Gibbs, Josiah Willard

Josiah Willard Gibbs ( eng.  Josiah Willard Gibbs ; 1839-1903 ) - amerikai fizikus , fizikai kémikus , matematikus és mechanikus , a vektoranalízis , a statisztikai fizika , a termodinamika matematikai elméletének egyik megalkotója [ 2 ] [ 3 ] a modern egzakt tudományok és általában a természettudományok fejlődése. Gibbs szerepel a Great American Hall of Fame-ben . Nevét a kémiai termodinamika számos mennyisége és fogalma adja: a Gibbs-energia , a Gibbs-paradoxon, a Gibbs - fázisszabály , a Gibbs-Helmholtz- egyenletek , a Gibbs-Duhem-egyenletek , a Gibbs-lemma, a Gibbs- Rosebom -háromszög stb.

1901-ben Gibbs megkapta az akkori nemzetközi tudományos közösség legmagasabb kitüntetését (minden évben csak egy tudósnak ítélik oda) - a Londoni Királyi Társaság Copley-érmével  -, amiért "elsőként alkalmazta a termodinamika második törvényét a kémiai, elektromos és hőenergia, valamint a munkavégzési képesség közötti kapcsolat átfogó mérlegelése” [4] .

Életrajz

Korai évek

Gibbs 1839. február 11-én született a Connecticut állambeli New Havenben . Apja, a Yale Divinity School spirituális irodalom professzora (később bekerült a Yale Egyetembe ), híres volt az Amistad nevű perben való részvételéről . Bár az apa neve is Josiah Willard volt, a „fiatalabb” szót soha nem használták a fia nevéhez: ezen kívül öt másik családtag is ugyanezt a nevet viselte. Az anyai nagypapa szintén Yale-i irodalomból végzett. Miután a Hopkins Schoolban tanult, 15 évesen Gibbs belépett a Yale College-ba. 1858-ban végzett a főiskolán osztálya legjobbjai között, és kiváló matematikai és latin díjat kapott.

Érettségi évei

1863-ban School of Science döntése alapján Gibbs megkapta az első amerikai doktori fokozatot. A következő években a Yale-en tanított: két évig latint, egy másik évig pedig – amit később természetfilozófiának neveztek, és összevethető a "természettudományok" modern fogalmával. 1866-ban Európába távozott, hogy folytassa tanulmányait, egy-egy évet Párizsban , Berlinben , majd Heidelbergben töltött , ahol megismerkedett Kirchhoffal és Helmholtzcal . Abban az időben a német tudósok voltak a kémia, a termodinamika és az alapvető természettudományok vezető tekintélyei. Ez a három év valójában azt a részét teszi ki a tudós életének, amelyet New Havenen kívül töltött.

1869-ben visszatért a Yale-re, ahol 1871-ben a matematikai fizika professzorává nevezték ki (az első ilyen pozíció az Egyesült Államokban), és ezt a posztot töltötte be élete végéig.

A professzori állás eleinte fizetés nélküli volt – ez az akkori helyzet jellemző (főleg Németországban), és Gibbsnek publikálnia kellett cikkeit. 1876-1878-ban. számos cikket ír többfázisú kémiai rendszerek grafikus módszerrel történő elemzéséről. Később megjelentek az On the Equilibrium of Heterogeneous Substances című monográfiában , amely leghíresebb munkája. Gibbs ezt a munkáját a 19. század egyik legnagyobb tudományos vívmányának és a fizikai kémia egyik alapvető művének tekintik. Gibbs dolgozataiban a termodinamikát alkalmazta a fizikai és kémiai jelenségek magyarázatára oly módon, hogy összefüggésbe hozta azt, ami korábban elszigetelt tények gyűjteménye volt.

„Általánosan elismert tény, hogy e monográfia megjelenése kiemelkedő jelentőségű esemény volt a kémiai tudomány történetében. Azonban több évnek kellett eltelnie, mire jelentősége teljesen felismerhetővé vált; a késés elsősorban annak tudható be, hogy az alkalmazott matematikai forma és a szigorú deduktív technikák bárki számára megnehezítik az olvasást, és különösen a kísérleti kémiát tanuló hallgatók számára, akik számára ez a legfontosabb volt…” [5]

A heterogén egyensúlyokról szóló egyéb tanulmányaiban szereplő főbb témák a következők:

• A kémiai potenciál és a szabadenergia fogalmai

• A Gibbs együttes modell, a statisztikai mechanika alapja

• Gibbs fázisszabály

Gibbs elméleti termodinamikáról is publikált műveket. 1873-ban jelent meg cikke a termodinamikai mennyiségek geometriai ábrázolásáról. Ez a munka inspirálta Maxwellt egy plasztikus modell (az úgynevezett Maxwell termodinamikai felület) elkészítésére, amely a Gibbs-konstrukciót illusztrálja. A modellt ezt követően Gibbsnek küldték, és jelenleg a Yale Egyetemen tárolják.

Későbbi években

1880-ban a marylandi Baltimore-ban újra megnyitott Johns Hopkins Egyetem 3000 dolláros pozíciót ajánlott Gibbsnek, amire a Yale 2000 dollárra emelte a fizetését. De Gibbs nem hagyta el New Havent. 1879-től 1884-ig két matematikus – William Hamilton „kvaternióelméletével” és Hermann Grassmann „külső algebrájával” – gondolatait egyesíti, és létrehoz (a brit fizikustól és Oliver Heaviside mérnöktől függetlenül ) vektoranalízist ; Gibbs először a Yale Egyetemen olvas fel vektorelemzési kurzust, majd 1884-ben külön könyvként publikálja [2] .

1884-89-ben. Gibbs továbbfejleszti a vektoranalízist , optikával kapcsolatos munkákat ír, új elektromos fényelméletet fejleszt ki. Szándékosan kerüli az anyag szerkezetével kapcsolatos elméletalkotást, ami bölcs döntés volt, tekintettel a szubatomi részecskefizika és a kvantummechanika későbbi forradalmi fejlődésére . Kémiai termodinamikája univerzálisabb volt, mint bármely más akkori kémiai elmélet.

1889 után továbbra is a statisztikai termodinamikán dolgozott, "matematikai kerettel ellátva a kvantummechanikát és Maxwell elméleteit" [5] . Megírta a statisztikai termodinamika klasszikus tankönyveit, amelyek 1902-ben jelentek meg. Gibbs a krisztallográfiához is hozzájárult, és vektoros módszerét a bolygó- és üstököspályák kiszámítására is alkalmazta.

Tanítványai nevéről és pályafutásáról keveset tudunk. Gibbs soha nem ment férjhez, és egész életét az apja házában élte le nővérével és vejével, aki a Yale-i könyvtáros volt. Annyira a tudományra összpontosított, hogy általában elérhetetlen volt személyes érdeklődési köre számára. Edwin Bidwell Wilson amerikai matematikus ezt mondta: „Az osztályterem falain kívül nagyon keveset láttam belőle. Szokása volt délután sétálni az utcákon a régi laboratóriumban lévő irodája és a ház között – egy kis testmozgás a munka és az ebéd között –, aztán néha találkozhattak vele” [6] . Gibbs New Havenben halt meg, és a Grove Street temetőben temették el.

Tudományos elismerés

Az elismerés nem érte azonnal a tudóst (főleg azért, mert Gibbs főként a Transactions of the Connecticut Academy of Sciences  című folyóiratban publikált, amely a sógora, könyvtáros, az Egyesült Államokban keveset olvasott folyóirat szerkesztésében jelent meg. Európában még kevésbé). Eleinte csak néhány európai elméleti fizikus és kémikus (köztük például James Clerk Maxwell skót fizikus ) figyelt fel munkásságára. Csak Gibbs dolgozatait németre ( Wilhelm Ostwald 1892-ben) és franciára ( Henri Louis le Chatelier 1899-ben) fordították le, és csak akkor terjedtek el elképzelései Európában. A fázisszabály elméletét kísérletileg megerősítette H. W. Backhuis Rosebohm munkája , aki különböző szempontok szerint bemutatta annak alkalmazhatóságát.

Szülőföldjén Gibbst még kevésbé becsülték meg. Ennek ellenére elismerték, és 1880-ban az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia Rumfoord-díjjal tüntette ki termodinamikai munkásságáért [7] . 1910-ben pedig a tudós emlékére az American Chemical Society William Converse kezdeményezésére megalapította a Willard Gibbs-érmet.

Az akkori amerikai iskolák és főiskolák a tudomány helyett a hagyományos diszciplínákra helyezték a hangsúlyt, a hallgatók pedig csekély érdeklődést mutattak a Yale-en tartott előadásai iránt. Gibbs ismerősei így írták le a Yale-en végzett munkáját:

„Élete utolsó éveiben magas, nemes, egészséges járású és egészséges arcbőrű úriember maradt, aki otthon végezte feladatait, elérhető és készséges a diákok számára. Gibbst nagyra becsülték a barátok, de az amerikai tudományt túlságosan a gyakorlati kérdések foglalkoztatták ahhoz, hogy szilárd elméleti munkáját élete során alkalmazhassa. Nyugodt életét a Yale-en élte, és mélyen csodált néhány tehetséges diákot, anélkül, hogy tehetségéhez mérhető első benyomást tett volna az amerikai tudósokban. (Crowther, 1969)

Nem szabad azt gondolni, hogy Gibbst élete során kevesen ismerték. Például Gian-Carlo Rota a Sterling Library (a Yale Egyetemen) matematikai irodalom polcait böngészve belebotlott egy Gibbs által kézzel írt és valamilyen kivonathoz csatolt levelezőlistába. A listán több mint kétszáz korabeli jelentős matematikus szerepelt, köztük Poincaré, Hilbert, Boltzmann és Mach. Megállapítható, hogy a tudomány fényesei közül Gibbs munkái ismertebbek voltak, mint a nyomtatott anyagok tanúskodnak róluk.

Gibbs teljesítményét azonban végül csak Gilbert Newton Lewis és Merle RandallThermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances” című kiadványának 1923-as megjelenésével ismerték el amely a Gibbs-módszereket ismertette különböző egyetemek vegyészeivel Ugyanezek a módszerek képezték nagyrészt a kémiai technológia alapját.

Azon akadémiák és társaságok listája, amelyeknek tagja volt, a Connecticuti Művészeti és Tudományos Akadémia, a Nemzeti Tudományos Akadémia, az Amerikai Filozófiai Társaság, a Holland Tudományos Társaság, Haarlem; Királyi Tudományos Társaság, Göttingen; A Nagy-Britannia Királyi Intézete, a Cambridge-i Filozófiai Társaság, a Londoni Matematikai Társaság, a Manchesteri Irodalmi és Filozófiai Társaság, az Amszterdami Királyi Akadémia, a Londoni Királyi Társaság, a berlini Porosz Királyi Akadémia, a Francia Intézet, a Fizikai Intézet A Londoni Társaság és a Bajor Tudományos Akadémia.

Az American Mathematical Society szerint, amely 1923-ban létrehozta az úgynevezett " Gibbs-előadásokat ", hogy növelje a matematikai megközelítések és alkalmazások általános kompetenciáját, Gibbs volt a legnagyobb tudós, aki valaha amerikai földön született [8] .

Tudományos közlemények tartalma

Kémiai termodinamika

Gibbs fő tevékenysége a kémiai termodinamika és a statisztikai mechanika , amelynek egyik alapítója. Gibbs kidolgozta az úgynevezett entrópiadiagramokat, amelyek fontos szerepet játszanak a műszaki termodinamikában, és kimutatta (1871-1873), hogy a háromdimenziós diagramok lehetővé teszik egy anyag összes termodinamikai tulajdonságának ábrázolását [3] .

1873-ban, amikor 34 éves volt, Gibbs rendkívüli kutatói képességekről tett tanúbizonyságot a matematikai fizika területén. Ebben az évben két cikk jelent meg a Connecticut Academy folyóiratában. Az első a "Grafikus módszerek a folyadéktermodinamikában" , a második pedig "Az anyagok termodinamikai tulajdonságainak geometriai ábrázolásának módszere felületek felhasználásával" címet viselte . Ezekkel a munkákkal Gibbs letette a geometriai termodinamika alapjait [3] .

Őket 1876-ban és 1878-ban követte egy sokkal alapvetőbb tanulmány két része, az "Equilibrium in Heterogeneous Systems" címmel, amely összefoglalja hozzájárulását a fizikatudományhoz, és kétségtelenül a XIX. század tudományos tevékenységének legjelentősebb és legkiemelkedőbb irodalmi emlékei közé tartozik század. Így Gibbs 1873-1878. lefektette a kémiai termodinamika alapjait, különösen kidolgozta a termodinamikai egyensúly általános elméletét és a termodinamikai potenciálok módszerét, megfogalmazta (1875) a fázisszabályt, felépítette a felületi jelenségek általános elméletét, létrehozta a belső energia közötti összefüggést megállapító egyenletet. egy termodinamikai rendszerről és a termodinamikai potenciálokról [3] .

Amikor az első két cikkben a kémiailag homogén közegekről beszélt, Gibbs gyakran azt az elvet használta, hogy egy anyag akkor van egyensúlyban, ha entrópiája nem növelhető állandó energiával. A harmadik cikk epigráfiájában Clausius jól ismert kifejezését idézte: „Die Energie der Welt ist állandó. Die Entropie der Welt strebt einem Maximum zu , ami azt jelenti: „A világ energiája állandó. A világ entrópiája a maximumra törekszik. Megmutatta, hogy az előbb említett egyensúlyi feltétel, amely a termodinamika két törvényéből következik, univerzálisan alkalmazható, gondosan elhárítva az egyik korlátot a másik után, elsősorban azt, hogy az anyagnak kémiailag homogénnek kell lennie. Fontos lépés volt a heterogén rendszert alkotó komponensek tömegeinek alapdifferenciálegyenleteiben való változóként való bevezetés. Megmutatjuk, hogy ebben az esetben az energiák differenciálegyütthatói ezekre a tömegekre vonatkoztatva ugyanúgy egyensúlyba kerülnek, mint az intenzív paraméterek, a nyomás és a hőmérséklet. Ezeket az együtthatókat potenciáloknak nevezte. Folyamatosan alkalmazzák a homogén rendszerekkel való analógiákat, és a matematikai műveletek hasonlóak a háromdimenziós tér geometriájának n-dimenzióssá bővítésekor alkalmazottakhoz.

Általánosan elismert tény, hogy ezeknek a dolgozatoknak a kiadása különösen fontos volt a kémiatörténet szempontjából. Valójában ez a kémiai tudomány egy új ágának kialakulását jelentette, amely M. Le Chatelier ( M. Le Chetelier ) szerint , fontosságát tekintve Lavoisier műveihez képest . Azonban több év telt el, mire e művek értéke általánosan elismertté vált. Ez a késés elsősorban annak tudható be, hogy a cikkek olvasása meglehetősen nehézkes volt (főleg a kísérleti kémia hallgatói számára) a rendkívüli matematikai számítások és az alapos következtetések miatt. A 19. század végén nagyon kevés olyan vegyész volt, aki kellő matematikai ismeretekkel rendelkezett ahhoz, hogy a művek legegyszerűbb részeit is elolvassa; így a legfontosabb törvények egy részét, amelyeket először ezekben a cikkekben ismertettek, később más tudósok elméletileg vagy gyakrabban kísérletileg is bebizonyították. Manapság azonban Gibbs módszereinek értékét és a kapott eredményeket minden fizikai kémia hallgató elismeri.

1891-ben Gibbs műveit Ostwald professzor fordította le németre [9] , 1899-ben pedig G. Roy és A. Le Chatelier [10] [11] erőfeszítéseinek köszönhetően franciára . Annak ellenére, hogy sok év telt el a megjelenés óta, a fordítók mindkét esetben nem annyira az emlékiratok történeti vonatkozását vették észre, mint sok olyan fontos kérdést, amelyekről ezekben a cikkekben tárgyaltak, és amelyeket kísérletileg még nem erősítettek meg. Számos tétel szolgált már kiindulópontként vagy iránymutatásul a kísérletezők számára, mások, például a fázisszabály, segítettek az összetett kísérleti tények logikai osztályozásában és magyarázatában. A katalízis, a szilárd oldatok, az ozmotikus nyomás elméletének felhasználásával viszont kiderült, hogy sok olyan tény, amely korábban érthetetlennek és nehezen magyarázhatónak tűnt, valójában könnyen érthető, és a termodinamika alapvető törvényeinek következménye. Az olyan többkomponensű rendszerek tárgyalásakor, ahol egyes összetevők nagyon kis mennyiségben vannak jelen (híg oldatok), az elmélet a lehető legmesszebb ment, az elsődleges szempontok alapján. A cikk megjelenésekor a kísérleti tények hiánya nem tette lehetővé annak az alaptörvénynek a megfogalmazását, amelyet Van't Hoff később felfedezett . Ez a törvény eredetileg a gázkeverékre vonatkozó Henry -törvény következménye volt , de a további vizsgálat során kiderült, hogy sokkal szélesebb körű alkalmazása.

Elméleti mechanika

Észrevehető Gibbs tudományos hozzájárulása az elméleti mechanikához is . 1879-ben a holonikus mechanikai rendszerekre [12] alkalmazva a mozgásegyenleteiket a legkisebb kényszer Gauss-elvéből vezette le [13] . 1899-ben lényegében ugyanazokat az egyenleteket kapta meg egymástól függetlenül [14] , mint Gibbsnél a francia mechanikus , P. E. Appel [15] , aki rámutatott, hogy mind a holonomikus, mind a nem holonomikus rendszerek mozgását írják le ( ma már a nem holonomikus mechanika problémáiban). megtalálja ezeknek az egyenleteknek a fő alkalmazását, amelyeket általában Appel-egyenleteknek , és néha Gibbs-Appel-egyenleteknek neveznek ). Általában ezeket a mechanikai rendszerek legáltalánosabb mozgásegyenleteinek tekintik [12] .

vektorszámítás

Gibbs, mint sok más korabeli fizikus, felismerte a vektoralgebra alkalmazásának szükségességét, amelyen keresztül könnyen és egyszerűen lehet kifejezni a fizika különböző területeihez kapcsolódó meglehetősen összetett térbeli kapcsolatokat. Gibbs mindig is előnyben részesítette az általa használt matematikai apparátus tudatosságát és eleganciáját, ezért különösen nagy kedvvel használta a vektoralgebrát. Hamilton kvaterniós elméletében azonban nem talált olyan eszközt, amely minden követelményét kielégítené. Ebben a tekintetben sok kutató nézetét osztotta, akik el akarják utasítani a kvaternionalízist annak logikai érvényessége ellenére, egy egyszerűbb és közvetlenebb leíró apparátus – a vektoralgebra – javára. Gibbs professzor tanítványai segítségével 1881-ben és 1884-ben titokban részletes monográfiát adott ki a vektoranalízisről, amelynek matematikai apparátusát ő fejlesztette ki. A könyv gyorsan elterjedt tudóstársai körében.

Amikor Gibbs könyvén dolgozott, főleg Grassmann Ausdehnungslehre -ére és a többszörös arányok algebrájára támaszkodott. Ezek a tanulmányok szokatlanul érdekelték Gibbst, és mint később megjegyezte, a legnagyobb esztétikai élvezetet okozták neki tevékenységei közül. A Nature lapjain sok olyan dolgozat jelent meg, amelyekben elutasította Hamilton kvaternió-elméletét .

Amikor az elkövetkező 20 évben saját maga és tanítványai megerősítették a vektoralgebra mint matematikai rendszer kényelmét, Gibbs, bár vonakodva, beleegyezett, hogy részletesebb munkát közöl a vektoranalízisről. Mivel akkoriban teljesen elmerült egy másik téma, a kézirat publikálásra való előkészítését egyik tanítványára, Dr. E. B. Wilsonra bízta , aki megbirkózott a feladattal. Most Gibbst méltán tartják a vektorszámítás modern formájának egyik megalkotójának [3] .

Ezenkívül Gibbs professzort nagyon érdekelte a vektoranalízis alkalmazása csillagászati ​​problémák megoldására, és sok ilyen példát hozott az "Elliptikus pályák meghatározása három teljes megfigyelés alapján" című cikkében. Az ebben a munkában kidolgozott módszereket ezt követően W. Beebe és A. V. Phillips professzorok ( AW Phillips ) [16] alkalmazták a Swift-üstökös pályájának kiszámításához három megfigyelés alapján, ami a módszer komoly próbája lett. Azt találták, hogy a Gibbs-módszer jelentős előnyökkel rendelkezik a Gauss- és Oppolzer -módszerekkel szemben, a megfelelő közelítések konvergenciája gyorsabb volt, és sokkal kevesebb erőfeszítést igényel a megoldásra váró alapvető egyenletek megtalálása. Ezt a két dolgozatot Buchholz ( németül:  Hugo Buchholz ) fordította németre, és bekerült Klinkerfuss Theoretische Astronomie második kiadásába .

Elektromágnesesség és optika

1882 és 1889 között öt cikk jelent meg az American Journal of Science -ben a fény elektromágneses elméletével és a különböző rugalmassági elméletekkel való kapcsolatával kapcsolatban. Érdekes, hogy a tér és az anyag kapcsolatára vonatkozó speciális hipotézisek teljesen hiányoztak. Az anyag szerkezetére vonatkozó egyetlen feltételezés az, hogy olyan részecskékből áll, amelyek a fény hullámhosszához képest elég kicsik, de nem végtelenül kicsik, és valamilyen módon kölcsönhatásba lép a térben lévő elektromos mezőkkel. Gibbs olyan módszerekkel, amelyek egyszerűsége és egyértelműsége a termodinamikai kutatásaira emlékeztetett, megmutatta, hogy tökéletesen átlátszó közegek esetében az elmélet nem csak a színek diszperzióját magyarázza (beleértve az optikai tengelyek diszperzióját kettőstörő közegben), hanem vezeti is. a Fresnel-féle kettős visszaverődés törvényeihez bármilyen hullámhosszra, figyelembe véve a színdiszperziót meghatározó alacsony energiákat. Megjegyezte, hogy a körkörös és elliptikus polarizáció akkor magyarázható, ha figyelembe vesszük a még magasabb rendű fényenergiát, ami viszont nem cáfolja sok más ismert jelenség értelmezését. Gibbs gondosan levezette a monokromatikus fény általános egyenleteit egy változó átlátszóságú közegben, és a Maxwell által kapott kifejezésektől eltérő kifejezésekre jutott, amelyek nem tartalmazzák kifejezetten a közeg dielektromos állandóját és a vezetőképességet.

CS Hastings professzor néhány 1888-as kísérlete (amely azt mutatta, hogy az izlandi sparban a kettős törés pontosan összhangban van Huygens törvényével) ismét arra kényszerítette Gibbs professzort, hogy felvegye az optika elméletét, és új dolgozatokat írjon, amelyekben meglehetősen egyszerű formában elemi érveléssel kimutatta, hogy a fény szórása szigorúan megfelel az elektromos elméletnek, miközben az akkoriban javasolt rugalmassági elméletek egyike sem volt összeegyeztethető a kapott kísérleti adatokkal.

Statisztikai mechanika

Gibbs legújabb munkájában , a Fundamental Principles of Statistical Mechanics-ban visszatért egy korábbi publikációihoz szorosan kapcsolódó témához. Ezekben a termodinamikai törvények következményeinek kidolgozásával foglalkozott, amelyeket kísérleti adatokként fogadnak el. A tudománynak ebben az empirikus formájában a hőt és a mechanikai energiát két különböző jelenségnek tekintették - természetesen bizonyos megszorításokkal kölcsönösen átmennek egymásba, de sok fontos paraméterben alapvetően eltérőek. A jelenségek kombinálásának népszerű tendenciájának megfelelően számos kísérlet történt e két fogalom egy kategóriába való redukálására, hogy bemutassák, hogy a hő nem más, mint a kis részecskék mechanikai energiája, és a hő extradinamikus törvényei ennek az eredménye. hatalmas számú független mechanikai rendszer bármely testben - olyan nagy szám, amelyet a korlátozott képzelőerővel rendelkező embernek elképzelni is nehéz. Mégis, annak ellenére, hogy számos könyv és népszerű kiállítás magabiztosan állítja, hogy „a hő a molekulamozgás módja”, nem voltak teljesen meggyőzőek, és Lord Kelvin ezt a kudarcot a 19. századi tudománytörténet árnyékának tekintette. . Az ilyen vizsgálatoknak a hatalmas számú szabadságfokkal rendelkező rendszerek mechanikájával kell foglalkozniuk, és a számítások eredményeit összehasonlítani lehetett a megfigyeléssel, ezeknek a folyamatoknak statisztikai jellegűnek kell lenniük. Maxwell többször is rámutatott az ilyen folyamatok nehézségeire, és azt is elmondta (ezt Gibbs gyakran idézte), hogy még azok is súlyos hibákat követtek el ilyen ügyekben, akiknek a matematika más területein való kompetenciáját nem kérdőjelezték meg.

Hatás a későbbi munkákra

Gibbs munkája nagy figyelmet keltett, és számos tudós tevékenységét befolyásolta - néhányuk Nobel-díjas lett:

• 1910-ben a holland JD Van der Waals fizikai Nobel-díjat kapott. Nobel-előadásában felhívta a figyelmet a Gibbs-féle állapotegyenleteknek a munkájára gyakorolt ​​hatására.

• Max Planck 1918 -ban fizikai Nobel-díjat kapott a kvantummechanika területén végzett munkájáért, különösen kvantumelméletének 1900-as publikálásáért. Elmélete alapvetően R. Clausius , J. W. Gibbs és L. Boltzmann termodinamikáján alapult . Planck Gibbsről így nyilatkozott: "nevét nem csak Amerikában, hanem az egész világon minden idők leghíresebb elméleti fizikusai közé fogják sorolni...".

• A 20. század elején Gilbert N. Lewis és Merle Randall alkalmazta és kiterjesztette a kémiai termodinamika Gibbs által kidolgozott elméletét. Kutatásaikat 1923-ban mutatták be a "Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances" című könyvben, és a kémiai termodinamika egyik alapvető tankönyve volt. Az 1910-es években William Giok belépett a Berkeley College of Chemistry-be, és 1920-ban kémiából szerzett bachelor fokozatot. Eleinte vegyészmérnök szeretett volna lenni, de Lewis hatására felkeltette érdeklődését a kémiai kutatás. 1934-ben a kémia rendes professzora lett a Berkeley-ben, majd 1949-ben Nobel-díjat kapott a termodinamika harmadik főtételét alkalmazó kriokémiai kutatásaiért.

• A Gibbs Lineáris vektorelemzés segítségével Howard Scott kifejlesztett egy számítást és a dimenziós modulust, amely lehetővé tette számára, hogy optimalizált megoldásokat kínáljon az ipari problémákra. Scott az 1920-as években a teljesen automatizált gyárat, az integrált szállítási rendszereket, a kommunikációt, az elektromos átviteli hálózatokat és az életciklus-tervezés eredményét a gazdasági szükségletek figyelembevételével tekintette a csoport által árrendszernek vagy monetáris alapnak nevezett helyett . 17] .

• Gibbs munkája jelentős hatással volt Irving Fisher  , egy közgazdász gondolkodására, aki a Yale-en szerzett Ph.D. fokozatot.

Személyes tulajdonságok

Gibbs professzor őszinte hajlamú és veleszületett szerény ember volt. A sikeres tanulmányi munka mellett elfoglalt volt a Hopkins New Haven High School-ban, ahol őrzési szolgáltatásokat nyújtott és sok éven át pénztárosként szolgált. Mint egy főként intellektuális tevékenységet folytató emberhez illik, Gibbs soha nem törekedett és nem is vágyott arra, hogy széles ismeretségi körrel rendelkezzen; azonban nem volt aszociális ember, hanem éppen ellenkezőleg, mindig rendkívül barátságos és nyitott, bármilyen témát támogatni tudott, és mindig nyugodt, hívogató. A kiterjedtség idegen volt a természetétől, akárcsak az őszintétlenség. Könnyen tudott nevetni, és élénk humora volt. Bár ritkán beszélt magáról, néha szívesen hozott példákat személyes tapasztalataiból.

Gibbs professzor egyik tulajdonsága sem nyűgözte le jobban kollégáit és hallgatóit, mint szerénysége és határtalan intellektuális erőforrásainak teljes öntudatlansága. Tipikus példa egy olyan mondat, amelyet egy közeli barátja társaságában mondott ki matematikai képességeiről. Teljes őszinteséggel így nyilatkozott: "Ha sikeres voltam a matematikai fizikában, akkor azt hiszem, az azért van, mert elég szerencsém volt elkerülni a matematikai nehézségeket."

Névmegemlékezés

1923 óta tartják a Gibbs-előadást .

1945-ben a Yale Egyetem J. Willard Gibbs tiszteletére bevezette az elméleti kémia professzori címét, amelyet 1973-ig Lars Onsager (kémiai Nobel-díjas) tartott meg. Gibbs nevét a Yale Egyetem laboratóriumáról és a matematika oktatói posztjáról is kapta. 2003. február 28-án szimpóziumot tartottak a Yale-en halálának 100. évfordulója alkalmából.

A Rutgers Egyetemnek van egy professzora, amelyet erről neveztek el. J. Willard Gibbs a termomechanikában, jelenleg Bernard D. Coleman birtokában [18] .

1950-ben Gibbs mellszobra került a Nagy Amerikaiak Hírességek Csarnokába .

1964-ben a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió Gibbsről elnevezett egy krátert a Hold látható oldalán .

2005. május 4-én az Egyesült Államok Postaszolgálata egy sor postabélyeget adott ki, amelyeken Gibbs, John von Neumann , Barbara McClintock és Richard Feynman portréi láthatók .

Az USN Josiah Willard Gibbs (T-AGOR-1), az Egyesült Államok haditengerészetének oceanográfiai expedíciós hajója, amely 1958-71 között volt szolgálatban, Gibbsről kapta a nevét.

Művek, kiadások

• Grafikus módszerek a folyadékok termodinamikájában. Trans. Connecticut Acad. Arts and Sciences, Vol. II, 1873. - P. 309-342.
• Az anyagok termodinamikai tulajdonságainak felületek segítségével történő geometriai ábrázolásának módszere. Trans. Connecticut Acad. Arts and Sciences, Vol. II, 1873. - P. 382-404.
• A heterogén anyagok egyensúlyáról. Trans. Connecticut Acad. Arts and Sciences, Vol. Ill, 1875-1878, pp. 108-248; pp. 343-524. Absztrakt: American Journal. Sci., 3d ser., Vol. XVI. - P. 441-458.
• A dinamika alapképleteiről // Amer. J. hónap. 1879. V. 2. No. 1. - P. 49-64.
• A vektoranalízis elemei a fizika tanulóinak felhasználására rendezve. New Haven, 8°, pp. 1-86 1881-ben, és pp. 1884-ben, 37-83. (Nem tették közzé.)
• Megjegyzések a fény elektromágneses elméletéhez. 1. A kettős fénytörésről és a színek diszperziójáról tökéletesen átlátszó közegben. American Journal. Sci., 3d ser., Vol. XXIII, 1882. - P. 262-275.
• Kettős törés esetén tökéletesen átlátszó közegben, amely a cirkuláris polarizáció jelenségét mutatja. American Journal. Sci., 3d ser., Vol. XXIII, 1882. - P. 400-476.
• A monokromatikus fény általános egyenleteiről minden átlátszósági fokú közegben. American Journal. Sci., 3d ser., Vol. XXV, 1883. - P. 107-118.
• A statisztikus mechanika alapképletéről, csillagászati ​​és termodinamikai alkalmazásokkal. (Absztrakt.) Proc. American Assoc. Adv. Sc., Vol. XXXIII, 1884. - 57. és 58. o.
• A Foucault-féle forgótükör által meghatározott fénysebességről. Nature, Vol. XXXIII, 1886. - 582. o.
• A fény rugalmassági és elektromos elméletének összehasonlítása a kettős törés és a színek szórásának törvénye alapján. American Journal. Sci., 3d ser., Vol. XXXV, 1888. - P. 467-475.
• A fény elektromos elméletének összehasonlítása Sir William Thomson kvázi labilis éter elméletével. American Journal. Sci., 3d ser., Vol. XXXVTI, 1880, pp. 120-144. Reprint: Philos. Mag., 5. ser., 2. évf. XXVII, 1889. - P. 238-253.
• Az elliptikus pályák meghatározásáról három teljes megfigyelésből. Mem. Nat. Acad. Sc., Vol. IV, 1889. - P. 79-104.
• A kvaterniók szerepéről a vektorok algebrában. Nature, Vol. XLIII, 1891. - P. 511-514.
• Quaternionok és az Ausdehnungslehre. Nature, Vol. XLIV, 1891. - P. 79-82.
• A kvaterniók és a vektorok algebrája. Nature, Vol. XLVII, 1898. - P. 463-464.
• Kvaterniók és vektoranalízis. Nature, Vol. XLVIII, 1893. - P. 364-367.
• Vektoranalízis: J. Willard Gibbs előadásaira alapozott tankönyv matematika és fizika szakos hallgatók számára, EB Wilson. Yale Bicentennial Publications. XVIII + 436 p. G. Scrilmer fiai, 1901.
• A statisztikus mechanika alapelvei, különös tekintettel a termodinamika racionális megalapozására. Yale Bicentennial Publications. XVIII + 207 p. C. Scribner fiai, 1902
• A vektoros módszerek alkalmazásáról a pályák meghatározásában. Levél dr. Hugo Buchholz, a Klinkerfues Theoretisehe Astronomie című könyvének szerkesztője. Scientific Papers, Vol. II, 1906. - P. 149-154.
• A tudományos közlemények, v. 1-2, NY, 1906 (orosz fordításban - "A statisztikai mechanika alapelvei". M.-L., 1946.
• Gibbs JV termodinamikai munkák. - M. , 1950.
• Gibbs, J.W. A statisztikai mechanika alapjai (Speciális alkalmazással a termodinamika racionális alapjaihoz) . - M. - L .: OGIZ, 1946.
• Gibbs J. W. Termodinamika. Statisztikai mechanika. - M .: Nauka, 1982.

Lásd még

• Gibbs hozzájárulása a termodinamika axiomatikájához
• Gibbs-eloszlás

Jegyzetek

1. ↑ Matematikai genealógia  (angol) - 1997.
2. ↑ 1 2 Bogolyubov, 1983 , p. 132-133.
3. ↑ 1 2 3 4 5 Khramov, 1983 , p. 84.
4. ↑ Josiah Willard Gibbs Archiválva : 2013. május 17. , Britannica, 1911
5. ↑ 1 2 アーカイブされたコピー. Letöltve: 2013. május 17. Az eredetiből archiválva : 2013. május 17.  (határozatlan) JJ O'Connor és E.F. Robertson, „J. Willard Gibbs" Archiválva : 2014. október 30. a Wayback Machine -nál .
6. ↑ Wilson, 1931 , p. 405.
7. ↑ Müller, Ingo. A termodinamika története – az energia és entrópia doktrínája. Springer, 2007. ISBN 978-3-540-46226-2 .
8. ↑ Josiah Willard Gibbs előadásai archiválva : 2015. május 1., a Wayback Machine , American Mathematical Society
9. ↑ Thermodynamische Studien. Lipcse, 1802.
10. ↑ Roy G., Brunhes B. Diagrammes et surfaces thermodynamiques. Párizs, 1903.
11. ↑ Le Chatelier, H. Equilibre des Systemes Chimiques. Párizs, 1899.
12. ↑ 1 2 Rumyantsev V. V. Appell egyenletek // Matem. enciklopédia. T. 1. - M . : Szov. enciklopédia, 1977. - Stb. 301-302.
13. ↑ Gibbs JW A dinamika alapvető képleteiről // Amer. J. hónap. 1879. V. 2. No. 1. - P. 49-64.
14. ↑ Tyulina, 1979 , p. 180.
15. ↑ Appell P. Sur une forme generale des équations de la dynamique // Comp. Rend. Acad. sci. 1899. V. 129. - P. 317-320, 423-427, 459-460.
16. ↑ Astronomical Journal, Vol. IX, 1889. P. 114-117, 121-122.
17. ↑ Kilter J. Cleveland, "Biophysical Economics" Archiválva : 2013. május 12., a Wayback Machine , Encyclopedia of the Earth , Utolsó frissítés: 2006. szeptember 14..
18. ↑ J. Willard Gibbs, a termomechanika professzora Archiválva : 2010. július 23., a Wayback Machine , Rutgers University.

Irodalom

• Bogolyubov A. N.  Matematika. Mechanika. Életrajzi útmutató. - Kijev: Naukova Dumka , 1983. - 639 p.
• Semenchenko V.K.D.V.  Gibbs és főbb munkái a termodinamikáról és a statisztikai mechanikáról (Halálának 50. évfordulójára) // Uspekhi khimii . - Orosz Tudományos Akadémia , 1953. - T. 22 , no. 10 . - S. 224-243 . (Orosz)
• Tyulina I. A.  A mechanika története és módszertana. - M . : Moszkvai Kiadó. un-ta, 1979. - 282 p.
• Wilson M.  Amerikai tudósok és feltalálók / Per. angolról. V. Ramszesz ; szerk. N. Treneva. - M .: Tudás , 1975. - S. 65-74. — 136 p. — 100.000 példány.
• Frankfurt W. I., Frank A. M.  Josiah Willard Gibbs . - M .: Nauka , 1964.
• Khramov Yu. A. Gibbs, Josiah Willard // Fizikusok : Életrajzi kalauz / Szerk. A. I. Akhiezer . - Szerk. 2., rev. és további — M  .: Nauka , 1983. — S. 83. — 400 p. - 200 000 példányban.
• Hastings, Charles S. Josiah Willard Gibbs életrajzi emlékei // Életrajzi emlékek. - Washington: Nemzeti Tudományos Akadémia, 1909. - 1. évf. VI. - P. 373-393.
• Wheeler, Lynde Phelps. Josiah Willard Gibbs - Woodbridge, CT: Ox Bow Press, 1998. - 230 p. — ISBN 1-881987-11-6 .
• Wilson, Edwin Bidwell.  . Egy diák és egy kolléga Gibbs-emlékezései // Bulletin of the American Mathematical Society , 1931, 37 .  - P. 401-416.

Linkek

• John J. O'Connor és Edmund F. Robertson . Gibbs  ,  Josiah Willard _

Tematikus oldalak	Matematikai genealógia zbMATH Nyitva Archívum a matematika történetéhez MacTutor
Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy norvég Nagy orosz Nagy Szovjet (1 kiadás) a világ körül litván univerzális Kis Brockhaus és Efron horvát Amerikai nemzeti életrajz Britannica (11.) Britannica (online) Brockhaus Figyelemre méltó névadatbázis Universalis
Genealógia és nekropolisz	Keress egy sírt WikiTree
Bibliográfiai katalógusokban BNC : a10900652 BNE : XX1284035 BNF : 12549131v GND : 118694642 ISNI : 0000 0001 0940 2215 J9U : 987007276500705171 LCCN : n79131126 NKC : skuk0002640 NLA : 36545410 NLP : A31925662 NTA : 069471959 NUKAT : n99038829 SUDOC : 03477212X VIAF : 122317710 WorldCat VIAF : 122317710