Bakgrunnen for boken var oppdagelsen av mikroskopet, og ikke minst alle oppdagelsene som ble gjort ved hjelp av mikroskopet. I teksten forsøkte hun å gi et bilde av de siste oppdagelsene som ble gjort ved hjelp av mikroskopet. Til dels var dette en vanskelig oppgave, for i disse årene ble mange nye oppdagelser gjort og det det var stadig nye ting å skrive om.
Boken i seg selv besto av tre deler – én om atomer og molekyler, én om planter og én om dyreliv. Den var også godt illustrert, med over 180 tegninger for å komplementere teksten. Som de tre foregående bøkene ble den tatt vel imot.

De siste årene

Etter utgivelsen av Molecular and Microscopic Science flyttet Somerville og hennes to døtre til Napoli. Til tross for sin høye alder var tankene klare, og hun fulgte fortsatt med på den vitenskapelige utviklingen. I tillegg begynte hun å skrive på sin selvbiografi, et prosjekt hun ikke kom til å fullføre – men som ble utgitt av datteren Martha to år etter hennes død.
Etter utgivelsen av sin siste bok, som i stor grad omhandlet biologi, valgte hun å gå tilbake til matematikken. Hun fikk tilsendt bøker fra England, og leste flere timer hver dag. Bøkene og tekstene hun leste handlet blant annet om lineær og assossiativ algebra og kvaternioner. I tillegg holdt hun seg hele tiden oppdatert om de siste oppdagelsene innen astronomi.
Natten den 29. november 1872 døde Somerville, i Napoli. Hun ble gravlagt på kirkegården Il Cimitero degli Inglesi («Den engelske kirkegården»).

Ettermæle

Etter Somervilles død i 1872 omtalte Londons The Morning Post henne som «en av dagens mest utmerkede astronomer og filosofer» og skrev at selv om man kunne diskutere hvilken mann som var ledende innen vitenskap, var det ingen tvil om at Mary Somerville var «vitenskapsdronningen» på 1800-tallet.
Somerville College ved University of Oxford, som åpnet i 1879, er oppkalt etter Somerville. Det samme gjelder Somerville House i Burntisland, der hun bodde en stund; og den videregående skolen Somerville House i Perth, Australia.
En liten, ubebodd øy i Barrowstredet i Nunavut i det arktiske Canada ble kalt opp etter Somerville i hennes levetid. Navngiveren var oppdageren William Parry, som også samlet inn plantefrø og mineralprøver til Somerville fra denne ekspedisjonen.
I verdensrommet er både astroidebeltet 5771 Somerville og Somervillekrateret på månen oppkalt etter henne.
Hun er avbildet på 10-pundsedlene fra Royal Bank of Scotland, i en ny seddelserie som ble lansert i oktober 2017.