Джозайя Уиллард Гиббс
-
Биография и образование
- Джозайя Уиллард Гиббс родился в Нью-Хейвене, Коннектикут, в 1839 году.
- Получил образование в школе Хопкинса и Йельском колледже, где был одним из лучших студентов.
- В 1863 году получил первую в США степень доктора философии в области машиностроения.
-
Ранняя карьера
- Преподавал в Йельском университете, затем отправился в Европу для дальнейшего обучения.
- Посещал лекции в Париже, Берлине и Гейдельберге, где познакомился с ведущими учеными.
- Вернулся в Йель в 1869 году и начал преподавать французский язык.
-
Вклад в науку
- Создал статистическую механику вместе с Джеймсом Клерком Максвеллом и Людвигом Больцманом.
- Разработал векторное исчисление и описал феномен Гиббса в теории анализа Фурье.
- Внес значительный вклад в термодинамику и физическую химию.
-
Международное признание
- Получил медаль Копли Лондонского королевского общества в 1901 году.
- Альберт Эйнштейн назвал его «величайшим умом в американской истории».
- Его работа стала основой для развития промышленной химии в первой половине 20-го века.
-
Ранние годы и образование
- Родился в 1839 году в Нью-Хейвене, США
- Учился в Йельском университете, где получил степень бакалавра и магистра
- В 1866-1869 годах учился в Европе
-
Научная карьера
- В 1870-х годах предложил идею выражения внутренней энергии через энтропию
- Ввел понятие химического потенциала и объединил первый и второй законы термодинамики
- Работал над преобразованием внешней алгебры в векторное исчисление
- Исследовал двойное лучепреломление и защищал электромагнитную теорию света
- Ввел термин статистическая механика и ключевые понятия
-
Личная жизнь и характер
- Никогда не был женат, жил с сестрой и её мужем
- Принадлежал к конгрегационалистской церкви, был прихожанином до конца жизни
- Поддерживал республиканцев, но в 1884 году поддержал Кливленда
- Был осторожным инвестором и финансовым менеджером
-
Наследие и признание
- Опубликовал множество работ по термодинамике и оптике
- Ввел нотацию «del» в электродинамике и гидромеханике
- Внес значительный вклад в развитие статистической механики
- Умер в 1903 году, оставив значительное научное наследие
-
Химическая термодинамика
- Гиббс разработал уравнение Гиббса-Дюгема для электрохимических реакций.
- Ввел понятие химического потенциала как частичную молярную свободную энергию Гиббса.
- Сформулировал правило фаз для числа переменных в равновесной смеси компонентов.
-
Статистическая механика
- Основал статистическую механику вместе с Максвеллом и Больцманом.
- Ввел понятие фазы механической системы и определил микроканонические, канонические и большие канонические ансамбли.
- Обобщил статистическую интерпретацию энтропии Больцмана, определив энтропию произвольного ансамбля.
-
Векторный анализ
- Разработал методы векторного исчисления, используемые в электродинамике и гидромеханике.
- Ввел точечные и перекрестные произведения для пар векторов.
- Утвердил приоритет идей Грассмана в векторном анализе.
-
Физическая оптика
- Применил уравнения Максвелла к теории оптических процессов.
- Подчеркнул, что отсутствие продольной электромагнитной волны автоматически гарантируется уравнениями Максвелла.
- Внес вклад в классический электромагнетизм, применив уравнения Максвелла к оптическим процессам.
-
Научное признание
- Работал в условиях отсутствия традиций строгой теоретической науки в США.
- Его работы были труднопонятны и не получили широкого распространения при жизни.
- Получил высокие награды, включая членство в Национальной академии наук и Американском философском обществе.
-
Признание и награды
- Избран почетным членом Лондонского математического общества в 1892 году
- Иностранный член Королевского общества в 1897 году
- Получил медаль Копли в 1901 году
- Переведен на немецкий и французский языки
-
Влияние на науку
- Внес значительный вклад в физическую химию и статистическую механику
- Фазовое правило подтверждено экспериментально
- Термодинамика Гиббса нашла применение в промышленной химии
- Работы Гиббса повлияли на Нобелевских лауреатов, таких как Ван-дер-Ваальс и Планк
-
Математические достижения
- Ввел лемму Гиббса в теории игр
- Разработал векторное исчисление
- Оказал влияние на развитие радиотехники
-
Экономическое влияние
- Руководил диссертацией Ирвинга Фишера
- Внес вклад в математическую экономику
- Оказал влияние на Пола Самуэльсона
-
Празднование и наследие
- В 1912 году установлен бронзовый барельеф в Йельском университете
- В 1950 году избран в Зал славы великих американцев
- В 1958 году назван кратер на Луне
- Введен символ G для обозначения свободной энергии Гиббса
-
Эссе Генри Адамса
- В 1909 году Генри Адамс написал эссе «Правило фазы применительно к истории», где применил термодинамические концепции к истории.
- Эссе критиковали за слабое понимание научных концепций и произвольность их применения.
- Эссе осталось неопубликованным до 1919 года.
-
Мюриэл Рукейзер и Уиллард Гиббс
- В 1930-х годах Рукейзер увлеклась Гиббсом и написала о нем стихотворение и биографию.
- Рукейзер считала Гиббса символом воображения и его влияния на жизнь и мышление.
- В 1946 году журнал Fortune проиллюстрировал обложку с термодинамической поверхностью Гиббса.
-
Критика и новые биографии
- Племянник Гиббса Ральф Ван Нейм критиковал биографию Рукейзер за отсутствие научной подготовки.
- Ван Нейм и Эдвин Уилсон опубликовали новую биографию Гиббса в 1951 году.
- Биография Гиббса и Рукейзер упоминается в поэтическом сборнике Стефани Стрикленд.
-
Марка Гиббса
- В 2005 году почтовая служба США выпустила марку с изображением Гиббса.
- Марка содержит диаграмму из «Теории теплоты» Максвелла и математическое уравнение Гиббса.
-
Основные работы Гиббса
- Гиббс внес значительный вклад в физическую химию, статистическую механику, математику и электромагнетизм.
- Его работы включают «О равновесии разнородных веществ», «Элементарные принципы статистической механики» и «Векторный анализ».
-
Наследие и влияние
- Гиббс считается одним из основателей термодинамики и статистической механики.
- Его работы оказали значительное влияние на развитие этих областей науки.
- Гиббс также внес вклад в математику и электромагнетизм, включая уравнения Максвелла и двойное лучепреломление.