Оливер Хевисајд

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Оливер Хевисајд
Oheaviside.jpg
Роден 18 мај 1850(1850-05-18)
Камден Таун, Лондон, Обединето Кралство
Починал 3 февруари 1925(1925-02-03) (воз. 74 г.)
Торки, Девон, Обединето Кралство
Живеалиште Англија
Националност Британец
Полиња Електротехника, математика и физика
Установи Големата Северна телеграф компанија
Познат по Методата на Хевисајд
Кенли-Хевисајдов слој
Реактанса
Хевисајдова функција
Диференцијални оператори
Векторски анализи
Хевисајдова состојба
Коаксијален кабел
Поважни награди Фрадеј Медал Шаблон:Мал
Припадник на Кралското Друштво[1]
Белешки
Познат цитат: Треба ли да одбијам да вечерам бидејки не го разбирам целосно процесот на дигестија?

Оливер Хевисајд[1] (англиски: Oliver Heaviside; 18 мај 18503 февруари 1925) — самоук англиски електроинженер, математичар, и физичар кој ги адаптирал комплексните броеви кои се прилагодуваат на електричните кола, измислил математички техники за решавање на диференцијални равенки (подоцна е утврдено дека се еквивалентни на Лапласова трансформација), и го реформулирал Максвеловото поле на равенки во однос на електричната и магнетна сила и флуксова енергија, и независно ја ко-формулирал векторска анализа. Иако бил во постојан судир со научните основања поголемиот дел од неговиот живот, Хевисајд го сменил изгледот на телекомуникациите,математиката и науката за годините кои следат.[2]

Биографија[уреди | уреди извор]

Младост[уреди | уреди извор]

Хевисајд бил роден на 55 Кингс Стрит [3] (ега Плендер улица) во Лондоновиот Камден Таун. Бил низок и црвенокос и боледувал од шарлах кога бил млад, која го оставила со оштетен слух. Мало наследство му овозможило на семејството да се преселат во поголемиот дел во Камден кога тој имал 13 години каде што бил испратен во Камден Граматичкото Школо. Бил добар ученик (бил петти од пет стотини студенти во 1865) но неговите родители не можеле да го задржат во школо откако наполнил 16 години, такашто тој продолжил да учи дома сам уште една година. Нема понатамошно формално образование.[4]

Чичкото на Хевисајд ја стекнал титулата Сер со стапувањето во брак Чарлс Ветстоун (1802–1875), оригиналниот коизумител на првиот комерцијално успешен тееграф во средината на 1830-тите, како и меѓународно признатиот експерт во телеграфија и електромагнетизам. Ветстоун земал голем интерес во школувањето на неговиот внук. [5] и во 1867 го пратил да работи заедно со неговиот постар брат Артур кој раководел една од телеграфските компании на Ветстоун Newcastle-upon-Tyne.[6]

Две години подоцна тј се вработил како телеграфски оператор заедно со Данската Голема Северна телеграф компанија поставил кабел од Њукасл Данска користејки Британски изведувачи, наскоро станал електричар. Хевисајд продолжил да учи додека работел, додека на возраст од 22 години објавил статија во престижното Филозофско Списаните за "Најдобар аранжман на Ветстоновиот мост за мерење на Даден Отпор со Даден Галанометар и Батерија"[7] која добила позитивна критика од физичарите кои неуспешно се обиделе да го решат овој алгебарски проблем, вклучувајки ги и Сер Вилиам Томсон, на кого му дал копија од документот и Џејмс Кларк Маквел. Како и да е, кога ја објавил статијата за дуплекс метод на користење на телеграфски кабел,[8] тој отишол кај Р. С. Кулеј, главниот инжењер на Пошта и телеграф систем кој сметал дека дуплекс е непрактичен. Покасно во 1873, неговата апликација за придружување на Општеството на Телеграф инжењери била одбиена со коментар дека "тие не сакале телеграфски службеници". Ова го налутило Хевисајд кој го замолил Томсон да го спонзорира, додека пак со подршката и од претседателот тој бил примен "покрај П.О. снобови".[9]

Во 1873 Хевисајд се сретнал со Максвеловата најнова објавена, а ден-денес позната, во два тома Расправа за електрицитет и магнетизам. Во неговите стари години Хевисајд рекол:

Се сеќавам на мојот прв поглед на големата расправа на Максвел кога бев млад... Видов дека е добро,подобро од најдоброто со огромни можности во нејзина моќ... Бев решен да ја прочитам книгата и да почнам да работам. Бев многу игнорантен. Немав никакво познавање за математичките анализи (имав учено само школска алгебра и тригонометрија која ја имав заборавено) такашто работата беше поставена за мене. Ми беа потребни неколку години за да можам да разберам колку што е можно повеќе. Тогаш го тргнав Максвел настрана и си тргнав по патот. Со тоа јас многу побрзо напредував... Со тоа ке се свати дека јас го проповедав Евангелието според мојата интерпретација за Максвел.[10]

Правејки истражувања од дома,тој помогнал да се развие телеграфската линија теоријата (позната и како "телеграфски равенки"). Хевисајд ја покажал математички дека рамномерно распределената индуктивност во телеграфската линија би ги намалила слабеењето и нарушувањето, и дека,ако индуктивноста е доволно голема и изолација отпор не е премногу висок, коло нема да биде нарушена додека моменталнаод сите фрекфенции ке има еднаква брзина како и размножувањето. Хевисајдовите равенки помогнаа во понатамошните имплрементации на телеграфот.

Кариера[уреди | уреди извор]

Од 1882 до 1902, освен 3 години, тој придонел редовни артикли на трговијата со хартија Електричарот, кој сакал да ја подобри својата позиција, за која бил плате 40 евра годишно. Оваа сума не била доволна за нормално живеење, но неговите барања биле многу мали а воедно и тој го работел тоа кое одсекогаш сакал да го работи. Помеѓу 1883 и 1887 месечно биле објавувани по 2-3 статии кои покасно го формирале најголеимот дел од неговата Електромагнетна теорија и Електрични Трудови.[11]

Во 1880, Хевисајд го истражувал ефектот на кожата во телеграфските трансмисиони линии. Истата година го патентирал, во Англија, коксијалниот кабел. Во 1884 тој ја преработил Макселовата математичка анализа од нејзината оригинална тешка форма (тие веке се преформулираат како кватерниони) до нивната вектор терминологија, со што се намалуваат 12 од оригиналните 20 равенки, 20 непознати сведува на 4 диференцијални равенки во 2 непознати кои сега ги знаеме како Максвелови равенки. 4те реформулирани Максвелови равенки ја опишуваат природата на статички и подвижни електрични полнења и магентски диполи,а воедно и врската меѓу тие две, електромагнетни индукции.

Помеѓу 1880 и 1887, Хевисајд ја развил oперативната анализа (вклучувајки ја Д нотаијата за диференцијалниот оператор, за кој е заслужен за создавањето), метод на решавање на диференцијални равенки со нивно трансформирање во обични алгебарски равенки кои предизвикале голема контраверзност кога биле претставени за прв пат,жто се должи на недостатокот на строгост во нејзиното изведување. Тој кажал, "Математиката е експериментална наука,за која дефинициите не доааѓаат веднаш, туку малу подоцна." Тој одговорил на критиките за неговата употреба на оператори кои не биле јасно дефинирани. Во друга прилика тој изјавил во своја одбрана, "Јас не одбивам да вечерам едноставно бидејки не го разбирам процесот на дигестија."

Во 1887, Хевисајд работел заедно со неговиот брат Артур на труд со име "The Bridge System of Telephony". Меѓутоа трудот бил блокиран од страна на противникот на Артур, Вилијам Хенри Приц на Пошта, бидејки дел од предлогот бил loading coil (inductors) треба да бидат додадени на телефонските и телеграфски линии со цел да се зголеми нивната индукција и да се поправи нарушувањето кои го претрпеле. Приц од неодамна изјавил дека само-индуктивноста е најглемиот непријател на јасната трансмисија. Хевисајд бил истотака убеден дека Приц стои зад разрешувањето на уредникот на Електричарот кој ги донел своите долготрајни написи во застој (се до 1891).[12] Имало долга историја на непријателство помеѓу Хевисајд и Приц. Хевисајд сметал дека При е математички некомпетентен; проценката била поддржана од биографот Paul J. Nahin: "Приц беше моќен владин претставник, премногу амбициозен, а во некои неверојатни начини, краен шупак." Мотивациите на Приц за спречувањето на работата на Хевисајд, биле повеке за да се зачува репутацијата на Приц и да се избегне признавањето на грешка одколку дека тој е виновен за грешките во работата на Хевисајд. [13]

Важноста на работата на Хевисајд останала неоткриена некое време после издавањето на Електричарот, така да неговите права лежат во јавниот домен. Во 1897, AT&T биле најмени еден од неговите вработени научници, George A. Campbell, и надворешен детекив Michael I. Pupin да најдат некој дел од работата на Хевисајд кој е неточен или пак недовршен. Кемпбел и Пупин ја прошириле работата на Хевисајд и AT&T кои биле полни со патенти кои ги покривале не само нивните истражувања туку и техничкиот метод на градење на коели кои предходно биле измислени од Хевисајд. AT&T покасно му понудиле пари на Хевисајд во замена за неговите авторски права; можно е дека почитта која ја имале инжењерите на Бел влијаела врз оваа понуда. Меѓутоа, Хевисајд ја одбил оваа понуда,одбивајки да прифати било каква сума на пари освен ако тие не му дадат целосно признавање. Хевисајд бил хронично сиромашен и со тоа, тоа што тој ја одбил понудата направил се да изгледа уште почудно. [14]

Меѓутоа овој неуспех имал ефект во свртувањето на вниманието на Хевисајд спрема електромагнетната радијација,[15]и во два труда во 1888 и 1889, Хевисајд ги собрал деформациите на електричните и магнетни полиња кои ги обиколуваат движечките честички, а воедно и вклучува предвидување кое е сега познато како Черенково Зрачење кое го инспирирало неговиот пријател Џорџ ФитцЏералд да го педложи тоа кое е сега познато како Лоренц ФитџЏералдова контракција.

Во 1889, Хевисајд го објавил првото издание за правилно изведување на магнетна сила на движечки честички.[16] која сега е наречена Лоренцова Сила.

Во доцните 1890, Хевисајд работел на концептот на електромагнетната маса. Хевисајд се однесувал спрема ова како материјал маса, способна за создавање на исти ефекти. Wilhelm Wien подоцна го потврдил овој израз (за ниска брзини).

Во 1891 Британското Кралско Друштво ги препознала Хевисајдовите придонеси во математичкиот опиц на електромагнетниот феномен со тоа што го именувале како Припадник на Кралското Друштво, а во годината која следувала биле посветени повеке од 50 страници на Филозофски Трансакции на Друштвото на неговите вектор методи и електромагнетната теорија. Во 1905 на Хевисајд му бил доделен хонорарен докторат од страна University of Göttingen.

Подоцнежни години и ставови[уреди | уреди извор]

Во 1896, Фитцџералд и John Parry добиле граѓанска пензија од £120 годишно за Хевисајд,кој сега живеел во Девон, го убедувале да ја прифати, одкако тој одбил неколку хуманитрани понуди од Кралското Друштво. [15]

Во 1902, Хевисајд го предложил постоењето на тоа кое е сега познато како Kennelly–Heaviside layer од јоносферата. Хевисајдовиот предлог ги вклучил средствата со кои радио-сигналите се пренесуваат околу Земјината топка. Постоењето на јоносферата било потврдено во 1923. Предвидувањата на Хевисајд, комбинирани со радиационата теорија на Planck, можеби ги обесхрабрила понатамошните обиди за детектирање на радио бранови од Сонцето и други астрономни објекти. Не се знае од која причина, меѓутоа немало никакви обиди 30 години, се до напредокот на Jansky за радио астрономија во 1932.

Во подоцнежните години, неговото однесување станало поприлично ексцентрично. Според неговиот придружник B. A. Behrend, тој станал осаменик кој бил толку многу против средби со луѓе, што почнал да ги испраќа скриптите од неговиот Електричар до самопослуга од каде што уредниците ги зимале.[17] Иако бил активен велосипедист во неговата младост, неговото здравје сериозно било нарушено во неговите 60-ти години. Во овој период Хевисајд пишувал букви со иницијалите "W.O.R.M." после неговото име. Хевисајд истотака започнал да ги лакира своите нокти со розева боја и имал гранитни блокови наместо намештај во неговата куќа. [18] Во 1922, тој станал првиот добитник на Faraday Medal, која била формирана истата година.

Во религиозните погледи на Хевисајд, тој бил Unitarian, но не бил религиозен. Дури и било кажано дека ги исмејувал оние кои ја ставале својата верба во рацете на Семоќниот. [19]

Comparison of before and after the restoration project.

Хевисајд починл во Torquay во Девон и бил погребан блиску до источниот ќош на Paignton гробиштата. Бил закопан заедно со неговиот татко, Томас Хевисајд и неговата мајка, Рејчел Елизабет Хевисајд. Надгробната плоча била исчистена благодарејки на анонимен донатор во 2005.[20] Поголемиот дел од неговите дела се признати после смртта.

Хевисајдов меморијален проект[уреди | уреди извор]

Во July 2014, академиите во Њукаселовиот универзитет, Електромагнетната Група на Интереси која го создала Хевисајд Спомен Проектот [21] сакале целосно да го реставрираат споменикот преку јавна претплата.[22][23] Реставрираниот споменик бил свечено откриен на 30 August 2014 од Alan Heather, далечен роднина на Хевисајд. На откривањето присуствувал градоначалникот на Торбеј, пратеникот на Турбеј екс-кураторот на Музејот за Наука (representing the Institution of Engineering and Technology), и претседателот на Турбеј на граѓанското општество.[24]

Иновации и откритија[уреди | уреди извор]

Хевисајд направил многу во развојот на вектор методи и вектор калкулус. Максвеловата формулација електромагнетизам се состои од 20 равенки и 20 променливи. Хевисајд ги вработил curl и дивергенција операторите на вектор калкулус со цел да се реформулираат 12 од овие 20 равенки во 4 равенки 4 променливи (B, E, J, and ρ), формата со која од тогаш се познати (види Максвелови равенки). Помалку познато е дека Максвеловите равенки и Хевисајдовите равенки не се исти, фактички полесно е да се модифицираат за да се направат компатибилни со квантната физика. [25]

Тој ја измислил Хевисајдовата функција и ја вработил да се моделира тековна во електрично поле. Тој го измислил оператор метода за решавање на линеарни диференијални равенки, која наликува на тековната Лапласова трансформација метода (види инверзна Лапласова трансформација, позната како "Bromwich integral"). Британскиот математичар Thomas John I'Anson Bromwich подозна измислил ригорозни математички оправдувања за Хевисајдовиот оператор метод.

Хевисајд ја напреднал идејата дека највисокиот слој на Земјината атмосфера содржи јонизиран слој познат како јоносфера; Во оваа смисла, тој го предвидел постоењето на Кенли-Хевисајдов слој. Во 1945 Едвард Виктор Аплетон ја примил Нобеловата Награда во Физика за докажување дека овој слој навистина постои. Хевисајд ја развил теоријата за трансмисионата линија (позната како "телеграфски равенки"), кои го имале ефектот на зголемување на трансмисијата преку трансантлантски кабли со 10 фактор. Оригинално биле поребни 10 минути за трансмитување на секој сигнал и моментално се подобрува на еден сигнал во минута. Поврзано со ова е откритието дека телефонските трансмисии би можеле да се подобрат со поставување електична индуктивност серии заедно се кабелот. [26] Heaviside also independently discovered the Poynting vector.[27]

Електромагнетни термини[уреди | уреди извор]

Heaviside coined the following terms of art in electromagnetic theory:

Објавени дела[уреди | уреди извор]

Wikisource
Викиизвор има оригинални дела од или за:
Wikiquote-logo.svg
Викицитат има збирка цитати поврзани со:

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. 1,0 1,1 doi:10.1098/rspa.1926.0036
    Овој навод ќе се дополни автоматски во текот на следните неколку минути. Можете да го прескокнете редот или да го проширите рачно
  2. doi:10.1063/PT.3.1788
    Овој навод ќе се дополни автоматски во текот на следните неколку минути. Можете да го прескокнете редот или да го проширите рачно
  3. Nahin, Paul J. (9 Октомври 2002). Оливер Хевисајд: Животот, работата и времињата на електричниот гениј од Викторијанската доба. JHU Press. стр. 13. ISBN 978-0-8018-6909-9. http://books.google.com/?id=e9wEntQmA0IC&pg=PA13. 
  4. Hunt, Bruce J. (1991). The Maxwellians. стр. 51. http://books.google.co.uk/books?id=23rBH11Q9w8C. 
  5. Sarkar, T. K.; Mailloux, Robert; Oliner, Arthur A.; Salazar-Palma, M. and Sengupta, Dipak L. (2006). History of Wireless. стр. 230. ISBN 978-0-471-78301-5. http://books.google.com/?id=NBLEAA6QKYkC&pg=PA230. 
  6. Hunt 1991, стр. 53.
  7. Heaviside 1892, стр. 3-8.
  8. Heaviside 1892, стр. 18-34.
  9. Hunt 1991, стр. 60.
  10. Sarkar, T. K.; Mailloux, Robert; Oliner, Arthur A.; Salazar-Palma, M. and Sengupta, Dipak L. (30 January 2006). History of Wireless. John Wiley & Sons. стр. 232. ISBN 978-0-471-78301-5. http://books.google.com/?id=NBLEAA6QKYkC&pg=PA232. 
  11. Hunt 1991, стр. 71.
  12. Hunt, Bruce J. (2004). „Heaviside, Oliver“. Oxford Dictionary of National Biography. http://www.oxforddnb.com/view/article/33796. 
  13. Nahin, pp. xi–xvii, 162–183
  14. Wiener, Norbert (1993). Invention: The Care and Feeding of Ideas. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. стр. 70–75. ISBN 0-262-73111-8. http://books.google.co.uk/books?id=G3Q2qOtOeLYC. 
  15. 15,0 15,1 Hunt 2004.
  16. doi:10.1080/14786448908628362
    Овој навод ќе се дополни автоматски во текот на следните неколку минути. Можете да го прескокнете редот или да го проширите рачно
  17. . јуни 1925 г. http://www.americanradiohistory.com/Archive-Popular-Radio/Popular-Radio-1925-06.pdf. посет. 14 август 2014 г. 
  18. Nahin, p. xx
  19. Pickover, Clifford A. (1998). „Oliver Heaviside“. Strange Brains and Genius: The Secret Lives of Eccentric Scientists and Madmen. Plenum Publishing Company Limited. ISBN 9780306457845. „Religion: A Unitarian, but not religious. Poked fun at those who put their faith in a Supreme Being.“ 
  20. Mahon, Basil (2009). Oliver Heaviside: Maverick mastermind of electricity. The Institution of Engineering and Technology. ISBN 9780863419652. 
  21. „Heaviside Memorial Project Homepage“. Heaviside Memorial Project. 27 јули 2014. http://www.heavisidememorialproject.co.uk. посет. 31 јули 2014 г. 
  22. „Bid to restore Paignton monument to Oliver Heaviside“. Herald Express. 27 јули 2014. http://www.torquayheraldexpress.co.uk/Bid-restore-monument/story-21752656-detail/story.html. посет. 29 јули 2014 г. 
  23. „The Heaviside Memorial Project“. Newcastle University. 29 јули 2014. http://www.ncl.ac.uk/sage/about/news/item/the-heaviside-memorial-project. посет. 29 јули 2014 г. 
  24. „Restored Heaviside memorial unveiled on Saturday“. Herald Express. 1 септември 2014. http://www.torquayheraldexpress.co.uk/Restored-Heaviside-memorial-unveiled-Saturday/story-22858873-detail/story.html. посет. 1 септември 2014 г. 
  25. Topological Foundations of Electromagnetism, World Scientific Series in Contemporary Chemical Physics, 13 March 2008, Terence W. Barrett.
  26. Wiener, Norbert (1993). Invention: The Care and 70–75. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. ISBN 0-262-73111-8. http://books.google.co.uk/books?id=G3Q2qOtOeLYC. 
  27. Nahin, pp. 116-118

Дополнителна литература[уреди | уреди извор]

Подредена по датуми.

Надворешни врски[уреди | уреди извор]

Wikiquote-logo.svg
Викицитат има збирка цитати поврзани со:

. Hebrew University of Jerusalem.

Public Domain Оваа статија вклучува текст од издание кое сега е во јавна сопственост „“. Енциклопедија Британика (XI). (1911). Cambridge University Press.