Loading AI tools
英国物理学家、电子工程师（1850—1925） 来自维基百科，自由的百科全书
奧利弗·黑維塞（英語：Oliver Heaviside，1850年5月18日—1925年2月3日）是一名英國物理學家和電子工程師。他沒有接受過正規的高等教育，作風古怪[2]，不太重視嚴格的數學論證，善以直覺進行論述和演算，在數學和工程上做出了眾多原創性成就。他通過數年時間自學微積分和馬克士威的《電磁通論》，創立向量分析學，並將電磁學中最著名的馬克士威方程組改寫為今天人們所熟知的形式。
1850年5月18日，黑維塞出生於米德塞克斯郡卡姆登鎮（現屬倫敦），是家中排行最小的老四。[2]他父親名叫托馬斯·黑維塞（Thomas Heaviside），是一名木匠；母親名叫瑞切爾·韋斯特（Rachel West），是一名保姆；姨父是著名電學專家與電報發明人查爾斯·惠斯通。[2]母親瑞切爾曾在斯坡提伍德一家任職，帶大過後來成為英國皇家學會主席的威廉·斯坡提伍德（William Spottiswoode）。[2]早年的家貧對黑維塞的一生都產生了影響。[2]他小時候曾就讀於母親任職的一所女校。[2]後來他轉到Camden House School，由F. R. Cheshire教導。[2]他患過猩紅熱，令他耳朵聽不清楚。
雖然他的學業成績不俗（1865年，他在五百多個學生中排第五[來源請求]），但他沒有去讀大學[2]。他16歲離校，學習摩氏密碼和電磁學。[來源請求]他在1868年去位於泰恩河畔紐卡斯爾的Anglo Danish Telegraph Company（後成為Great Northern Telegraph Company）當了一名電報員[2]。1872年，他成為主電報員，開始研究電力。[來源請求]他一直工作到1874年，最終因為聽力下降而不得不辭去工作。[2]
他之後在父母家中孤獨地進行研究。他開始一個人通過實驗和學習，研究電報學中的一系列問題。[2]這段期間他提出了電報員方程式。他指出，傳輸線上平均分布的電感會減少衰減和雜訊，若電感夠大且電阻夠小，所有頻率的電流會同等地衰減，電路便會無雜訊。
1880年，他研究電報傳輸上的集膚效應。他將在電磁學上舉足輕重的馬克士威方程組重新表述，將表述的符號系統由四元數改為向量，將原來的20條方程式精簡到4條微分方程式。[3]
1880年至1887年間，他提出了算子微積分，並用字母「p」表示微分算子。[4]但他當時給出的微分算子定義模糊，並不容易理解，適用範圍有多大也不清楚。[4]這是一套將微分方程式轉換為普通代數方程式的方法，但是當時的數學家們批評這個方法不夠嚴謹。但黑維塞並不理會別人的批評。[2]
1887年，他提出以電感器來消除雜訊。可惜這因政治原因而無法實行。後來AT&T的喬治·坎貝爾和一位外部的研究者米海洛·卜平研究過黑維塞的方法，並繼續發展。AT&T申請了有關的專利，但這不止包括坎貝爾和卜平的工作，也包括黑維塞製作卷線的方法。AT&T之後提出向黑維塞買下他的工作，但黑維塞拒絕了，他要求AT&T承認那一部分完全是他的工作。
1888年和1889年，他計算了電場和磁場受移動中的電荷而產生的改變，和電荷進入更密的媒質時的影響。這跟後來的契忍可夫輻射和洛倫茲-費茲傑羅收縮理論有關。1889年左右，受到約瑟夫·湯木生提出的電子的影響，黑維塞鑽研了電磁質量。他將電磁質量計算成真實的物質質量般。威廉·維恩後來證實黑維塞的方程式在速度遠低於光速時無誤。
1902年，為了解釋無線電波的反射，黑維塞和亞瑟·肯內利同時猜想大氣有一層導電物質，這層大氣現在稱為肯內利-黑維塞層，也即大氣電離層。[5][2]1924年，愛德華·阿普爾頓因證實了這層的存在而獲得1947年諾貝爾物理學獎。
1891年，他成為英國皇家學會會員。1905年，德國哥廷根大學授予他一個名譽博士頭銜。他晚年性格變得越來越古怪，最後在德文郡托基逝世，葬於佩恩頓。
黑維塞習慣從事孤獨的研究，他對自己發明的方法有著異乎常人的熱情和偏執，不怕別人潑冷水，根本不在乎其他同行對他的微分算子理論的輕視。[2]後來的科技發展也證明他發明的微分算子的確具有重要的價值。[2]
黑維塞的寫作風格通俗幽默，善於以辯論的形式展開問題討論。[7]他不僅研究馬克士威方程組本身，還是第一個在著作中將馬克士威方程組應用到許多具體問題的人。[7]A. Foppl寫於1897年的《渦旋場的幾何學》對黑維塞所講的內容進行了補充。[7]之後，Abraham以他們的著作為基礎，創作了2卷本的《電學理論》，並成為流行的教材。[7]向量分析學由此在物理學家中得以快速傳播。[7]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
