Oliver Heaviside | sähköinsinööri, matemaatikko ja fyysikko
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.
Oliver Heaviside, ~1900
Life
Heaviside syntyi Camden Townissa Lontoossa. Hänen isänsä oli taitava puukaivertaja. Hänen setänsä Sir Charles Wheatstone (1802-1875) oli mukana keksimässä lennätintä ja teki kuuluisat kokeet vuonna 1837 Eustonin asemalta.
Heaviside oli lyhyt ja hänellä oli punaiset hiukset. Nuorena hän sairasti tulirokkoa, joka teki hänestä melko kuuron, varsinkin myöhempinä vuosinaan. Heaviside opiskeli Camden House Schoolissa 16-vuotiaaksi asti ja jatkoi opiskelua kotona 18-vuotiaaksi asti. Hän sai töitä lennätinoperaattorina ja työskenteli jonkin aikaa Tanskassa. Hän huomasi, että toimintanopeudet olivat 40 prosenttia nopeampia Englannista Tanskaan kuin päinvastoin, ja vuonna 1871 hän löysi vian Englannista Tanskaan kulkevassa lennätinkaapelissa. Vuonna 1873 hän sai käsiinsä Maxwellin kirjan A Treatise on Electricity and Magnetism ensimmäisen painoksen. Tämä kirja vaikutti häneen suuresti, ja se auttoi häntä tuottamaan monia matemaattisia ideoita. Tuolloin hän työskenteli Newcastlessa. Vuonna 1875 hän palasi Lontooseen asumaan vanhempiensa luokse. Siellä hän vietti paljon aikaa kirjoittamalla löydöksiään, mutta kukaan ei halunnut julkaista hänen töitään, koska ne olivat liian vaikeita ymmärtää. Hän analysoi vaihtovirtoja 15 vuotta ennen kuin niitä alettiin käyttää kaupallisesti.
Kun hänen vanhempansa muuttivat Paigntoniin, hän muutti heidän kanssaan. Heidän kuolemansa jälkeen hän asui Newton Abbottissa ja sitten vuodesta 1908 kuolemaansa asti Torquayssa. Hän oli naimaton.
Eksentrinen käyttäytyminen
Vanhoilla päivillään Heaviside muuttui yhä eksentrisemmäksi. Hän oli köyhä ja asui yksin suuressa talossa Torquayssa, jota hänellä ei ollut varaa lämmittää kunnolla. Hän piti siitä, kun ystävät vierailivat hänen luonaan, mutta monet ihmiset eivät pitäneet hänestä, koska hän saattoi usein olla töykeä. Hän ei osannut laittaa ruokaa, ja ystävällinen poliisi kävi säännöllisesti tuomassa hänelle ruokaa. Koska Heaviside oli kuuro eikä kuullut koputusta oveen, poliisilla oli tapana avata postilaatikko ja puhaltaa pilliinsä kovaa. Talo ja puutarha olivat kauheassa sotkussa. Hänellä oli talossaan huonekaluina graniittimöhkäleitä. Hän laittoi usein nimensä perään kirjaimet W.O.R.M., ihan vitsin vuoksi. Hän maalasi kyntensä vaaleanpunaisiksi. Ainakin kerran hän värjäsi hiuksensa mustiksi ja piti märkänä päässään teekoskea.
Kun hän vuonna 1925 putosi tikkailta ja hänet vietiin ambulanssilla hoitokotiin, se oli ensimmäinen kerta, kun hän oli ollut moottoriajoneuvossa. Hän kertoi ambulanssikuskille nauttineensa kyydistä. Hän kuoli Torquayn hoitokodissa kuukautta myöhemmin, ja hänet haudattiin Paigntoniin.
Hänen työnsä
| Sähkömagnetismi |
|
|
| Sähkö - Magnetismi - Magneettinen permeabiliteetti |
| Sähkövaraus - Coulombin laki - |
| Magnetostaattinen Ampèren laki - Sähkövirta - Magneettikenttä - |
| Elektrodynamiikka Lorentzin voimalaki - emf - Sähkömagneettinen induktio - Faradayn laki - Lenzin laki - Siirtovirta - Maxwellin yhtälöt - Sähkömagneettinen kenttä - Sähkömagneettinen säteily - Liénard-Wiechertin potentiaali - Maxwellin tensori - Pyörrevirta |
| Sähköverkko Sähköjohtuminen - Sähkövastus - Kapasitanssi - |
| Kovariantti muotoilu Sähkömagneettinen tensori - Sähkömagneettinen jännitys-energia tensori - Nelivirta - Sähkömagneettinen nelipotentiaali - Sähkömagneettinen nelipotentiaali. |
Heaviside oli Sir Isaac Newtonin kaltainen siinä mielessä, että hän työskenteli yksin eikä aina julkaissut kaikkia kokeitaan. Hän kirjoitti paljon ideoita muistikirjoihinsa, mutta hän ei pitänyt näitä ideoita julkaisukelpoisina, mutta ne osoittautuivat kuitenkin hyvin tärkeiksi. Hän esimerkiksi ehdotti, että maapallon pinnan yläpuolella oli useita kilometrejä ilmakehän johtava kerros, jota voitaisiin käyttää pitkän matkan radioaaltojen lähettämiseen maapallon kaarevuuden ympäri. Vuonna 1923 havaittiin todellakin, että oli olemassa monimutkaisia ionisoituneita kerroksia (joita kutsutaan ionosfääriksi). Kennelly-Heaviside-kerros nimettiin myöhemmin hänen mukaansa. Vuoteen 1950 mennessä, 25 vuotta hänen kuolemansa jälkeen, maailmassa oli yli 50 asemaa, jotka kokeilivat radioviestintää yläilmakehässä.
Heaviside teki tutkimuksia siitä, miten puhetta voidaan välittää selkeästi puhelinliikenteessä. Hän tutki heijastuksia puhelinpiireissä (nämä tuottivat häiritseviä kaikuja). Vuodesta 1886 alkaen hän käytti suurimman osan ajastaan Hertzin kehittämään sähkömagneettisten aaltojen etenemiseen avaruudessa ja J.J. Thomsonin löytämään atomien liikkeeseen.
Honours
Heaviside ei ollut kiinnostunut kunnianosoituksista. Itse asiassa hän ei koskaan ansainnut rahaa keksinnöillään, ja usein hänen oli vaikea maksaa laskujaan. Hän oli luultavasti hyvin tyytyväinen, kun hänestä tehtiin Royal Societyn jäsen vuonna 1891. Hallitus myönsi hänelle 120 punnan vuotuisen siviilieläkkeen. Vuonna 1908 hänet valittiin sähköinsinöörien instituutin kunniajäseneksi ja vuonna 1918 amerikkalaisen sähköinsinöörien instituutin kunniajäseneksi. Vuonna 1921 hän oli ensimmäinen henkilö, jolle myönnettiin Faraday-mitali.
Heavisiden kuuluisa lainaus on: "Pitäisikö minun kieltäytyä päivällisestä, koska en täysin ymmärrä ruoansulatusprosessia"?
Heavisiden hauta Paigntonin hautausmaalla.
Aiheeseen liittyvät sivut
- Heaviside-funktio
- Magneettinen reluktanssi
- Diracin delta-funktio
- Koaksiaalikaapeli
- Hughes-mitali
Kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys: Kuka oli Oliver Heaviside?
A: Oliver Heaviside oli englantilainen sähköinsinööri, matemaatikko ja fyysikko, joka eli 18. toukokuuta 1850 - 3. helmikuuta 1925.
K: Mitä hän teki tiedemaailmassa?
V: Hän käytti kompleksilukuja sähköpiirien tutkimiseen ja teki paljon työtä sähkömagneettisen aaltoteorian parissa, minkä vuoksi oli tarpeen löytää uusia tapoja työskennellä differentiaaliyhtälöiden kanssa. Hän työskenteli myös Maxwellin kenttäyhtälöiden ja vektorianalyysin parissa, ja häntä pidetään vektorilaskennan keksijänä.
K: Miten hänen työnsä on tunnustettu?
V: Hänen työnsä on tunnustettu hänen kuolemansa jälkeen; ihmiset ovat ymmärtäneet, miten paljon hän muutti matematiikan ja fysiikan tutkimusta. Osa ionosfääristä on nimetty hänen mukaansa - Kennelly-Heaviside-kerros - kunnianosoituksena hänen saavutuksilleen.
K: Millainen ihminen Oliver Heaviside oli?
V: Oliver Heaviside oli eksentrinen persoona, joka usein sopi monien mielestä hullun tiedemiehen stereotypiaan.
K: Miten hän edisti matematiikkaa ja fysiikkaa?
V: Oliver Heaviside vaikutti merkittävästi sekä matematiikkaan että fysiikkaan käyttämällä kompleksilukuja sähköpiirien tutkimiseen, tekemällä paljon työtä sähkömagneettisen aaltoteorian parissa, työskentelemällä Maxwellin kenttäyhtälöiden ja vektorianalyysin parissa sekä keksimällä vektorilaskennan.
