J.Willard Gibbs Kimdir?

Doğum: 11 Şubat 1839, New Haven, Connecticut, ABD

Ölüm tarihi ve yeri: 28 Nisan 1903, New Haven, Connecticut, ABD

Willard Gibbs Kimdir?

1900 yılında dünyada en fazla bin fizikçi vardı . Bunların yaklaşık dörtte biri, diğer herhangi bir ülkeden daha fazla, Amerika Birleşik Devletleri’ndeydi; Amerikan fiziği nihayet eski Avrupa uluslarının seviyesine ulaşmıştı. Yine de Amerikalı fizikçiler sayıların gösterdiği kadar sık büyük keşifler yapmıyorlardı. Bunun nedeni kısmen birçoğunun araştırmaların teşvik edilmek yerine hoşgörüyle karşılandığı üniversitelerde olmaları, kısmen de Amerikalıların teorik fizikte zayıf olmalarıydı.

Willard Gibbs vakası, bu zayıflığın yerli yetenek eksikliğinden değil gelenek ve eğitimden kaynaklandığını gösteriyor. Yale’de bir kutsal edebiyat profesörünün oğlu olan Gibbs, New England üniversite mezunlarının uzun bir soyundan geliyordu. Yale’de okudu, doktorasını aldı. 1863’te orada -Amerika Birleşik Devletleri’nde verilen ilk doktoralardan biri- orada Latince ve doğa felsefesi dersleri verdi ve ardından üç belirleyici yıl boyunca Avrupa’ya gitti. O zamana kadar Gibbs hem matematiğe hem de mühendisliğe ilgi göstermişti ve bunları “Düz Dişlilerde Tekerleklerin Dişlerinin Şekli Üzerine” adlı tezinde birleştirdi. Paris, Berlin ve Heidelberg’de katıldığı ve dönemin en büyük adamlarından bazılarının verdiği dersler onu tamamen değiştirdi. 1871’de, Avrupa’dan dönüşünden iki yıl sonra, Yale’in ilk Matematiksel Fizik Profesörü oldu. Henüz bu konuyla ilgili herhangi bir makale yayınlamamıştı. Dokuz yıl boyunca ücretsiz olarak bu görevi sürdürdü ve babasının bıraktığı rahat mirasla geçindi; ancak Johns Hopkins Üniversitesi Gibbs’e bir görev teklif ettiğinde Yale ona küçük bir maaş verdi.

Gibbs hiç evlenmedi. Büyüdüğü ve kız kardeşleriyle paylaştığı evde sakin ve olaysız bir hayat yaşadı. Nazik ve düşünceli bir adamdı, onu tanıyanlar tarafından çok seviliyordu ama toplumdan uzak durma eğilimindeydi ve New Haven’da bile çok az tanınıyordu. Kısmen yazılarının son derece derli toplu, soyut ve zor olması nedeniyle, dünyadaki birkaç bilim adamından fazlası onu tanımıyordu. Gibbs’in Avrupalı meslektaşlarından birinin yazdığı gibi, “Bir gerçeği kısa ve çok genel bir formüle yoğunlaştırdıktan sonra, genel önermenin ima ettiği belirli vakaların sonsuz ardışıklığını seri bir şekilde ortaya çıkarmayı düşünmezdi; zekası, karakteri gibi. , emekli bir eğilimdeydi.” Avrupalılar Gibbs’i okuyamamalarının bedelini ödediler: Yüzyılın başından önce termodinamik alanında yaptıkları çalışmaların büyük bir kısmı onun yayınlanmış çalışmalarında bulunabilirdi.

Gibbs’in başlıca bilimsel makaleleri İşlemler’de yayınlandıConnecticut Sanat ve Bilim Akademisi’nden. Makalelerin uzunlukları ve matematiksel formüllerin zenginliği nedeniyle yazıya geçirilmesi pahalıydı; bu nedenle, finanse ettikleri yayını çok az veya hiç anlayamayan Yale profesörleri ve New Haven iş adamlarının aboneliğiyle fon toplandı. Connecticut Akademisi’nin İşlemleri çok az okundu, ancak Gibbs birçok yeniden basımı postalayarak ve başka bir yerde bir özet yayınlayarak sonuçlarını duyurmaya çalıştı.

Bu makalelerde Gibbs’in bir sistemi analiz etmek için başlangıç noktası, (kendisinin de belirttiği gibi) sistemin entropisindeki maksimum ile karakterize edilen denge durumuydu. Kendisi, bu prensibin fizikçiler tarafından zaten bilindiğini ancak “öneminin takdir edilmemiş gibi göründüğünü belirtti. Termodinamik dengenin genel teorisinin temeli olarak prensibi geliştirmek için çok az şey yapıldı.” Enerji U, basınç P, hacim V, sıcaklık T ve entropi S arasındaki diferansiyel ilişkinin bir sistemdeki kullanımını ilk kez göstererek bu durumu düzeltmeye devam etti; sonuncusu o zamanlar pek anlaşılamayan bir miktardı: dU = TdS -PdV. Sistemin kimyasal yapısındaki değişikliklere izin verecek terimler ekleyerek şaşırtıcı çeşitlilikte sonuçlar elde etti. Elastiklik ve yüzey olayları, faz değişimleri ve kimyanın büyük bir kısmı dahil olmak üzere hiçbir zaman termodinamiğin alanına girmeyen pek çok olay artık bu denklemin kapsamına alınmıştı.

Bu tamamlandıktan sonra Gibbs başka bir konuya döndü. 1892’de Lord Rayleigh’e karakteristik bir alçakgönüllülükle şöyle yazdı: “Şu anda a priori bakış açısından termodinamik ya da daha doğrusu ‘İstatistiksel Mekanik’ üzerine bir şeyler yayınlamaya hazırlanıyorum … Özünde özellikle yeni olan herhangi bir şey var, ancak konuya daha basit bir bakış açısı kazandıracak şekilde (bana mümkün göründüğü kadarıyla) bakış açımı seçebilirsem memnun olacağım.” On yıl sonra bu çalışma, istatistiksel mekaniği yeni ve daha genel bir temele oturtan klasik bir kitapla sonuçlandı.

Yüzyılın sonuna gelindiğinde Gibbs, daha temel çalışmaları kadar artık standart olan vektör notasyonu biçimini güçlü ve partizan bir şekilde savunmasıyla da oldukça iyi tanınıyordu. Ancak yaz aylarını dağlarda yürüyüş yaparak geçirmenin dışında, günlerinin sonuna kadar neredeyse tüm zamanını işte ya da evi ve üniversitesinin de dahil olduğu birkaç blokta yürüyerek geçirmeye devam etti.

Burada amaçlarından ve yöntemlerinden bazılarını gösterdiği istatistiksel mekanik hakkındaki kitabının önsözünü veriyoruz. Gibbs’in kuantum mekaniğine yol açacak sorunların tamamen farkında olduğuna dikkat edin (s. ix-x). Gibbs’in kendisini moleküllerden oluşan bir sistem gibi genellikten yoksun herhangi bir şeyle sınırlamasının ancak kitabın son bölümüne kadar olduğunu da unutmayın.