Oliver Heaviside (Camden, Lontoo 18. toukokuuta 1850 - Torquay, Devon 3. helmikuuta 1925) oli englantilainen itseoppinut sähköinsinööri, matemaatikko ja fyysikko.

Vaikka hän oli hyvin tunnettu tiedemaailmassa elämänsä aikana, vasta hänen kuolemansa jälkeen ihmiset tajusivat, miten paljon hän oli muuttanut matematiikan ja fysiikan tutkimusta. Hän käytti kompleksilukuja sähköpiirien tutkimiseen ja teki paljon työtä sähkömagneettisen aaltoteorian parissa, minkä vuoksi oli tarpeen löytää uusia tapoja työskennellä differentiaaliyhtälöiden kanssa. Hän teki työtä Maxwellin kenttäyhtälöiden ja vektorianalyysin parissa. Itse asiassa hän oli vektorilaskennan keksijä. Osa ionosfääristä on nimetty hänen mukaansa: Kennelly-Heaviside-kerros. Hänen persoonallisuutensa oli hyvin eksentrinen, ja hän on hyvä esimerkki siitä, mitä monet pitävät hulluna tiedemiehenä.

Tärkeimmät saavutukset ja vaikutus

Heavisiden työt yhdistävät teorian ja käytännön: hän kehitti työkaluja, jotka helpottivat sähkökenttien ja signaalien laskemista ja ymmärtämistä. Keskeisiä saavutuksia ovat muun muassa:

  • Maxwellin yksinkertaistaminen ja vektorianalyysi: Heaviside yksinkertaisti ja popularisoi Maxwellin alkuperäisiä yhtälöitä nykyaikaiseen muotoon sekä kehitti vektorimuotoisen esitystavan, joka teki sähkömagiasta ja kenttäteoriasta käytännöllisempää ja laskennallisesti sujuvampaa.
  • Operaatio- eli Heavisiden laskenta: hän käytti niin kutsuttua operaatiolaskentaa differentiaaliyhtälöiden käsittelyssä, mikä oli aikanaan kiistanalaista mutta myöhemmin antoi pohjan mm. Laplace-muunnosten laajemmalle käytölle ja teoreettiselle perustelulle.
  • Telegraphi- ja siirtojohdot: Heaviside tutki sähköjohtojen ja tietoliikennekanavien toimintaa, johon liittyvät mallit (kuten telegrapher's equations) ja käsitteet — esimerkiksi häviön ja häiriön vaikutus signaaliin — auttoivat parantamaan kaapelien suunnittelua. Hän esitti distortionless-ehdon (ns. Heavisiden ehto) signaalin häiriöttömälle siirrolle.
  • Heaviside-funktio ja signaaliteoria: hän käytti ja suositteli askelfunktiota (Heaviside-step), joka on keskeinen käsite signaalien analyysissä ja differentiaaliyhtälöiden käsittelyssä.
  • Ionosfäärin ennakointi: Heaviside oli yksi tutkijoista, jotka ennustivat korkealla ilmakehässä olevan kerroksen, joka voi heijastaa radioaaltoja. Tätä kerrosta kutsutaan Kennelly–Heaviside-kerrokseksi.

Työtapana käytännöllisyys ja ristiriidat

Heaviside oli ennen kaikkea käytännönläheinen laskija: hän etsi yksinkertaisia, toimivia notaatioita ja menetelmiä, jotka tekivät monimutkaisista yhtälöistä käsiteltäviä. Monet hänen esittämistään menetelmistä, kuten operaatiolaskenta, saivat aluksi kritiikkiä, koska ne eivät aina noudattaneet tuon ajan tiukkoja matemaattisia perusteluvaatimuksia. Sittemmin monet Heavisiden ideoista ovat vakioita sähkötekniikassa ja teoreettisessa fysiikassa: hänen laskentatavastaan muodostui käytännöllinen ja tehokas työväline.

Elämä ja persoonallisuus

Heaviside oli itseoppinut tutkija, joka työuransa alkuaikoina toimi käytännön viestintälaitteiden parissa. Myöhemmin hän vetäytyi yhä enemmän tutkijan elämään ja elettiin ajoittain varsin yksinkertaisesti. Hän oli tunnettu eksentrisistä tavoistaan ja jyrkästä persoonallisuudestaan: hän saattoi olla kärkkäästi eri mieltä kollegoiden kanssa ja piti etäisyyttä akateemiseen elämään. Näistä piirteistä huolimatta hänen työnsä vaikutus kasvoi ajan mittaan, ja monet myöhemmät tutkijat tunnustivat hänen panoksensa vektorianalyysin, sähkötekniikan ja signaaliteorian kehitykseen.

Heavisiden menetelmät ja kirjoitustyyli — käytännönläheinen, notaatioihin nojaava — tekivät hänestä omanlaisensa tutkijan. Vaikka hän ei aina saanut elinaikanaan täyttä arvostusta kaikilta akateemisilta tahoilta, hänen ideansa vakiintuivat ja innoittivat myöhempiä kehittäjiä ja insinöörejä.