Джозая Віллард Гіббз

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(Перенаправлено з Джозая Віллард Ґіббс)
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Джозая Віллард Гіббз
англ. Josiah Willard Gibbs
Josiah Willard Gibbs.jpg
Ім'я при народженні англ. Josiah Willard Gibbs
Народився 11 лютого 1839(1839-02-11)
Нью-Гейвен, Коннектикут
Помер 28 квітня 1903(1903-04-28) (64 роки)
Нью-Гейвен, Коннектикут
Поховання
Громадянство Flag of the United States.svg США
Місце проживання США
Діяльність математик, фізик, хімік, викладач університету, фізик-теоретик, інженер
Відомий завдяки термодинаміка
Alma mater Єльський університет
Науковий керівник Hubert Anson Newton[d]
Володіє мовами англійська[1]
Заклад Єльський університет
Членство Лондонське королівське товариство, Геттінгенська академія наук, Американська академія мистецтв і наук, Прусська академія наук, Баварська академія наук і Нідерландська королівська академія наук
Відомий завдяки: фізична хімія
ентальпія
вільна енергія Гіббса
Гіббсова ентропія
Векторний аналіз
рівняння Гіббса-Гельмгольца
рівняння Гіббса-Дюема
алгоритм Гіббса
розподіл Гіббса
Гіббсів стан
Явище Гіббса
парадокс Гіббса
правило фаз
ефект Гіббса-Томсона
ізотерма Гіббса
ефект Гіббса-Донана
лема Гіббса
Партія Республіканська партія США
Автограф JWgibbs-signature.jpg
Нагороди медаль Коплі (1901)

Джоза́я Ві́ллард Гіббз (англ. Josiah Willard Gibbs, Джовса́я Ви́лард Ґи́бз; 11 лютого 1839, Нью-Гейвен, США — 28 квітня 1903, там само) — американський математик та фізик, один із засновників векторного аналізу та математичної теорії термодинаміки.

Біографія[ред. | ред. код]

Народився в сім'ї професора теології. Спочатку навчався в Єльському університеті Нью-Гейвена і у 1858 році закінчив його. Із 1863 працював над докторською з філософії і отримав її у 1866, а в 1871 р. — посаду професора.

У 18761878 роках написав серію статей із загальною назвою «Про рівновагу гетерогенних субстанцій» англ. «On the Equilibrium of Heterogeneous Substances», яка стала одним з великих досягнень у фізиці XIX-го століття і базою фізичної хімії.

У 1880 році отримав премію Румфорда як засновник хімічної термодинаміки. У 1901 році був нагороджений медаллю Коплі́ (англ. Copley Medal).

Став членом Геттінгенської академії наук.

Наукове визнання[ред. | ред. код]

Визнання прийшло до вченого не відразу (частково тому, що Гіббз в основному публікувався у «Transactions of the Connecticut Academy of Sciences» — журналі, який видавався під редакцією його зятя-бібліотекаря і був мало читаємим в Сполучених Штатах та ще менше в Європі). Спочатку лише де-хто з європейських фізиків-теоретики і хіміків (в їх числі був, наприклад, шотландський фізик Джеймс Клерк Максвелл звернув увагу на його роботи. Лише після того, як статті Гіббза були переведені на німецьку Вільгельмом Оствальдом в 1892 р.) і французьку Анрі Луї ле Шательє в 1899 р.) мови, його ідеї одержали широке поширення в Європі. Його теорія правила фаз була експериментально підтверждена в роботах Х. В. Бакхейса Розебома, який продемонстрував її застосування в різних аспектах.

На рідному континенті Гіббз був оцінений дуже мало. Тим не менш, він був визнаний, і в 1880 р. Американська академія мистецтв і наук присудила йому премію Румфорда за роботи по термодинаміці[2]. А в 1910 році в пам'ять про вченого Американське хімічне товариство з ініціативи Уїльяма Конверса звпровадило Медаль Вілларда Гіббза.

Американські школи і коледжі того часу акцентувалися на традиційних дисциплінах, а не на науці, і студенти мало цікавилися його лекціями в Єлі. Знайомі Гіббза так описували його роботу в Єлі:

«В свої останні роки життя він залишався високим, благородним джентельменом з широкою ходою і здоровим кольором обличчя, який справлявся зі своїми обов'язками по дому, був доступним і чуйним до студентів. Гіббза високо цінували друзі, але американська наука була занадто стурбована практичними питаннями, щоб запровадити його фундаментальні теоретичні роботи за період його життя. Він проживав своє тихе життя в Єлі і глибоко захоплювався декількома здібними студентами, не створюючи на американських вчених першого враження, співставним з його талантом». (Кроутер, 1969)

Не слід думати, що при житті Гіббз був маловідомим. Наприклад, математик Джан-Карло Рота, переглядаючи стелажі з літературою по математиці в Бібліотеці Стерлінга (при Єльскому Університеті), натрапив на написанний від руки Гіббза і прикріпленного до якогось конспекту список адресатів. Список нараховув понад двухсот відомих математиків того часу, в тому числі Пуанкаре, Гільберта, Больцмана і Маха. Можна прийти до висновку, що серед корифеїв науки праці Гіббза були більш відомі, ніж про них свідчать друкований матеріал.

Досягнення Гіббза, однак, були остаточно визнанні лише з появою в 1923 році публікації Гільберта Ньютона Льюїса і Мерла Рендалла «Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances», яка ознайомила з методами Гіббза хіміків з різних університетів. Ці ж методи лягли, в більшій частині, в основу хімічної технології.

Список академій і товариств, членом яких він є, включаючи академію мистецтв і наук Коннектикуту, Національну академію наук, Американське філософське товариство, Голландське наукове товариство, Гаарлем; Королевське наукове товариство, Геттінген; Королівський інститут Великої Британії, Кембриджське філософське товариство, Лондонське Математичне товариство, Манчестерське літературне і філософське товариство, Королівську академію Амстердама, Лондонське королівське товариство, Королівську Прусську академію в Берліні, Французький інститут, Фізичне товариство Лондона та Баварську академію наук.

Згідно Американському математичному товариства, яке запровадило в 1923 році так званні Гіббзівські лекції для підняття всезагальної компетенції в математичних підходах і застосуваннях, Гіббз був одним із найвеличніших з вчених, коли-небудь народжених на американській землі[3].

Векторне числення[ред. | ред. код]

Гіббз усвідомив необхідність застосування векторної алгебри, за допомогою якої можна легко і доступно висловити досить складні просторові співвідношення, пов'язані з різними розділами фізики. Гіббз завжди усвідомлював елегантність використовуваного ним математичного апарату, тому з особливим бажанням застосовував векторну алгебру. Однак у теорії кватерніонов Гамільтона він не знайшов інструменту, який би задовольняв усі його вимоги. У зв'язку з цим він поділяв погляди багатьох дослідників, які відкидали кватерніонний аналіз, незважаючи на його логічну обґрунтованість, на користь більш простого і прямого описового апарату — векторної алгебри — і в 1881 і 1884 роках професор Гіббз таємно випустив докладну монографію з векторного аналізу, математичний апарат якого він розробив

Під час роботи над своєю книгою Гіббз покладався в основному на працю «Ausdehnungslehre» Грассмана і на алгебру кратних співвідношень. Згадані дослідження надзвичайно зацікавили Гіббза, і, як він згодом відзначав, дали йому найбільшого естетичне задоволення серед усіх його занять. Багато робіт, у яких він відкидав теорію кватерніонів Гамільтона, з'являлися на сторінках журналу Nature.

Коли зручність векторної алгебри як математичної системи за наступні 20 років було підтверджено ним самим і його учнями, Гіббз погодився, хоч і неохоче, на публікацію більш докладної роботи з векторного аналізу. Оскільки в той час він був цілком поглинений іншою темою, підготовка рукопису до публікації була довірена одному з його учнів, доктору Е. Б. Вілсону, який упорався з цим завданням. Нині Гіббз заслужено вважається одним з творців векторного числення в його сучасній формі.

Крім цього, професор Гіббз був украй зацікавлений у застосуванні векторного аналізу для розв'язання астрономічних задач і навів безліч подібних прикладів у статті «Про визначення еліптичних орбіт за трьома повним спостереженнями». Методи, розвинені в цій роботі, були згодом використані професорами В. Біб (W. Beebe) і А. В. Філліпсом (AW Phillips) для розрахунку орбіти комети Свіфта виходячи з трьох спостережень, що стало серйозною перевіркою методу. Вони виявили, що метод Гіббза має значні переваги над методами Гаусса та Оппольцера, збіжність підходящих наближень була швидшою, а на знаходження фундаментальних рівнянь для розв'язання витрачалося набагато менше сил. Ці дві статті були перекладені на німецьку мову Бухгольца (нім. Hugo Buchholz) і включені в друге видання Theoretische Astronomie Клінкерфуса.

Праці[ред. | ред. код]

  • серія статей «On the Equilibrium of Heterogeneous Substances»
  • The collected works, v. 1-2, N. Y. — L., 1928;
  • The scientific papers, v. 1-2, N. Y., 1906 (в перекладі російською мовою — «Основные принципы статистической механики», М. — Л., 1946;

Його ім'ям названо[ред. | ред. код]

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. data.bnf.fr: платформа відкритих даних — 2011.
  2. Müller, Ingo.  A History of Thermodynamics — the Doctrine of Energy and Entropy.  Springer, 2007.  ISBN 978-3-540-46226-2.
  3. Josiah Willard Gibbs Lectures, American Mathematical Society

Джерела[ред. | ред. код]

  • Семенченко В. К. . Д. В. Гиббс и его основные работы по термодинамике и статистической механике (К 50-летию со дня смерти) // Успехи химии. — 1953. — Т. 22, вип. 10. — С. 224—243.(рос.)
  • Франкфурт У. И., Френк А. М. . Джозайя Виллард Гиббс. — М. : Наука, 1964.(рос.)
  • Hastings, Charles S.  Biographical memoir of Josiah Willard Gibbs. — Washington: National Academy of Sciences, Biographical Memoirs, Part of Volume VI, 1909.(англ.)
  • Wheeler, Lynde, Phelps.  Josiah Willard Gibbs — the History of a Great Mind. — Ox Bow Press, 1951.  ISBN 1-881987-11-6.(англ.)