Josiah Willard Gibbs
Från Rilpedia
- För Josiah Willard Gibbs Sr, se Willard Gibbs (lingvist).
Josiah Willard Gibbs, född 11 februari 1839 i New Haven, död 28 april 1903 i samma stad, amerikansk teoretisk fysiker, kemist och matematiker som lade den teoretiska grunden till stora delar av den kemiska termodynamiken och andra delar av den fysikaliska kemin, samt uppfann vektoranalysen tillsammans med Oliver Heaviside. Hans mest kända artikel är On the Equilibrium of Heterogeneous Substances från 1876, som beskriver jämvikter mellan olika faser. Han tillbringade hela sin karriär vid Yale, som gav honom den första amerikanska doktorsgraden inom teknik.
1901 fick Gibbs Copleymedaljen av Royal Society för att vara "den förste att tillämpa termodynamikens andra huvudsats på den uttömmande diskussionen av förhållandet mellan kemisk och elektrisk energi samt värmeenergi och förmåga att utföra arbete."[1] Detta sammanfattar Gibbs mest givande bidrag till naturvetenskaperna.
Innehåll |
Biografi
Unga år
Släkten Gibbs hade ägnat sig åt vetenskapen sedan 1600-talet, och Gibbs var den sjunde akademikern i släkten. Hans far, som var professor i religiös litteratur vid Yale, är nu mest känd för sin inblandning i Amistad-rättegången. Trots att fadern, liksom fem andra i Gibbs släkt, också hette Josiah Willard kallas sonen aldrig "Junior". Gibbs morfar hade en litteraturexamen från Yale.
Efter att ha gått i Hopkins School skrev Gibbs in sig på Yale vid 15 års ålder. Han tog examen 1858 med goda betyg, och prisbelönades i matematik och latin.
Den akademiska karriärens inledning
1863 tilldelade Sheffield Scientific School vid Yale Gibbs den första teknologie doktorsgraden i USA. Gibbs undervisade sedan vid Yale i tre år – två år i latin och ett år i vad som då kallades naturfilosofi, främst fysik. Han reste till Europa för att studera 1866, där han tillbringade ett år vardera i Paris, Berlin och Heidelberg, där han influerades av Kirchhoff och Helmholtz. Vid denna tid var tyska akademiker ledande inom kemi, termodynamik och teoretisk naturvetenskap i allmänhet. De tre åren i Europa var nästan hela den tid som Gibbs skulle tillbringa utanför New Haven i sitt liv.
1869 återvände han till Yale, och utnämndes till professor i matematisk fysik 1871, den förste på en sådan post i USA. Han skulle behålla den till sin död. Eftersom Gibbs inte ännu hade publicerat någonting var posten obetald i början, vilket var vanligt i Tyskland och inte sällsynt i andra länder heller vid denna tid. Mellan 1876 och 1878 skrev Gibbs en serie artiklar med samlingsnamnet On the Equilibrium of Heterogeneous Substances ("Om heterogena ämnens jämvikter"), som numera anses vara ett av 1800-talets största naturvetenskapliga framsteg och en av fysikalkemins hörnstenar. I artiklarna tillämpade Gibbs termodynamik för att tolka fysikalkemiska fenomen, och förklarade samt fogade därmed samman vad som tidigare hade varit en mängd isolerade fakta.
Några viktiga ämnen som Gibbs tog upp i sina andra artiklar om heterogena jämvikter är:
- Koncepten kemisk potential och fri energi
- En idealiserad statistisk ensemble, en hörnsten i statistisk mekanik
- Gibbs fasregel
Gibbs skrev också om teoretisk termodynamik, och publicerade 1873 en artikel om geometrisk representation av termodynamiska storheter. James Clerk Maxwell inspirerades av artikeln att göra en gipsgjutning som illustrerade Gibbs beskrivning, som han sedan sände till Gibbs. Den finns idag på Yale.
Senare år
Johns Hopkins University i Baltimore erbjöd 1880 Gibbs en lön på 3000 dollar för att övergå till dem. Yale svarade med att höja hans lön till 2000 dollar, vilket var tillräckligt för att få honom att stanna i New Haven. Mellan 1880 och 1884 kombinerade Gibbs två matematiska idéer, William Rowan Hamiltons kvaternioner och Hermann Grassmanns yttre algebra, för att skapa vektoranalys, som oberoende av honom beskrevs av den brittiske fysikern och ingenjören Oliver Heaviside. Gibbs skapade vektoralgebran för att förtydliga och utveckla den matematiska fysiken.
Mellan 1882 och 1889 förfinade Gibbs vektoranalysen, skrev om optik och utvecklade en ny elektrisk teori om ljus. Han undvek medvetet att gå in på materiens struktur i sin teori (vilket sett i efterhand var ett bra beslut med tanke på den revolutionära utvecklingen inom partikelfysik och kvantmekanik runt hans död) och skapade en teori som var mer generell än någon annan då existerande teori om materien.
Efter 1889 arbetade han med statistisk mekanik och beskrev James Clerk Maxwells teorier matematiskt. Han skrev också läroböcker om statistisk mekanik, som Yale publicerade 1902. Han bidrog till kristallografi och tillämpade sina vektormetoder på beskrivningen av planeters och kometers banor.
Få saker är kända om Gibbs studenter, men han ska ha influerat ekonomen Irving Fisher starkt. Fisher fullbordade en doktorsexamen på Yale 1896.
Gibbs gifte sig aldrig, och levde hela sitt liv tillsammans med en syster och svåger. Han dog i New Haven och är begravd på Grove Street Cemetery på Yales campus.
Vetenskapligt erkännande
Det tog lång tid innan Gibbs arbete nådde bredare kännedom, delvis för att Gibbs huvudsakligen publicerade sina artiklar i Transactions of the Connecticut Academy of Sciences, en vetenskaplig tidskrift som hans svåger var redaktör för. Den lästes inte mycket i USA och ännu mindre i Europa. Inledningsvis var det bara några få europeiska teoretiska fysiker och kemister som kände till Gibbs arbete, bland annat Maxwell. Det var först när Gibbs artiklar översattes till tyska (som då var det ledande kemispråket) av Wilhelm Ostwald 1892, och till franska av Henry Louis Le Chatelier 1899, som hans idéer spreds i större utsträckning i Europa. Teorin om Gibbs fasregel bekräftades experimentellt av H. W. Bakhuis Roozeboom, som visade hur den kunde tillämpas i många situationer, vilket ledde till att den spreds.
Gibbs uppmärksammades än mindre i sitt hemland. Under hans livstid lade amerikanska sekundär- och högskolor större vikt vid humaniora än vid naturvetenskap, och få studenter intresserade sig för hans föreläsningar på Yale. (Den tonvikt på naturvetenskap som de tyska universiteten hade börjat tillämpa skulle först senare sprida sig till USA.)
1901 tilldelade Royal Society i London Gibbs Copleymedaljen, vilket visade på Gibbs internationella erkännande. Medaljen, som bara delas ut till en forskare om året, var den högsta tänkbara ärebetygelsen bland vetenskapsmän på den tiden.
1945 inrättade Yale University en lärostol, J. Willard Gibbs Professorship in Theoretical Chemistry, som innehades fram till 1973 av Lars Onsager, som fick Nobelpriset i kemi 1968. Utnämningen var passande, eftersom Onsager, liksom Gibbs, främst sysslade med att tillämpa nya matematiska idéer på problem i fysikalisk kemi, speciellt statistisk mekanik. Yale har också uppkallat J. W. Gibbs Laboratory och J. Willard Gibbs Assistant Professorship in Mathematics efter Gibbs.
Se även
- Gibbs fasregel
- Gibbs fria energi
- Gibbs entropi
- Gibbs olikhet
- Gibbs paradox
- Gibbs-Helmholtz ekvation
- Gibbs algoritm
- Gibbs fördelning
- Gibbstillstånd
- Gibbs-sampling
- Gibbs-Marangonieffekten
- Gibbs-Duhems ekvation
- Gibbs fenomen
- Gibbs-Donnaneffekt
Artikelursprung
- Artikeln är, helt eller delvis, en översättning från engelskspråkiga Wikipedia.
Källor
Noter
- ↑ Josiah Willard Gibbs i Encyclopædia Britannicas upplaga från 1911, Wikipedias översättning
