Životopis. Josiah Willard Gibbs - biografie Gibbsových vědeckých úspěchů

GIBBS, Josiah Willard

Americký fyzik a matematik Josiah Willard Gibbs se narodil v New Haven ve státě Connecticut. Vystudoval Yale University, kde jeho úspěchy v řečtině, latině a matematice byly oceněny cenami a cenami. V roce 1863 Gibbs získal titul Ph.D. a stal se univerzitním profesorem; První dva roky učil latinu a teprve poté matematiku. V letech 1866–1869 Gibbs pokračoval ve vzdělávání na Sorbonně a Collège de France v Paříži a na univerzitách v Berlíně a Heidelbergu. Po návratu do New Havenu vedl katedru matematické fyziky na Yaleově univerzitě a zastával ji až do konce svého života.

Gibbs představil svou první práci v oblasti termodynamiky Connecticutské akademii věd v roce 1872. Jmenovala se „Graphical Methods in the Thermodynamics of Liquids“ a byla věnována metodě entropických diagramů. Metoda umožňovala graficky znázornit všechny termodynamické vlastnosti látky a hrála hlavní roli v technické termodynamice. Gibbs své myšlenky rozvinul ve své další práci „Metody pro geometrickou reprezentaci termodynamických vlastností látek pomocí povrchů“ (1873), kde zavedl trojrozměrné fázové diagramy a získal vztah mezi vnitřní energií systému, entropií a hlasitost.

V letech 1874–1878 Gibbs publikoval pojednání „O rovnováze heterogenních látek“, jehož myšlenky tvořily základ chemické termodynamiky. Gibbs v ní nastínil obecnou teorii termodynamické rovnováhy a metodu termodynamických potenciálů, formuloval fázové pravidlo (dnes nesoucí jeho jméno), zkonstruoval obecnou teorii povrchových a elektrochemických jevů, zobecnil princip entropie, aplikoval druhý zákon termodynamiky k širokému spektru procesů a odvodil základní rovnici zakládající spojení mezi vnitřní energií termodynamického systému a termodynamickými potenciály. Rovnice, které získal, umožnily určit směr chemických reakcí a podmínky rovnováhy pro směsi libovolné složitosti i pro heterogenní systémy.

Gibbsova práce na termodynamice byla v Evropě až do roku 1892 téměř neznámá. Jedním z prvních, kdo ocenil hodnotu jeho grafických metod, byl James Clerk Maxwell, který zkonstruoval několik modelů termodynamických povrchů pro vodu.

V 80. letech 19. století se Gibbs začal zajímat o práci W. Hamiltona o čtveřicích a algebraické práce G. Grassmanna. Rozvíjel jejich myšlenky a vytvořil vektorovou analýzu v její moderní podobě. V roce 1902 dokončil Gibbs dílem „Základní principy statistické mechaniky“ vytvoření klasické statistické fyziky. Jeho jméno je spojováno s takovými pojmy, jako je „Gibbsův paradox“, „kanonická, mikrokanonická a velká kanonická Gibbsova distribuce“, „Gibbsova adsorpční rovnice“, „Gibbs-Duhemova rovnice“ atd. Gibbsovy práce ukázaly pozoruhodně přesnou logiku a důkladnost při dokončování Výsledek. V jeho dílech nebyla dosud objevena jediná chyba, všechny jeho myšlenky se zachovaly v moderní vědě.

V roce 1880 byl Gibbs zvolen do Americké akademie umění a věd v Bostonu. Byl také členem

• Yale College[d]
• Univerzita v Heidelbergu
• Yale School of Engineering & Applied Science [d]

Gibbsův trojúhelník

V roce 1901 byl Gibbs oceněn nejvyšším vyznamenáním tehdejší mezinárodní vědecké komunity (každoročně se uděluje pouze jednomu vědci), Copleyho medailí Královské společnosti v Londýně, za to, že se stal "první, který aplikuje druhý zákon termodynamiky na komplexní úvahu o vztahu mezi chemickou, elektrickou a tepelnou energií a schopností konat práci" .

Životopis

raná léta

Gibbs se narodil 11. února 1839 v New Haven, Connecticut. Jeho otec, profesor duchovní literatury na Yale Divinity School (později přidružený k Yale University), proslul svou účastí v soudním sporu tzv. Amistad. Ačkoli jméno otce bylo také Josiah Willard, "Junior" nebyl nikdy použit se jménem syna, navíc pět dalších členů rodiny neslo stejné jméno. Jeho dědeček z matčiny strany byl také absolventem literatury na Yaleově univerzitě. Poté, co Gibbs navštěvoval Hopkins School, ve věku 15 let, vstoupil na Yale College. V roce 1858 absolvoval vysokou školu na vrcholu své třídy a byl oceněn za své úspěchy v matematice a latině.

Léta zralosti

V roce 1863 rozhodnutím Sheffield Scientific School (Angličtina) Na Yale získal Gibbs první titul doktora filozofie (PhD) v oboru inženýrství ve Spojených státech za svou dizertační práci „O tvaru zubů ozubených kol“. V následujících letech učil na Yale: dva roky učil latinu a další rok - to, co se později nazývalo přírodní filozofie a je srovnatelné s moderním pojetím „přírodních věd“. V roce 1866 odešel do Evropy, aby pokračoval ve studiu, po jednom roce 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 představují 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.

Profesorovo místo bylo zpočátku neplacené, což byla situace typická pro tehdejší dobu (zejména v Německu), a Gibbs musel publikovat své práce. V letech 1876-1878. píše řadu článků o analýze vícefázových chemických systémů pomocí grafické metody. Později byly publikovány v monografii "O rovnováze heterogenních látek" (O rovnováze heterogenních látek), jeho nejznámější dílo. Tato Gibbsova práce je považována za jeden z největších vědeckých úspěchů 19. století a za jedno ze základních děl fyzikální chemie. Gibbs ve svých článcích využíval termodynamiku k vysvětlení fyzikálně-chemických jevů a spojoval to, co bylo dříve souborem jednotlivých 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 především tím, že použitá matematická forma a přísné deduktivní techniky znesnadňují čtení každému, a zejména studentům oboru experimentální chemie, se kterými to bylo nejrelevantnější...“

Mezi důležité sekce zahrnuté v jeho dalších dokumentech o heterogenních rovnováhách patří:

• Chemický potenciál a koncepty 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 (nazývaného Maxwellův termodynamický povrch) pro ilustraci Gibbsovy konstrukce. Model byl následně odeslán Gibbsovi a v současné době je uchováván na Yale University.

Pozdější roky

V letech 1884-89. Gibbs vylepšuje vektorovou analýzu, píše práce o optice a vyvíjí novou elektrickou teorii světla. Záměrně se vyhýbá teoretizování o struktuře hmoty, což bylo moudré rozhodnutí s ohledem na následné revoluční události ve fyzice subatomárních částic a kvantové mechanice. Jeho chemická termodynamika byla univerzálnější než jakákoli jiná chemická teorie existující v té době.

Po roce 1889 pokračoval ve své práci na statistické termodynamice a „vybavil kvantovou mechaniku a Maxwellovy teorie matematickým rámcem“. Napsal klasické učebnice statistické termodynamiky, které byly publikovány 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 svůj život v domě svého otce se svou sestrou a švagrem, knihovníkem na Yale. Byl tak zaměřen na vědu, že byl obecně nepřístupný osobním zájmům. Americký matematik Edwin Bidwell Wilson (Angličtina)řekl: „Za zdmi třídy jsem ho viděl velmi málo. Měl ve zvyku chodit odpoledne na procházku po ulicích mezi svou kanceláří ve staré laboratoři a domovem - malé cvičení v přestávce mezi prací a obědem - a pak jste ho mohli občas potkat." Gibbs zemřel v New Haven a je pohřben na hřbitově Grove Street.

Vědecké uznání

Uznání nepřišlo vědci okamžitě (zejména proto, že Gibbs publikoval hlavně v „Transakce Connecticutské akademie věd“- časopis vydávaný pod vedením jeho knihovnického zetě, málo čtený ve Spojených státech a ještě méně v Evropě). Jeho dílu se zpočátku věnovalo jen pár evropských teoretických fyziků a chemiků (včetně např. skotského fyzika Jamese Clerka Maxwella). Teprve poté, co byly Gibbsovy články přeloženy do němčiny (Wilhelm Ostwald v roce 1892) a francouzštiny (Henri Louis le Chatelier v roce 1899), se jeho myšlenky rozšířily v Evropě. Jeho teorie fázového pravidla byla experimentálně potvrzena v pracích H. W. Backhuise Rosebohma, který prokázal její použitelnost v různých aspektech.

Na svém domovském kontinentu byl Gibbs hodnocen ještě méně. Přesto byl uznán a v roce 1880 mu Americká akademie umění a věd udělila Rumfordovu cenu za práci o termodynamice. A v roce 1910 na památku vědce založila Americká chemická společnost z iniciativy Williama Converse Medaili Willarda Gibbse.

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

„Během posledních let zůstával vysokým, distingovaným gentlemanem se zdravou chůzí a zdravou pletí, zvládal své povinnosti doma, byl přístupný a vnímavý ke studentům. Gibbs byl svými přáteli vysoce ceněn, 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 chytrých studentů, aniž by na americké učence udělal první dojem srovnatelný s jeho talentem." (Crowther, 1969)

Člověk by si neměl myslet, že Gibbs byl za svého života málo známý. Například matematik Gian-Carlo Rota (Angličtina) Když jsem si prohlížel police s matematickou literaturou v Sterling Library (na Yale University), narazil jsem na seznam adres, který Gibbs ručně napsal a který je připojen k některým poznámkám. Seznam zahrnoval více než dvě stě významných matematiků té doby, včetně Poincarého, Hilberta, Boltzmanna a Macha. Lze dospět k závěru, že mezi světovými osobnostmi vědy byla Gibbsova díla známější, než naznačuje tištěný materiál.

Gibbsovy úspěchy však byly nakonec uznány až poté, co se v roce 1923 objevila publikace Gilberta Newtona Lewise a Merle Randalla. (Angličtina) , 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 tzv. Gibbsovy přednášky na podporu obecné kompetence v matematických přístupech a aplikacích, byl Gibbs největším vědcem, který se kdy narodil na americké půdě.

Chemická termodynamika

Gibbsovy hlavní práce se týkají chemické termodynamiky a statistické mechaniky, jejichž je jedním ze zakladatelů. Gibbs vyvinul tzv. entropické diagramy, které hrají velkou roli v technické termodynamice, a ukázal (1871-1873), že trojrozměrné diagramy umožňují znázornit všechny termodynamické vlastnosti hmoty.

V roce 1873, když mu bylo 34 let, Gibbs prokázal mimořádné výzkumné schopnosti v oblasti matematické fyziky. Letos se v bulletinu Connecticut Academy Bulletin objevily dva články. První měl nárok "Grafické metody v termodynamice tekutin" a druhý - "Metoda geometrického znázornění termodynamických vlastností látek pomocí povrchů". S těmito pracemi Gibbs položil základ geometrická termodynamika .

Po nich následovaly v letech 1876 a 1878 dvě části mnohem zásadnějšího článku „O rovnováze v heterogenních systémech“, které shrnují jeho přínos fyzikální vědě a bezesporu patří k nejvýznamnějším a nejvýznačnějším literárním památkám vědecké činnosti 19. století. Tak Gibbs v letech 1873-1878. položil základy chemické termodynamiky, zejména vypracoval obecnou teorii termodynamické rovnováhy a metodu termodynamických potenciálů, zformuloval (1875) fázové pravidlo, zkonstruoval obecnou teorii povrchových jevů a získal rovnici zakládající souvislost mezi vnitřními energie termodynamického systému a termodynamické potenciály.

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 slavný Clausiův výraz "Die Energie der Welt je konstantní." Entropie der Welt strebt einem Maximum zu", což znamená „Energie světa je konstantní. Entropie světa má tendenci k maximu." Ukázal, že výše zmíněná rovnovážná podmínka, odvozená ze dvou zákonů termodynamiky, má univerzální použití, úhledně odstraňuje jedno omezení za druhým, zejména to, že látka musí být chemicky homogenní. Důležitým krokem bylo zavedení hmotností složek, které tvoří heterogenní systém, jako proměnných v fundamentálních diferenciálních rovnicích. Ukazuje se, že v tomto případě se diferenciální koeficienty při 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 prostor 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) [ ], byl významem přirovnáván k dílům Lavoisiera. Trvalo však několik let, než se hodnota těchto děl stala obecně uznávanou. Toto zpoždění bylo způsobeno především tím, že čtení článků bylo poměrně obtížné (zejména pro studenty zabývající se experimentální chemií) 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 papírů; Některé z nejdůležitějších zákonů, které byly poprvé popsány v těchto článcích, byly následně dalšími vědci prokázány buď teoreticky, nebo častěji experimentálně. V dnešní době však hodnotu Gibbsových metod a dosažené výsledky uznávají všichni studenti fyzikální chemie.

V roce 1891 byla Gibbsova díla přeložena do němčiny profesorem Ostwaldem a v roce 1899 do francouzštiny díky úsilí G. Roye a A. Le Chateliera. 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. Řada teorémů již posloužila experimentátorům jako východiska nebo vodítka, jiné, například fázové pravidlo, pomohly klasifikovat a vysvětlit logicky složitá experimentální fakta. Na druhé straně se pomocí teorie katalýzy, pevných roztoků a osmotického tlaku ukázalo, že mnoho skutečností, které se dříve zdály nepochopitelné a stěží bylo možné vysvětlit, jsou ve skutečnosti snadno pochopitelné a jsou důsledkem základních zákonů termodynamiky. Při diskuzi o vícesložkových systémech, kde jsou některé složky přítomny ve velmi malých množstvích (zředěné roztoky), jde teorie tak daleko, jak jen může zajít na základě počátečních úvah. V době publikace článku neumožnil nedostatek experimentálních faktů formulaci základního zákona, který Van't Hoff později objevil. Tento zákon byl původně důsledkem Henryho zákona pro směs plynů, ale při dalším zkoumání se ukázalo, že má mnohem širší uplatnění.

Teoretická mechanika

Patrný byl i Gibbsův vědecký přínos teoretické mechanice. V roce 1879 ve vztahu k holonomním mechanickým systémům odvodil rovnice jejich pohybu z Gaussova principu nejmenšího omezení. V roce 1899 v podstatě stejné rovnice jako Gibbsovy byly nezávisle získány francouzským mechanikem P. E. Appelem, který poukázal na to, že popisují pohyb jak holonomních, tak neholonomních systémů (právě v problémech neholonomní mechaniky nyní data nacházejí své hlavní aplikační rovnice , obvykle nazývané Appelovy rovnice, a někdy - Gibbs-Appelovy rovnice). Obvykle jsou považovány za nejobecnější pohybové rovnice mechanických systémů.

Vektorový počet

Gibbs, stejně jako mnoho dalších fyziků těch let, si uvědomil potřebu použití vektorové algebry, pomocí které lze snadno a přístupně vyjádřit poměrně složité prostorové vztahy spojené s různými oblastmi fyziky. Gibbs vždy upřednostňoval jasnost a eleganci matematiky, kterou používal, takže byl obzvláště nadšený z použití vektorové algebry. V Hamiltonově kvaternionové teorii však nenašel nástroj, který by vyhovoval všem jeho požadavkům. V tomto ohledu sdílel názory mnoha badatelů, kteří chtěli odmítnout kvaternionovou analýzu i přes její logickou platnost 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 Gibbs spoléhal hlavně na práci "Ausdehnungslehre" Grassmann a algebra vícenásobných vztahů. Zmíněné studie Gibbse obzvláště zajímaly a jak později poznamenal, ze všech jeho aktivit mu poskytovaly největší estetické potěšení. Na stránkách časopisu se objevilo mnoho prací, ve kterých odmítl Hamiltonovu teorii čtveřic Příroda.

Když on sám a jeho studenti během příštích 20 let potvrdili užitečnost vektorové algebry jako matematického systému, souhlasil Gibbs, i když neochotně, že zveřejní podrobnější práci o vektorové analýze. Protože byl v té době zcela pohlcen jiným předmětem, přípravou rukopisu k vydání byl pověřen jeden z jeho studentů, Dr. E. B. Wilson, který se s tímto úkolem vypořádal. Nyní je Gibbs právem považován za jednoho z tvůrců vektorového počtu v jeho moderní podobě.

Kromě toho se profesor Gibbs extrémně zajímal o aplikaci vektorové analýzy na řešení astronomických problémů a uvedl mnoho podobných příkladů v článku „O stanovení eliptických drah ze tří úplných pozorování“. Metody vyvinuté v této práci následně použili profesoři V. Beebe ( W. Beebe) a A. W. Phillips ( A. W. Phillips) vypočítat dráhu komety Swift na základě tří pozorování, která se stala vážným testem metody. Zjistili, že Gibbsova metoda má oproti Gaussově a Oppolzerově metodě značné výhody, konvergence vhodných aproximací je rychlejší a při hledání základních rovnic pro řešení bylo vynaloženo mnohem méně úsilí. Tyto dva články přeložil do němčiny Buchholz (německy Hugo Buchholz) a byly zařazeny do druhého vydání Teoretická astronomie Klinkerfus.

Elektromagnetismus a optika

Od roku 1882 do roku 1889 v American Journal of Science ( American Journal of Science) se objevilo pět článků na samostatná témata v elektromagnetické teorii světla a jeho souvislostech s různými teoriemi pružnosti. Je zajímavé, že zcela chyběly speciální hypotézy o vztahu prostoru a hmoty. Jediné předpoklady o struktuře hmoty jsou, že se skládá z částic, které jsou poměrně malé vzhledem k vlnové délce světla, ale ne nekonečně malé, a že nějak interaguje s elektrickými poli ve vesmíru. Pomocí metod, které svou jednoduchostí a jasností připomínaly jeho studie z termodynamiky, Gibbs ukázal, že v případě zcela transparentních médií teorie nejen vysvětlila disperzi barvy (včetně disperze optických os v dvojlomném prostředí), ale také vedla k Fresnelovy zákony dvojitého odrazu pro jakékoli vlnové délky berou v úvahu nízké energie, 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 médiu s různým stupněm průhlednosti a dospěl k výrazům odlišným od výrazů získaných Maxwellem, které explicitně neobsahovaly dielektrickou konstantu média a vodivost.

Některé experimenty profesora Hastingse ( C. S. Hastings) 1888 (který ukázal, že dvojlom v islandském nosníku je v přesném souladu s Huygensovým zákonem) opět donutil profesora Gibbse, aby se chopil teorie optiky a napsal nové články, v nichž poměrně jednoduchou formou z elementární úvahy ukázal, že disperze světla přesně odpovídá elektrické teorii, přičemž žádná z tehdy navržených teorií pružnosti nemohla být v souladu se získanými experimentálními daty.

Statistická mechanika

Ve svém nejnovějším díle "Základní principy statistické mechaniky" Gibbs se 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 se přeměňující s určitými omezeními, ale zásadně odlišné v mnoha důležitých parametrech. V souladu s populární tendencí sjednocovat 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 extradynamické zákony tepla jsou důsledek obrovského množství nezávislých mechanických systémů v jakémkoli tělese - čísel tak velkých, že si je člověk s jeho omezenou představivostí jen těžko dokáže vůbec představit. Navzdory sebevědomým tvrzením v mnoha knihách a populárních výstavách, že „teplo je způsob molekulárního pohybu“, nebyly zcela přesvědčivé a toto selhání považoval lord Kelvin za pohromu v historii vědy 19. století. Takové studie se musí zabývat mechanikou systémů s obrovským počtem stupňů volnosti a bylo by možné porovnávat výsledky výpočtů s pozorováním tyto procesy musí být statistické povahy; Maxwell více než jednou poukázal na obtíže takových procesů a také řekl (a to Gibbs často citoval), že v takových věcech se dopouštěli závažných chyb i lidé, jejichž kompetence v jiných oblastech matematiky nebyla zpochybňována.

Dopad na následnou práci

Gibbsova díla vzbudila velkou pozornost a ovlivnila činnost mnoha vědců, z nichž někteří se stali laureáty Nobelovy ceny:

• V roce 1910 byl Holanďan J. D. 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...“.

• Gilbert N. Lewis a Merle Randall z počátku 20. století (Angličtina) využil a rozšířil teorii chemické termodynamiky vyvinutou Gibbsem. Svůj výzkum prezentovali v roce 1923 v knize tzv „Termodynamika a volná energie chemických látek“ a byla jednou ze základních učebnic chemické termodynamiky. V 10. letech 20. století William Gioc navštěvoval College of Chemistry na Berkeley University 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 kryochemický výzkum využívající třetí zákon termodynamiky.

• Gibbsova práce měla významný vliv na utváření názorů Irvinga Fishera, ekonoma, který měl doktorát z Yale.

Osobní kvality

Profesor Gibbs byl muž čestného charakteru a vrozené skromnosti. Kromě své úspěšné akademické kariéry byl zaneprázdněn na Hopkinsově střední škole v New Havenu, kde poskytoval opatrovnické služby a řadu let sloužil jako pokladník fondu. Jak se sluší na muže zabývajícího se především intelektuální činností, Gibbs nikdy nehledal ani netoužil po širokém okruhu známých; nebyl to však asociál, ale naopak byl vždy nesmírně přátelský a otevřený, dokázal podpořit jakékoli téma, vždy klidný a zvídavý. 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 vlastnost profesora Gibbse nezapůsobila na jeho kolegy a studenty více než jeho skromnost a úplná nevědomost o jeho neomezených intelektuálních zdrojích. 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, myslím, že to bylo proto, že jsem měl to štěstí, že jsem se vyhnul matematickým potížím."

Zvěčnění jména

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). Na Gibbsovu počest byla také jmenována laboratoř na Yaleově univerzitě a pozice docenta v matematice. 28. února 2003 se na Yale konalo sympozium ke 100. výročí jeho úmrtí.

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

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

Po Gibbsovi bylo pojmenováno oceánografické expediční plavidlo US Navy USNS Josiah Willard Gibbs (T-AGOR-1), které fungovalo v letech 1958-71.

GIBBS, JOSIAH WILLARD(Gibbs, Josiah Willard) (1839-1903), americký fyzik a matematik. Narozen 11. února 1839 v New Haven (Connecticut). Vystudoval Yale University, kde jeho úspěchy v řečtině, latině a matematice byly oceněny cenami a cenami. V roce 1863 získal titul doktora filozofie. Stal se vysokoškolským učitelem, první dva roky učil latinu a teprve poté matematiku. V letech 1866–1869 pokračoval ve studiu na univerzitách v Paříži, Berlíně a Heidelbergu. Po návratu do New Havenu vedl katedru matematické fyziky na Yaleově univerzitě a zastával ji až do konce svého života.

Gibbs představil svou první práci v oboru termodynamiky Connecticutské akademii věd v roce 1872. Byla tzv. Grafické metody v termodynamice kapalin (Grafické metody v termodynamice tekutin) a byl věnován metodě entropických diagramů. Metoda umožňovala graficky znázornit všechny termodynamické vlastnosti látky a hrála hlavní roli v technické termodynamice. Gibbs rozvinul své myšlenky v následující práci - Metody geometrického znázornění termodynamických vlastností látek pomocí povrchů (Metody geometrického znázornění termodynamických vlastností látek pomocí povrchů, 1873), zavedením trojrozměrných fázových diagramů a získáním vztahu mezi vnitřní energií systému, entropií a objemem.

V letech 1874-1878 Gibbs publikoval pojednání O rovnováze heterogenních látek (O rovnováze heterogenních látek), jehož myšlenky tvořily základ chemické termodynamiky. Gibbs v něm nastínil obecnou teorii termodynamické rovnováhy a metodu termodynamických potenciálů, zformuloval fázové pravidlo (dnes nesoucí jeho jméno), zkonstruoval obecnou teorii povrchových a elektrochemických jevů, odvodil fundamentální rovnici, která stanovila souvislost mezi vnitřními energie termodynamického systému a termodynamické potenciály a umožnily určit směr chemických reakcí a podmínky rovnováhy pro heterogenní systémy.

Gibbsova práce o termodynamice byla v Evropě až do roku 1892 téměř neznámá. Jedním z prvních, kdo ocenil hodnotu jeho grafických metod, byl J. Maxwell, který postavil několik modelů termodynamických povrchů pro vodu.

V 80. letech 19. století se Gibbs začal zajímat o práci W. Hamiltona o čtveřicích a algebraické práce G. Grassmanna. Rozvíjel jejich myšlenky a vytvořil vektorovou analýzu v její moderní podobě. V roce 1902 prac Základní principy statistické mechaniky (Základní principy statistické mechaniky) Gibbs dokončil vytvoření klasické statistické fyziky. Jeho jméno je spojeno s takovými pojmy jako „Gibbsův paradox“, „kanonická, mikrokanonická a velká kanonická Gibbsova distribuce“, „Gibbsova adsorpční rovnice“, „Gibbs-Duhemova rovnice“ atd.

Gibbs byl zvolen členem Americké akademie umění a věd v Bostonu, členem Královské společnosti v Londýně a získal Copley Medal a Rumford Medal. Gibbs zemřel v New Haven 28. dubna 1903.

Gibbs já (Gibbs)

James (23. prosince 1682, Footdismere, u Aberdeenu, - 5. srpna 1754, Londýn), anglický architekt. Studoval v Holandsku a Itálii (v letech 1700-09 u C. Fontany (viz Fontana)), spolupracoval s C. Renem. Představitel klasicismu. G. stavby se vyznačují působivou jednoduchostí a celistvostí kompozice, elegancí detailů (kostely St. Mary-le-Strand, 1714-1717, a St. Martin-in-the-Fields, 1722-1726, v Londýně Radcliffe Library v Oxfordu, 1737-49).

lit.: Summerson J., Architektura v Británii. 1530-1830, Harmondsworth, 1958.

Velká sovětská encyklopedie. - M.: Sovětská encyklopedie. 1969-1978 .

Podívejte se, co je „Gibbs“ v jiných slovnících:

- (anglicky Gibbs, někdy Gibbes) Anglické příjmení. Gibbs, Josiah Willard Americký fyzik, matematik a chemik, jeden ze zakladatelů teorií fenomenologické a statistické termodynamiky, vektorové analýzy, statistické ... ... Wikipedia

- (Gibbs) Josiah Willard (1839 1903), americký fyzik. Jeden z tvůrců statistické mechaniky. Vypracoval obecnou teorii termodynamické rovnováhy (včetně omezených systémů), teorii termodynamických potenciálů, odvodil hlavní... ... Moderní encyklopedie

- (Gibbs) Joshua Willard (1839 1903), americký teoretický vědec v oboru fyziky a chemie. Profesor na univerzitě v Yale. Svůj život zasvětil rozvoji základů fyzikální chemie. Aplikace TERMODYNAMIKY ve vztahu k fyzikálním procesům vedla... ... Vědeckotechnický encyklopedický slovník

Gibbs- Gibbs, a: Gibbsova distribuce... Ruský pravopisný slovník

Gibbs D.W.- GIBBS Josiah Willard (18391903), Amer. teoretický fyzik, jeden z tvůrců termodynamiky a statistiky. mechanika. Rozvinul teorii termodynamiky. potenciálů, objevil obecnou podmínku rovnováhy pro fázové pravidlo heterogenních systémů, odvodil rovnici... ... Biografický slovník

- ... Wikipedie

- ... Wikipedie

- ... Wikipedie

- ... Wikipedie

knihy

• Praktický kurz zpracování dřeva, Gibbs N., Dřevo je nádherný materiál. Mnoho řemeslníků k ní chová zvláštní city ne kvůli její kráse a síle, ale spíše kvůli touze zkrotit tuto tvárnou a zároveň... Kategorie:

"Matematika je jazyk"

D.W. Gibbs

Americký teoretický fyzik.

Jeden z tvůrců statistické fyziky a moderní teorie termodynamiky.

"Úvod Gibbs pravděpodobnost do fyziky se objevila dlouho předtím, než se objevila adekvátní teorie druhu pravděpodobností, kterou požadoval. […]
Výsledkem této revoluce je, že fyzika už nepředstírá, že se zabývá tím, co se vždy stane, ale pouze tím, co se stane nejpravděpodobnější.
Zpočátku, v práci samotného Gibbse, byl tento pravděpodobnostní pohled založen na newtonovských základech, kde prvky, jejichž pravděpodobnost měla být určena, byly systémy podléhající Newtonovým zákonům. Gibbsova teorie byla v podstatě nová teorie, ale permutace, se kterými byla kompatibilní, byly stejné jako ty, které byly uvažovány. Newton.
Další vývoj fyziky spočíval v tom, že inertní newtonovská báze byla vyřazena nebo změněna a Gibbsova náhodnost se nyní objevuje v celé své nahotě jako integrální základ fyziky.
Je samozřejmě pravda, že téma není v té a oné věci zdaleka vyčerpáno Einstein a do určité míry Louis de Broglie argumentovat, že přísně deterministický svět je přijatelnější než pravděpodobnostní svět; tito velcí vědci však bojují v zadním voje proti drtivé síle mladé generace.
Jednou ze zajímavých změn, ke kterým došlo ve fyzice, je to, že ve světě pravděpodobnosti se již nezabýváme veličinami a výroky vztahujícími se ke konkrétnímu reálnému vesmíru jako celku, ale místo toho si klademe otázky, jejichž odpovědi lze nalézt v předpokladu obrovské množství podobných světů. Náhoda tak byla přijímána nejen jako matematický výzkumný nástroj ve fyzice, ale jako její nedílná součást.

Norbert Wiener, Kybernetika a společnost / Creator and the Future, M., „Ast“, 2003, str. 13-14.

„Myšlenka náhody se začala zavádět do vědy fyziky od konce 19.
Otázka filozofického chápání případu je zřejmě vůbec netrápila.
Potřebovali vysvětlit a popsat svět a tento popis nezapadal do rámce deterministických představ. Některé jevy se staly dobře popsány v pravděpodobnostním jazyce.
Milníky této cesty jsou dobře známé: stvoření Maxwell A Boltzmann kinetická teorie hmoty; prohlášení Boltzmannže náš svět je jen výsledkem obrovské fluktuace; úvod Gibbs souborové koncepty vedl k vytvoření nejen statistické fyziky, ale i něčeho mnohem víc – nového světového názoru ve fyzice; studium Brownova pohybu, které posloužilo jako podnět k rozvoji teorie náhodných funkcí, a konečně k rozvoji kvantové mechaniky.
Koho však znepokojovaly filozofické nebo alespoň logické základy legitimity takového přístupu? Svět pozorovaných jevů byl dobře popsán – to byl dostatečný důvod.“

Nalimov V.V. , The Shape of Science, Petrohrad, "MBA", 2010, str. 146.

„V řadě biografických materiálů o Gibbs hádanka naznačuje, že své články publikoval v málo známém časopise. Nejčastěji se díla publikovaná v takových publikacích jednoduše ztratí. Přesto mnozí přední vědci v Evropě znali jeho díla dobře ještě před překladem do jiných jazyků. A abychom mohli začít překládat objemné materiály, bylo nutné dobře rozumět jak jejich obsahu, tak jejich významu.

Matematik Gian-Carlo Rota si jednoho dne prohlížel police v knihovně Yaleovy univerzity.

Tam nečekaně narazil na rukopis Gibbs se seznamem adres připojeným k němu. Ukázalo se, že je Gibbs poslal předním matematikům té doby. Na seznamu bylo přes dvě stě příjemců. Byli mezi nimi slavní vědci jako např Poincare, Mach, Boltzmann a mnoho dalších. Nyní již nikdo nepochybuje o tom, že Gibbs bez zvláštní reklamy poslal svou práci předním vědcům té doby. Kompletní seznam adresátů, kterým Gibbs poslal svá díla, zahrnoval: 507 příjmení

Pokud si něčí práci skutečně pečlivě přečte alespoň padesát významných vědců, pak lze nejdůležitější úkol badatele považovat za splněný. To stačí na konstatování, že vědecká komunita se s tím seznámila. To, že se mailing dlouho a vytrvale opakoval, lze považovat za přesvědčivý, ale samozřejmě nepřímý důkaz, že články adresáti četli. Vytrvale posílat materiály lidem, kteří je nechtějí číst, je totiž velmi diskutabilní věc.

Skutečnost, že o tak široké distribuci nikdo zvlášť nevěděl Gibbs jeho materiály jednoduše vypovídají o zvláštnostech jeho charakteru.“

Romanenko V.N., Nikitina G.V., Předchůdci (biografické lekce), Petrohrad, „Norma“, 2015, str. 166-167.