Gibbs, Josiah Willard

Josiah Willard Gibbs ( eng.  Josiah Willard Gibbs ; 1839-1903 ) - americký fyzik , fyzikální chemik , matematik a mechanik , jeden z tvůrců vektorové analýzy , statistické fyziky , matematické teorie termodynamiky [2] [3] , které do značné míry předurčily rozvoj moderních exaktních věd a přírodních věd vůbec. Gibbs je uveden ve Velké americké síni slávy . Jeho jméno je dáno mnoha veličinám a konceptům chemické termodynamiky: Gibbsova energie , Gibbsův paradox, Gibbsovo fázové pravidlo , Gibbs-Helmholtzovy rovnice , Gibbs-Duhemovy rovnice , Gibbsovo lemma, Gibbs-Rosebomův trojúhelník atd.

V roce 1901 bylo Gibbsovi uděleno nejvyšší ocenění mezinárodní vědecké komunity té doby (udělováno každý rok pouze jednomu vědci) – Copley Medal of the Royal Society of London  – za to, že „jako první použil druhý termodynamický zákon na komplexní úvaha o vztahu mezi chemickou, elektrickou a tepelnou energií a schopností konat práci “ [4] .

Životopis

Raná léta

Gibbs se narodil 11. února 1839 v New Haven , Connecticut . Jeho otec, profesor duchovní literatury na Yale Divinity School (později začleněný do Yale University ), byl známý svou účastí v soudním procesu zvaném Amistad . Přestože se otec jmenoval také Josiah Willard, slovo „mladší“ se se synovým jménem nikdy nepoužilo: stejné jméno mělo navíc pět dalších členů rodiny. Dědeček z matčiny strany byl také absolventem literatury na Yale. Po studiu na Hopkins School ve věku 15 let Gibbs vstoupil na Yale College. V roce 1858 absolvoval vysokou školu mezi nejlepšími ve své třídě a byl oceněn za vynikající výsledky v matematice a latině.

Roky zralosti

V roce 1863, rozhodnutím School of Science Gibbs získal první americký Ph.D. Následující roky vyučoval na Yale: dva roky učil latinu a další rok – to, čemu se později říkalo přírodní filozofie a je srovnatelné s moderním pojetím „přírodních věd“. V roce 1866 odešel do Evropy, aby pokračoval ve studiích, každý rok strávil v Paříži , Berlíně a poté v Heidelbergu , kde se setkal s Kirchhoffem a Helmholtzem . V té době byli němečtí vědci předními autoritami v chemii, termodynamice a základních přírodních vědách. Tyto tři roky ve skutečnosti tvoří tu část vědcova života, kterou strávil mimo New Haven.

V roce 1869 se vrátil na Yale, kde byl v roce 1871 jmenován profesorem matematické fyziky (první taková pozice ve Spojených státech) a tuto funkci zastával po zbytek svého života.

Pozice profesora byla zpočátku neplacená – situace typická pro tehdejší dobu (zejména v Německu) a Gibbs musel své články publikovat. V letech 1876-1878. píše řadu článků o analýze vícefázových chemických systémů grafickou metodou. Později byly publikovány v monografii On the Equilibrium of Heterogeneous Substances , jeho nejslavnějším díle. Tato Gibbsova práce je považována za jeden z největších vědeckých úspěchů 19. století a za jedno ze základních děl fyzikální chemie. Ve svých dokumentech Gibbs aplikoval termodynamiku k vysvětlení fyzikálních a chemických jevů tím, že dal do souvislosti to, co bylo dříve sbírkou izolovaných faktů.

„Všeobecně se uznává, že vydání této monografie bylo událostí prvořadého významu v dějinách chemické vědy. Trvalo však několik let, než se jeho význam plně projevil; zpoždění bylo způsobeno hlavně tím, že použitá matematická forma a přísné deduktivní techniky znesnadňují čtení pro každého, a zejména pro studenty experimentální chemie, pro které to bylo nejdůležitější...“ [5]

Klíčová témata obsažená v jeho dalších dokumentech o heterogenních rovnováhách zahrnují:

• Koncepce chemického potenciálu a volné energie

• Gibbsův souborový model, základ statistické mechaniky

• Gibbsovo fázové pravidlo

Gibbs také publikoval práce o teoretické termodynamice. V roce 1873 vyšel jeho článek o geometrickém znázornění termodynamických veličin. Tato práce inspirovala Maxwella k vytvoření plastového modelu (tzv. Maxwellova termodynamického povrchu) znázorňujícího Gibbsovu konstrukci. Model byl následně odeslán Gibbsovi a v současné době je uložen na Yaleově univerzitě.

Pozdější roky

V roce 1880 znovuotevřená Univerzita Johnse Hopkinse v Baltimoru v Marylandu nabídla Gibbsovi místo za 3 000 $, na což Yale reagoval zvýšením jeho platu na 2 000 $. Gibbs ale New Haven neopustil. Od roku 1879 do roku 1884 kombinuje myšlenky dvou matematiků – Williama Hamiltona s jeho „teorií čtveřice“ a Hermanna Grassmanna s jeho „externí algebrou“ – a vytváří (nezávisle na britském fyzikovi a inženýrovi Oliveru Heavisideovi ) vektorovou analýzu ; Gibbs nejprve čte kurz vektorové analýzy na Yale University a v roce 1884 jej vydává jako samostatnou knihu [2] .

V letech 1884-89. Gibbs dělá vylepšení ve vektorové analýze , píše práce o optice, vyvíjí novou elektrickou teorii světla. Záměrně se vyhýbá teoretizování o struktuře hmoty, což bylo moudré rozhodnutí s ohledem na následující revoluční vývoj ve fyzice subatomárních částic a kvantové mechanice . Jeho chemická termodynamika byla univerzálnější než jakákoli jiná chemická teorie, která v té době existovala.

Po roce 1889 pokračoval v práci na statistické termodynamice, „vybavil kvantovou mechaniku a Maxwellovy teorie matematickým rámcem“ [5] . Napsal klasické učebnice statistické termodynamiky, které se objevily v roce 1902. Gibbs také přispěl ke krystalografii a aplikoval svou vektorovou metodu na výpočet planetárních a kometárních drah.

Málo je známo o jménech a kariérách jeho studentů. Gibbs se nikdy neoženil a žil celý život v domě svého otce se svou sestrou a zetěm, knihovníkem na Yale. Byl tak zaměřen na vědu, že byl obecně nepřístupný osobním zájmům. Americký matematik Edwin Bidwell Wilson řekl: „Mimo zdi třídy jsem ho viděl jen velmi málo. Měl ve zvyku chodit odpoledne na procházku po ulicích mezi svou kanceláří ve staré laboratoři a domem - malé cvičení mezi prací a obědem - a pak jste ho mohli občas potkat“ [6] . Gibbs zemřel v New Haven a je pohřben na hřbitově Grove Street.

Vědecké uznání

Uznání se vědci nedočkal hned (zejména proto, že Gibbs publikoval hlavně v Transactions of the Connecticut Academy of Sciences,  časopise vydávaném pod vedením jeho švagra, knihovníka, ve Spojených státech málo čteného a v Evropě ještě méně). Zpočátku jeho práci věnovalo pozornost jen několik evropských teoretických fyziků a chemiků (včetně např. skotského fyzika Jamese Clerka Maxwella ). Až když byly Gibbsovy práce přeloženy do němčiny ( Wilhelm Ostwald v roce 1892) a francouzštiny ( Henri Louis le Chatelier v roce 1899), jeho myšlenky se v Evropě rozšířily. Jeho teorie fázového pravidla byla experimentálně potvrzena v práci H. W. Backhuise Rosebohma , který prokázal její použitelnost v různých aspektech.

Na rodném kontinentu byl Gibbs ceněn ještě méně. Přesto byl uznán a v roce 1880 mu Americká akademie umění a věd udělila Rumfoordovu cenu za práci o termodynamice [7] . A v roce 1910 na památku tohoto vědce založila Americká chemická společnost z iniciativy Williama Converse medaili Willarda Gibbse.

Americké školy a vysoké školy té doby kladly důraz spíše na tradiční disciplíny než na vědu a studenti o jeho přednášky na Yale neprojevovali velký zájem. Gibbsovi známí popsali jeho práci na Yale takto:

„V posledních letech svého života zůstal vysokým, ušlechtilým gentlemanem se zdravou chůzí a zdravou pletí, zvládal své povinnosti doma, byl přístupný a vstřícný ke studentům. Gibbs byl mezi přáteli velmi uznávaný, ale americká věda se příliš zabývala praktickými otázkami, než aby mohla uplatnit jeho solidní teoretickou práci během jeho života. Žil svůj klidný život na Yale a hluboce obdivoval několik bystrých studentů, aniž by na americké vědce udělal první dojem srovnatelný s jeho talentem. (Crowther, 1969)

Neměli bychom si myslet, že Gibbs byl za svého života málo známý. Například matematik Gian-Carlo Rota prohlížel police s matematickou literaturou v Sterling Library (na Yale University) a narazil na seznam adres, ručně psaný Gibbsem a připojený k nějakému abstraktu. Seznam zahrnoval více než dvě stě významných matematiků té doby, včetně Poincarého, Hilberta, Boltzmanna a Macha. Lze konstatovat, že mezi světovými osobnostmi vědy byla Gibbsova díla známější, než o nich svědčí tištěné materiály.

Gibbsův úspěch byl však nakonec uznán až v roce 1923 vydáním publikace Termodynamika a volná energie chemických látek“ od Gilberta Newtona Lewise a Merle Randalla která představila Gibbsovy metody chemikům z různých univerzit Tyto stejné metody tvořily z větší části základ chemické technologie.

Seznam akademií a společností, jichž byl členem, zahrnuje Connecticut Academy of Arts and Sciences, National Academy of Sciences, American Philosophical Society, Dutch Scientific Society, Haarlem; Královská vědecká společnost, Göttingen; Královská instituce Velké Británie, Cambridge Philosophical Society, Mathematical Society of London, Manchesterská literární a filozofická společnost, Royal Academy of Amsterdam, Royal Society of London, Royal Prussian Academy v Berlíně, Francouzský institut, Fyzikální Společnost v Londýně a Bavorská akademie věd.

Podle Americké matematické společnosti, která v roce 1923 založila takzvané „ Gibbsovy přednášky “ s cílem zvýšit obecnou způsobilost v matematických přístupech a aplikacích, byl Gibbs největším vědcem, který se kdy narodil na americké půdě [8] .

Obsah vědeckých prací

Chemická termodynamika

Gibbsova hlavní práce je v chemické termodynamice a statistické mechanice , jejichž je jedním ze zakladatelů. Gibbs vyvinul tzv. entropické diagramy, které hrají důležitou roli v technické termodynamice, ukázal (1871-1873), že trojrozměrné diagramy umožňují znázornit všechny termodynamické vlastnosti látky [3] .

V roce 1873, když mu bylo 34 let, Gibbs prokázal mimořádné výzkumné schopnosti v oblasti matematické fyziky. V časopise Connecticut Academy se letos objevily dva články. První se jmenovala „Grafické metody v termodynamice tekutin“ a druhá „Metoda geometrického znázornění termodynamických vlastností látek pomocí povrchů“ . Těmito pracemi Gibbs položil základy geometrické termodynamiky [3] .

Po nich následovaly v letech 1876 a 1878 dvě části mnohem zásadnějšího spisu „O rovnováze v heterogenních systémech“, které shrnují jeho přínos fyzikální vědě a bezesporu patří mezi nejvýznamnější a nejvýraznější literární památky vědecké činnosti 19. století. Tak Gibbs v letech 1873-1878. položil základy chemické termodynamiky, zejména vypracoval obecnou teorii termodynamické rovnováhy a metodu termodynamických potenciálů, formuloval (1875) fázové pravidlo, vybudoval obecnou teorii povrchových jevů, získal rovnici ustanovující vztah mezi vnitřní energií termodynamického systému a termodynamických potenciálů [3] .

Při diskuzi o chemicky homogenních médiích v prvních dvou článcích Gibbs často používal princip, že látka je v rovnováze, pokud její entropii nelze zvýšit při konstantní energii. V epigrafu třetího článku citoval známý Clausiův výraz „Die Energie der Welt ist konstantní. Die Entropie der Welt strebt einem Maximum zu“ , což znamená „Energie světa je konstantní. Entropie světa směřuje k maximu. Ukázal, že zmíněná rovnovážná podmínka, která vyplývá ze dvou termodynamických zákonů, má univerzální použití a opatrně odstraňuje jedno omezení za druhým, především, že látka musí být chemicky homogenní. Důležitým krokem bylo zavedení proměnných do základních diferenciálních rovnic hmotností složek, které tvoří heterogenní systém. Ukazuje se, že v tomto případě se diferenciální koeficienty na energiích vzhledem k těmto hmotám dostávají do rovnováhy stejně jako intenzivní parametry, tlak a teplota. Tyto koeficienty nazval potenciály. Neustále se používají analogie s homogenními systémy a matematické operace jsou podobné těm, které se používají v případě rozšíření geometrie trojrozměrného prostoru na n-rozměrný.

Všeobecně se uznává, že vydání těchto článků mělo zvláštní význam pro dějiny chemie. Ve skutečnosti to znamenalo vytvoření nového odvětví chemické vědy, které podle M. Le Chateliera ( M. Le Chetelier ) , ve srovnání v důležitosti s pracemi Lavoisiera . Uplynulo však několik let, než se hodnota těchto děl stala všeobecně uznávanou. Toto zpoždění bylo způsobeno především tím, že čtení článků bylo poměrně obtížné (zejména pro studenty experimentální chemie) kvůli mimořádným matematickým výpočtům a úzkostlivým závěrům. Na konci 19. století bylo jen velmi málo chemiků s dostatečnými znalostmi matematiky, aby četli i ty nejjednodušší části prací; tak některé z nejdůležitějších zákonů, poprvé popsané v těchto článcích, byly později dalšími vědci dokázány buď teoreticky, nebo častěji experimentálně. V dnešní době však hodnotu Gibbsových metod a dosažené výsledky uznávají všichni studenti fyzikální chemie.

V roce 1891 přeložil Gibbsova díla do němčiny profesor Ostwald [9] a v roce 1899 do francouzštiny díky úsilí G. Roye a A. Le Chateliera [10] [11] . Navzdory tomu, že od vydání již uplynulo mnoho let, v obou případech si překladatelé nevšímali ani tak historické stránky memoárů, jako spíše mnoha důležitých otázek, o kterých se v těchto článcích hovořilo a které dosud nebyly experimentálně potvrzeny. Mnoho teorémů již posloužilo jako výchozí body nebo vodítka pro experimentátory, jiné, jako je fázové pravidlo, pomohly utřídit a vysvětlit složitá experimentální fakta logickým způsobem. Na druhé straně se pomocí teorie katalýzy, pevných roztoků a osmotického tlaku ukázalo, že mnohá fakta, která se dříve zdála nepochopitelná a těžko vysvětlitelná, jsou ve skutečnosti snadno pochopitelná a jsou důsledkem základních zákonů termodynamiky. Když se diskutuje o vícesložkových systémech, kde jsou některé složky přítomny ve velmi malých množstvích (zředěné roztoky), teorie zašla tak daleko, jak je to možné, na základě primárních úvah. V době publikace článku neumožnil nedostatek experimentálních faktů formulovat základní zákon, který později objevil Van't Hoff . Tento zákon byl původně důsledkem Henryho zákona pro směs plynů, ale po dalším zvážení se ukázalo, že má mnohem širší uplatnění.

Teoretická mechanika

Vědecký přínos Gibbse k teoretické mechanice je také patrný . V roce 1879, jak bylo aplikováno na holonomní mechanické systémy [12] , odvodil rovnice jejich pohybu z Gaussova principu nejmenšího omezení [13] . V roce 1899 získal v podstatě stejné rovnice jako Gibbsovy rovnice nezávisle [14] francouzský mechanik P. E. Appel [15] , který poukázal na to, že popisují pohyb jak holonomních, tak neholonomních systémů (zejména v problémech neholonomní mechaniky nyní najít hlavní aplikaci těchto rovnic, obvykle nazývaných Appelovy rovnice a někdy Gibbs-Appelovy rovnice ). Obvykle jsou považovány za nejobecnější pohybové rovnice mechanických soustav [12] .

Vektorový počet

Gibbs, stejně jako mnoho dalších fyziků těch let, si uvědomil potřebu použití vektorové algebry, pomocí které lze snadno a snadno vyjádřit poměrně složité prostorové vztahy spojené s různými oblastmi fyziky. Gibbs vždy upřednostňoval povědomí a eleganci matematického aparátu, který používal, a tak se zvláštní touhou používal vektorovou algebru. V Hamiltonově teorii čtveřic však nenašel nástroj, který by uspokojil všechny jeho požadavky. V tomto ohledu sdílel názory mnoha badatelů, kteří si přejí odmítnout kvaternionovou analýzu, navzdory její logické platnosti, ve prospěch jednoduššího a přímějšího popisného aparátu - vektorové algebry. S pomocí svých studentů v letech 1881 a 1884 profesor Gibbs tajně vydal podrobnou monografii o vektorové analýze, jejíž matematický aparát vyvinul. Kniha se rychle rozšířila mezi jeho kolegy vědce.

Při práci na své knize se Gibbs spoléhal hlavně na Grassmannovo Ausdehnungslehre a na algebru vícenásobných poměrů. Tyto studie Gibbse neobvykle zaujaly, a jak později poznamenal, ze všech jeho aktivit mu poskytly největší estetické potěšení. Mnoho dokumentů, ve kterých odmítl Hamiltonovu teorii čtveřice, se objevilo na stránkách Nature .

Když on sám a jeho studenti během příštích 20 let potvrdili výhodnost vektorové algebry jako matematického systému, Gibbs souhlasil, i když neochotně, publikovat podrobnější práci o vektorové analýze. Protože byl v té době zcela pohlcen jiným tématem, byla příprava rukopisu k vydání svěřena jednomu z jeho studentů, Dr. E. B. Wilsonovi , který se s úkolem vypořádal. Nyní je Gibbs právem považován za jednoho z tvůrců vektorového počtu v jeho moderní podobě [3] .

Kromě toho se profesor Gibbs velmi zajímal o aplikaci vektorové analýzy k řešení astronomických problémů a uvedl mnoho takových příkladů v článku "O určení eliptických drah ze tří úplných pozorování." Metody vyvinuté v této práci následně použili profesoři W. Beebe a A. V. Phillips ( AW Phillips ) [16] k výpočtu dráhy komety Swift na základě tří pozorování, která se stala vážným testem metody. Zjistili, že Gibbsova metoda měla oproti Gaussovým a Oppolzerovým metodám významné výhody , konvergence vhodných aproximací byla rychlejší a při hledání základních rovnic k řešení bylo vynaloženo mnohem méně úsilí. Tyto dva články přeložil do němčiny Buchholz ( německy  Hugo Buchholz ) a byly zařazeny do druhého vydání Klinkerfuss' Theoretische Astronomie .

Elektromagnetismus a optika

Od roku 1882 do roku 1889 se v American Journal of Science objevilo pět článků o samostatných tématech elektromagnetické teorie světla a jeho vztahu k různým teoriím pružnosti. Je zajímavé, že zcela chyběly speciální hypotézy o vztahu prostoru a hmoty. Jediným předpokladem o struktuře hmoty je, že se skládá z částic, které jsou ve vztahu k vlnové délce světla dostatečně malé, ale ne nekonečně malé, a že nějak interaguje s elektrickými poli ve vesmíru. Pomocí metod, které svou jednoduchostí a jasností připomínaly jeho výzkum v oblasti termodynamiky, Gibbs ukázal, že v případě dokonale transparentních médií teorie nejen vysvětluje disperzi barvy (včetně disperze optických os v dvojlomném prostředí), ale vede na Fresnelovy zákony dvojitého odrazu pro jakékoli vlnové délky, s přihlédnutím k nízkým energiím, které určují barevnou disperzi. Poznamenal, že kruhovou a eliptickou polarizaci lze vysvětlit, vezmeme-li v úvahu energii světla ještě vyšších řádů, což zase nevyvrací interpretaci mnoha jiných známých jevů. Gibbs pečlivě odvodil obecné rovnice pro monochromatické světlo v prostředí s různým stupněm průhlednosti a dospěl k výrazům odlišným od výrazů získaných Maxwellem, které explicitně neobsahují dielektrickou konstantu média a vodivost.

Některé experimenty profesora CS Hastingse v roce 1888 (které ukázaly, že dvojlom v islandském nosníku je v přesném souladu s Huygensovým zákonem) opět donutily profesora Gibbse, aby se chopil teorie optiky a napsal nové práce, ve kterých v poměrně jednoduché formě od elementárním uvažováním ukázal, že disperze světla striktně odpovídá elektrické teorii, přičemž žádná z tehdy navržených teorií pružnosti nemohla být slučitelná se získanými experimentálními daty.

Statistická mechanika

Ve své nejnovější práci Základní principy statistické mechaniky se Gibbs vrátil k tématu úzce souvisejícímu s předmětem jeho dřívějších publikací. V nich se zabýval vývojem důsledků termodynamických zákonů, které jsou přijímány jako data založená na experimentu. V této empirické formě vědy byly teplo a mechanická energie považovány za dva různé jevy - samozřejmě vzájemně přecházející s určitými omezeními, ale zásadně odlišné v mnoha důležitých parametrech. V souladu s populární tendencí spojovat jevy bylo učiněno mnoho pokusů zredukovat tyto dva pojmy do jedné kategorie, aby se ve skutečnosti ukázalo, že teplo není nic jiného než mechanická energie malých částic a že výsledkem jsou extradynamické zákony tepla. obrovského množství nezávislých mechanických systémů v jakémkoliv těle - počet tak velký, že je pro člověka s jeho omezenou představivostí obtížné si ho vůbec představit. A přesto, navzdory sebevědomým tvrzením v mnoha knihách a populárních výstavách, že „teplo je způsob molekulárního pohybu“, nebyly zcela přesvědčivé a toto selhání bylo lordem Kelvinem považováno za stín v dějinách vědy 19. . Takové studie by se měly zabývat mechanikou systémů s obrovským počtem stupňů volnosti a bylo možné porovnávat výsledky výpočtů s pozorováním, tyto procesy by měly mít statistický charakter. Maxwell opakovaně poukazoval na obtíže takových procesů a také řekl (a to Gibbs často citoval), že i lidé, jejichž kompetence v jiných oblastech matematiky nebyla zpochybňována, se v takových věcech dopouštěli závažných chyb.

Vliv na pozdější díla

Gibbsova práce vzbudila velkou pozornost a ovlivnila činnost mnoha vědců – někteří z nich se stali laureáty Nobelovy ceny:

• V roce 1910 byl Holanďan JD Van der Waals oceněn Nobelovou cenou za fyziku. Ve své Nobelově přednášce si všiml vlivu Gibbsových stavových rovnic na jeho práci.

• V roce 1918 obdržel Max Planck Nobelovu cenu za fyziku za práci v oblasti kvantové mechaniky, zejména za publikaci své kvantové teorie v roce 1900. Jeho teorie byla v podstatě založena na termodynamice R. Clausiuse , J. W. Gibbse a L. Boltzmanna . Planck řekl o Gibbsovi toto: „jeho jméno nejen v Americe, ale po celém světě bude řazeno mezi nejslavnější teoretické fyziky všech dob...“.

• Na počátku 20. století Gilbert N. Lewis a Merle Randall použili a rozšířili teorii chemické termodynamiky vyvinutou Gibbsem. Svůj výzkum prezentovali v roce 1923 v knize s názvem „Termodynamika a volná energie chemických látek“ a byla jednou ze základních učebnic chemické termodynamiky. V 10. letech 20. století William Giok vstoupil na Berkeley College of Chemistry a v roce 1920 získal bakalářský titul v oboru chemie. Nejprve se chtěl stát chemickým inženýrem, ale pod vlivem Lewise se začal zajímat o chemický výzkum. V roce 1934 se stal řádným profesorem chemie v Berkeley a v roce 1949 obdržel Nobelovu cenu za svůj kryochemický výzkum využívající třetí termodynamický zákon.

• Pomocí Gibbsovy lineární vektorové analýzy vyvinul Howard Scott výpočet a rozměrový modul, který mu umožnil nabízet optimalizovaná řešení pro průmyslové problémy. Scott ve 20. letech 20. století uvažoval o plně automatizované továrně, integrovaných dopravních systémech, komunikacích, elektrických přenosových sítích a výsledku plánování životního cyklu v kontextu zohlednění ekonomických potřeb namísto toho, co skupina nazývala cenový systém nebo peněžní základ [ 17] .

• Gibbsova práce měla významný dopad na myšlení Irvinga Fishera  , ekonoma, který měl Ph.D. z Yale.

Osobní vlastnosti

Profesor Gibbs byl muž poctivé povahy a vrozené skromnosti. Kromě úspěšné akademické práce byl zaneprázdněn prací na Hopkins New Haven High School, kde poskytoval opatrovnické služby a řadu let sloužil jako pokladník fondů. Jak se sluší na muže, který se zabývá hlavně intelektuálními aktivitami, Gibbs nikdy nehledal ani netoužil mít široký okruh známých; nebyl to však asociál, ale naopak byl vždy nesmírně přátelský a otevřený, dokázal podpořit jakékoli téma, a vždy klidný, zvaný. Rozpínavost byla jeho povaze cizí, stejně jako neupřímnost. Uměl se snadno smát a měl živý smysl pro humor. I když o sobě mluvil jen zřídka, občas rád uvedl příklady ze své osobní zkušenosti.

Žádná z vlastností profesora Gibbse nezapůsobila na jeho kolegy a studenty více než jeho skromnost a naprosté nevědomí jeho neomezených intelektuálních zdrojů. Typickým příkladem je věta, kterou pronesl ve společnosti blízkého přítele ohledně jeho matematických schopností. S naprostou upřímností řekl: "Pokud jsem byl úspěšný v matematické fyzice, pak si myslím, že je to proto, že jsem měl to štěstí, že jsem se vyhnul matematickým potížím."

Připomenutí jména

Od roku 1923 se koná Gibbsova přednáška .

V roce 1945 zavedla Yaleova univerzita na počest J. Willarda Gibbse titul profesora teoretické chemie, který si až do roku 1973 udržel Lars Onsager (nositel Nobelovy ceny za chemii). Gibbs byl také pojmenován po laboratoři na Yaleově univerzitě a postu docenta v matematice. 28. února 2003 se na Yale konalo sympozium ke 100. výročí jeho úmrtí.

Rutgers University má profesuru pojmenovanou po. J. Willard Gibbs v termomechanice, kterou v současnosti zastává Bernard D. Coleman [18] .

V roce 1950 byla Gibbsova busta umístěna do síně slávy velkých Američanů .

V roce 1964 pojmenovala Mezinárodní astronomická unie kráter na viditelné straně Měsíce po Gibbsovi .

4. května 2005 vydala poštovní služba Spojených států sérii poštovních známek s portréty Gibbse, Johna von Neumanna , Barbary McClintock a Richarda Feynmana .

Po Gibbsovi byla pojmenována USN Josiah Willard Gibbs (T-AGOR-1), oceánografická expediční loď amerického námořnictva v provozu v letech 1958-71.

Díla, edice

• Grafické metody v termodynamice tekutin. Trans. Connecticut Acad. Umění a vědy, sv. II, 1873. - S. 309-342.
• Metoda geometrického znázornění termodynamických vlastností látek pomocí povrchů. Trans. Connecticut Acad. Umění a vědy, sv. II, 1873. - S. 382-404.
• O rovnováze heterogenních látek. Trans. Connecticut Acad. Umění a vědy, sv. Ill, 1875-1878, pp. 108-248; str. 343-524. Abstrakt: Americký časopis. Sci., 3d ser., sv. XVI. - S. 441-458.
• O základních vzorcích dynamiky // Amer. J. Měsíc. 1879. V. 2. č. 1. - S. 49-64.
• Prvky vektorové analýzy upravené pro použití studentů ve fyzice. New Haven, 8°, str. 1-86 v roce 1881 a str. 37-83 v roce 1884. (Nepublikováno.)
• Poznámky k elektromagnetické teorii světla. 1. O dvojím lomu a disperzi barev v dokonale průhledných médiích. Americký deník. Sci., 3d ser., sv. XXIII., 1882. - S. 262-275.
• Na dvojitém lomu v dokonale průhledných médiích, která vykazují jevy kruhové polarizace. Americký deník. Sci., 3d ser., sv. XXIII., 1882. - S. 400-476.
• O obecných rovnicích monochromatického světla v médiích všech stupňů průhlednosti. Americký deník. Sci., 3d ser., sv. XXV., 1883. - S. 107-118.
• O základním vzorci statistické mechaniky s aplikacemi v astronomii a termodynamice. (Abstrakt.) Proc. American Assoc. Adv. Sc., sv. XXXIII, 1884. - S. 57 a 58.
• Na rychlosti světla určené Foucaultovým otočným zrcadlem. Nature, sv. XXXIII, 1886. - S. 582.
• Srovnání elastické a elektrické teorie světla s ohledem na zákon dvojího lomu a disperze barev. Americký deník. Sci., 3d ser., sv. XXXV, 1888. - S. 467-475.
• Srovnání elektrické teorie světla s teorií kvazi-labilního éteru Sira Williama Thomsona. Americký deník. Sci., 3d ser., sv. XXXVTI, 1880, str. 120-144. Dotisk: Philos. Mag., 5. s., sv. XXVII, 1889. - S. 238-253.
• O určení eliptických drah ze tří úplných pozorování. Mem. Nat. Akad. Sc., sv. IV, 1889. - S. 79-104.
• O roli kvaternionů v algebře vektorů. Nature, sv. XLIII, 1891. - S. 511-514.
• Kvaterniony a Ausdehnungslehre. Nature, sv. XLIV, 1891. - S. 79-82.
• Čtveřice a algebra vektorů. Nature, sv. XLVII, 1898. - S. 463-464.
• Čtveřice a vektorová analýza. Nature, sv. XLVIII, 1893. - S. 364-367.
• Vektorová analýza: Učebnice pro studenty matematiky a fyziky, založená na přednáškách J. Willarda Gibbse od EB Wilsona. Yale Bicentennial Publications. XVIII + 436 s. G. Scrilmer's Sons, 1901.
• Základní principy statistické mechaniky, vyvinuté se zvláštním zřetelem k racionálnímu základu termodynamiky. Yale Bicentennial Publications. XVIII + 207 s. C. Scribnerovi synové, 1902
• O využití vektorových metod při určování drah. Dopis Dr. Hugo Buchholz, redaktor Klinkerfues's Theoretisehe Astronomie. Scientific Papers, sv. II, 1906. - S. 149-154.
• Vědecké práce, v. 1-2, NY, 1906 (v ruském překladu - "Základní principy statistické mechaniky". M.-L., 1946.
• Gibbs JV Thermodynamic funguje. - M. , 1950.
• Gibbs, J. W. Základy statistické mechaniky (vyprávěný se zvláštní aplikací na racionální základy termodynamiky) . - M. - L .: OGIZ, 1946.
• Gibbs J. W. Termodynamika. Statistická mechanika. — M .: Nauka, 1982.

Viz také

• Gibbsův příspěvek k axiomatice termodynamiky
• Gibbsova distribuce

Poznámky

1. ↑ Matematická genealogie  (anglicky) - 1997.
2. ↑ 1 2 Bogolyubov, 1983 , str. 132-133.
3. ↑ 1 2 3 4 5 Khramov, 1983 , str. 84.
4. ↑ Josiah Willard Gibbs Archivováno 17. května 2013. , Britannica, 1911
5. ↑ 1 2 アーカイブされたコピー. Získáno 17. 5. 2013. Archivováno z originálu 17. 5. 2013.  (neurčitý) JJ O'Connor a E.F. Robertson, "J. Willard Gibbs“ Archivováno 30. října 2014 na Wayback Machine .
6. ↑ Wilson, 1931 , str. 405.
7. ↑ Müller, Ingo. Historie termodynamiky — nauka o energii a entropii. Springer, 2007. ISBN 978-3-540-46226-2 .
8. ↑ Přednášky Josiaha Willarda Gibbse archivovány 1. května 2015 na Wayback Machine , American Mathematical Society
9. ↑ Thermodynamické studie. Lipsko, 1802.
10. ↑ Roy G., Brunhes B. Diagrammes et surface thermodynamiques. Paříž, 1903.
11. ↑ Le Chatelier, H. Equilibre des Systemes Chimiques. Paříž, 1899.
12. ↑ 1 2 Rumyantsev V. V. Appellovy rovnice // Matem. encyklopedie. T. 1. - M . : Sov. encyklopedie, 1977. - Stb. 301-302.
13. ↑ Gibbs JW O základních vzorcích dynamiky // Amer. J. Měsíc. 1879. V. 2. č. 1. - S. 49-64.
14. ↑ Tyulina, 1979 , str. 180.
15. ↑ Appell P. Sur une forme generale des équations de la dynamique // Comp. Rend. Akad. sci. 1899. V. 129. - S. 317-320, 423-427, 459-460.
16. ↑ Astronomický časopis, sv. IX, 1889. S. 114-117, 121-122.
17. ↑ Kilter J. Cleveland, „Biophysical Economics“ Archivováno 12. května 2013 ve Wayback Machine , Encyklopedie Země , Poslední aktualizace: 14. září 2006.
18. ↑ Profesor termomechaniky J. Willard Gibbs Archivováno 23. července 2010 na Wayback Machine , Rutgers University.

Literatura

• Bogolyubov A. N.  Matematika. Mechanika. Životopisný průvodce. - Kyjev: Naukova Dumka , 1983. - 639 s.
• Semenchenko V.K.D.V.  Gibbs a jeho hlavní práce o termodynamice a statistické mechanice (K 50. výročí jeho smrti) // Uspekhi khimii . - Ruská akademie věd , 1953. - T. 22 , no. 10 . - S. 224-243 . (Ruština)
• Tyulina I. A.  Historie a metodologie mechaniky. - M. : Moskevské nakladatelství. un-ta, 1979. - 282 s.
• Wilson M.  Američtí vědci a vynálezci / Per. z angličtiny. V. Ramses ; vyd. N. Treneva. - M .: Vědomosti , 1975. - S. 65-74. — 136 s. — 100 000 výtisků.
• Frankfurt W. I., Frank A. M.  Josiah Willard Gibbs . — M .: Nauka , 1964.
• Khramov Yu. A. Gibbs, Josiah Willard // Fyzikové: Biografický průvodce / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2., rev. a doplňkové — M  .: Nauka , 1983. — S. 83. — 400 s. - 200 000 výtisků.
• Hastings, Charles S. Biografické paměti Josiaha Willarda Gibbse // Biografické paměti. - Washington: Národní akademie věd, 1909. - Sv. VI. - S. 373-393.
• Wheeler, Lynde Phelps. Josiah Willard Gibbs - Woodbridge, ČT: Ox Bow Press, 1998. - 230 s. — ISBN 1-881987-11-6 .
• Wilson, Edwin Bidwell.  . Vzpomínky na Gibbse studentem a kolegou // Bulletin of the American Mathematical Society , 1931, 37 .  - S. 401-416.

Odkazy

• John J. O'Connor a Edmund F. Robertson . Gibbs  ,  Josiah Willard_ _

Tematické stránky	Matematická genealogie zbMATH Otevřeno Archiv pro historii matematiky MacTutor
Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Velký sovět (1 ed.) okolo světa Litevský univerzál Malý Brockhaus a Efron chorvatský Americká národní biografie Britannica (11.) Britannica (online) Brockhaus Databáze pozoruhodných jmen Universalis
Genealogie a nekropole	Najděte hrob WikiStrom
V bibliografických katalozích 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