내가 소화 과정을 완전히 이해하지 못한다고 해서 저녁 식사를 거부해야 할까?
Oliver Heaviside는 영국의 독학 전기 공학자, 수학자, 그리고 물리학자로서 복소수를 회로 분석에 도입했고, 미분 방정식을 푸는 새로운 기법을 발명했으며(Laplace 변환과 동등함), 독립적으로 벡터 미적분을 개발했으며, Maxwell의 방정식을 오늘날 일반적으로 사용되는 형태로 다시 저술했습니다. 그는 Maxwell의 사망 이후 수십 년간 Maxwell의 방정식이 어떻게 이해되고 적용되는지에 상당한 영향을 미쳤습니다. 그의 통신선 방정식 공식은 자신의 생애 동안 상업적으로 중요해졌지만, 당시 그의 새로운 방법론에 정통한 사람이 거의 없었기 때문에 그 중요성이 오랫동안 주목받지 못했습니다. 생애 대부분 과학 기관과 대립했지만, Heaviside는 통신, 수학, 그리고 과학의 얼굴을 바꾸었습니다.
전기
초기 생활
Heaviside는 런던의 Camden Town, Kings Street 55번지(현재 Plender Street)에서 태어났습니다. 그는 키가 작고 빨간 머리를 한 아이였으며, 어린 나이에 성홍열을 앓아 청력 손상을 입었습니다. 작은 유산으로 인해 가족은 그가 13살일 때 Camden의 더 좋은 지역으로 이사했고 그는 Camden House Grammar School에 입학했습니다. 그는 훌륭한 학생이었으며, 1865년에 500명 중 5등으로 순위가 매겨졌지만, 그의 부모는 16살 이후 그를 학교에 보낼 수 없었으므로 그는 1년 동안 스스로 공부를 계속했고 더 이상 정식 교육을 받지 않았습니다.
Heaviside의 처의 친척은 Sir Charles Wheatstone 1802–1875로, 통신과 전자기학의 국제적으로 유명한 전문가였으며, 1830년대 중반 최초의 상업적으로 성공한 전신 공동 발명자였습니다. Wheatstone은 조카의 교육에 강한 관심을 가졌으며 1867년 그를 Newcastle-upon-Tyne의 Wheatstone 통신 회사 중 하나를 관리하고 있던 자신의 더 나이 많은 형 Arthur와 함께 일하도록 북쪽으로 보냈습니다.
2년 후 그는 덴마크 Great Northern Telegraph Company의 통신 운영자로 일자리를 얻어 영국 계약자들을 사용하여 Newcastle에서 덴마크로 케이블을 설치했습니다. 그는 곧 전기 기사가 되었습니다. Heaviside는 일하면서 계속 공부했으며, 22살의 나이에 저명한 Philosophical Magazine에 'Wheatstone의 Bridge를 주어진 저항과 주어진 검류계 및 배터리로 측정하기 위한 최선의 배치'에 관한 논문을 출판했으며, 이 논문은 이 대수 문제를 풀기 위해 실패한 물리학자들, 즉 Sir William Thomson(그에게 논문 사본을 준 사람)과 James Clerk Maxwell의 긍정적인 의견을 받았습니다. 그가 전신 케이블의 이중 방식 사용에 관한 논문을 출판했을 때, 그는 Post Office 통신 시스템의 수석 엔지니어인 R. S. Culley를 놀렸으며, Culley는 이중 방식을 실질적이지 않다고 반박하고 있었습니다. 1873년 나중에 통신 엔지니어 협회에 가입하려는 그의 신청은 "통신 직원을 원하지 않는다"는 의견으로 거부되었습니다. 이것은 Heaviside를 화나게 했으며, 그는 Thomson에게 자신을 후원해달라고 요청했고, 협회 회장의 지원과 함께 그는 "P.O. 속물들에도 불구하고" 입회되었습니다.
1873년 Heaviside는 Maxwell이 새로 출판한(나중에 유명해진) 2권 저작 'Treatise on Electricity and Magnetism'을 접했습니다. 노년에 Heaviside는 회상했습니다:
내가 젊었을 때 Maxwell의 위대한 저작을 처음 봤을 때를 기억합니다... 그것이 위대했고, 더 위대했고, 가장 위대했으며, 그 힘 속에 엄청난 가능성이 있음을 봤습니다... 나는 그 책을 완전히 이해하기로 결심했고 일을 시작했습니다. 나는 매우 무지했습니다. 나는 수학 분석에 대한 지식이 없었습니다(학교 대수와 삼각함수만 배웠고 대부분 잊어버렸습니다). 따라서 내 일은 나를 위해 계획되었습니다. Maxwell을 가능한 만큼 이해할 수 있을 때까지 몇 년이 걸렸습니다. 그 다음 나는 Maxwell을 제쳐두고 내 자신의 길을 따랐습니다. 그리고 나는 훨씬 더 빠르게 진전했습니다... 나는 Maxwell에 대한 나의 해석에 따라 복음을 설교한다는 것을 이해할 것입니다.
집에서 연구를 수행하면서, 그는 전송선 이론(또한 "통신선 방정식"으로 알려짐)의 개발을 도왔습니다. Heaviside는 전신선의 균일하게 분포된 인덕턴스가 감쇠와 왜곡을 모두 감소시킬 것이며, 인덕턴스가 충분히 크고 절연 저항이 너무 높지 않다면, 모든 주파수의 전류가 같은 전파 속도를 가지는 무왜곡 회로일 것임을 수학적으로 보여주었습니다. Heaviside의 방정식은 전신의 구현을 더욱 촉진했습니다.
중년기
1882년부터 1902년까지, 3년을 제외하고 그는 무역 신문 The Electrician에 정기적인 논문을 기고했으며, 이 신문은 자신의 위상을 높이고 싶어 했으며 연간 £40의 보수를 받았습니다. 이것은 생활하기에는 거의 충분하지 않았지만, 그의 요구는 매우 작았으며 그는 가장 하고 싶은 일을 하고 있었습니다. 1883년과 1887년 사이에 이들은 월평균 2-3편의 논문을 작성했으며 이 논문들은 나중에 그의 Electromagnetic Theory와 Electrical Papers의 대부분을 형성했습니다.
1880년에 Heaviside는 전신선의 표피 효과를 연구했습니다. 같은 해에 그는 영국에서 동축 케이블의 특허를 취득했습니다. 1884년 그는 Maxwell의 수학적 분석을 원래의 번거로운 형태(이미 쿼터니언으로 다시 표현되었음)에서 현대의 벡터 용어로 변환했으며, 따라서 원래 20개 미지수에서 20개의 원래 방정식 중 12개를 우리가 현재 Maxwell의 방정식으로 알고 있는 2개 미지수의 4개 미분 방정식으로 축소했습니다. 4개의 다시 공식화된 Maxwell의 방정식은 정적 및 이동하는 전하의 성질, 자기장, 그리고 둘 사이의 관계, 즉 전자기장을 설명합니다.
1880년과 1887년 사이에 Heaviside는 p를 사용한 연산 미적분을 개발했으며, 미분 방정식을 대수 방정식으로 직접 풀 수 있는 방법을 제공했습니다. 이것은 나중에 그 엄밀함의 부족으로 인해 많은 논쟁을 야기했습니다. 그는 유명하게 "수학은 실험 과학이며, 정의는 먼저 나오지 않고 나중에 나온다. 주제의 성질이 자신을 드러냈을 때 자신을 만든다."라고 말했습니다. 또 다른 경우에 그는 다소 더 방어적으로 "내가 소화 과정을 완전히 이해하지 못한다고 해서 저녁 식사를 거부해야 할까?"라고 물었습니다.
1887년 Heaviside는 형 Arthur와 함께 'The Bridge System of Telephony'라는 제목의 논문에 대해 작업했습니다. 그러나 이 논문은 Arthur의 상관인 Post Office의 William Henry Preece에 의해 차단되었는데, 그 이유는 제안의 일부로 전화선과 통신선에 로딩 코일 인덕터를 추가하여 자체 인덕턴스를 증가시키고 그들이 겪는 왜곡을 수정해야 한다는 것이었습니다. Preece는 최근에 자체 인덕턴스를 명확한 전송의 큰 적으로 선언했습니다. Heaviside는 또한 Preece가 The Electrician의 편집자 해고 뒤에 있다고 확신했으며, 이것은 1891년까지 그의 오랫동안 이어진 논문 시리즈를 중단했습니다. Preece와 Heaviside 사이에는 오랜 적대 역사가 있었습니다. Heaviside는 Preece가 수학적으로 무능하다고 생각했으며, 이는 전기자 Paul J. Nahin의 평가에 의해 뒷받침됩니다: "Preece는 권력 있는 정부 관리였으며, 엄청나게 야심적이었고, 어떤 놀라운 방식으로는 완전한 멍청이였습니다." Heaviside의 작업을 억압하려는 Preece의 동기는 Heaviside의 작업에서 지각된 결함보다는 Preece 자신의 평판을 보호하고 오류를 인정하기를 피하는 것과 더 관련이 있었습니다.
Heaviside의 작업의 중요성은 The Electrician에 출판된 후 오랫동안 발견되지 않았으며, 따라서 그 권리는 공개 영역에 있었습니다. 1897년 AT&T는 자신의 과학자 George A. Campbell과 외부 조사자 Michael I. Pupin을 고용하여 Heaviside의 작업이 불완전하거나 잘못된 점을 찾았습니다. Campbell과 Pupin은 Heaviside의 작업을 확장했으며, AT&T는 자신들의 연구뿐만 아니라 이전에 Heaviside가 발명한 코일을 구성하는 기술적 방법을 포함하는 특허를 제출했습니다. AT&T는 나중에 Heaviside의 권리와 교환으로 그에게 돈을 제안했습니다. Bell 엔지니어들의 Heaviside에 대한 존경이 이 제안에 영향을 미쳤을 가능성이 있습니다. 그러나 Heaviside는 회사가 자신에게 완전한 인정을 주지 않는 한 돈을 받지 않는 것을 거부하면서 제안을 거절했습니다. Heaviside는 만성적으로 빈곤했으므로 제안을 거절하는 것은 더욱 놀라웠습니다.
그러나 이 좌절은 Heaviside의 관심을 전자기 복사로 돌리는 효과가 있었으며, 1888년과 1889년의 2개 논문에서 그는 이동하는 전하 주변의 전기장과 자기장의 변형뿐만 아니라 그것이 더 밀한 매질에 진입할 때의 영향을 계산했습니다. 여기에는 현재 Cherenkov 복사로 알려진 것의 예측이 포함되었으며, 그의 친구 George FitzGerald가 현재 Lorentz–FitzGerald 수축으로 알려진 것을 제안하도록 영감을 주었습니다.
1889년 Heaviside는 이동하는 전하 입자에 대한 자기력의 올바른 유도를 처음 출판했으며, 이는 현재 Lorentz 힘으로 알려진 것의 자기 성분입니다.
1880년대 후반과 1890년대 초반에 Heaviside는 전자기 질량의 개념에 대해 작업했습니다. Heaviside는 이를 같은 효과를 낼 수 있는 물질 질량으로 취급했습니다. Wilhelm Wien은 나중에 낮은 속도에 대해 Heaviside의 식을 검증했습니다.
1891년 영국 Royal Society는 전자기 현상의 수학적 설명에 대한 Heaviside의 기여를 인정하여 그를 Royal Society의 Fellow로 명명했으며, 다음 해 자신의 벡터 방법과 전자기 이론에 Philosophical Transactions of the Society의 50페이지 이상을 할애했습니다. 1905년 Heaviside는 Göttingen 대학으로부터 명예 박사 학위를 받았습니다.
말년과 견해
1896년 FitzGerald와 John Perry는 현재 Devon에 거주하고 있던 Heaviside를 위해 연간 £120의 공무원 목록 연금을 받았으며, 그가 Royal Society의 다른 자선 제안을 거부한 후 그것을 받아들이도록 설득했습니다.
1902년 Heaviside는 현재 Kennelly–Heaviside layer의 전리층으로 알려진 것의 존재를 제안했습니다. Heaviside의 제안에는 전파가 지구의 곡률 주위로 전송되는 수단이 포함되었습니다. 전리층의 존재는 1923년에 확인되었습니다. Heaviside의 예측과 Planck의 복사 이론의 조합은 아마도 태양과 다른 천체로부터의 전파를 감지하려는 추가 시도를 낙담시켰을 것입니다. 어떤 이유로든 1932년 Jansky의 전파 천문학 개발까지 30년 동안 시도가 없었던 것 같습니다.
말년에 그의 행동은 꽤 괴상해졌습니다. 동료 B. A. Behrend에 따르면, 그는 사람 만남을 매우 혐오하는 은둔자가 되어 The Electrician 논문의 원고를 식료품점에 전달했으며, 편집자들이 그것을 픽업했습니다. 그가 젊을 때 활동적인 자전거 타기 선수였지만, 그의 건강은 60대에 심각하게 악화되었습니다. 이 시간 동안 Heaviside는 그의 이름 뒤에 "W.O.R.M."의 이니셜로 편지에 서명했습니다. Heaviside는 또한 손가락 발톱을 분홍색으로 칠하기 시작했다고 전해지며 가구를 위해 화강암 블록을 자신의 집으로 옮겼습니다. 1922년 그는 그 해에 설립된 Faraday Medal의 첫 번째 수상자가 되었습니다.
Heaviside의 종교적 견해에 대해, 그는 Unitarian이었지만 종교적이지 않았습니다. 그는 최고 존재에 신앙을 두는 사람들을 놀렸다고 알려져 있습니다.
Heaviside는 1925년 2월 3일 Devon의 Torquay에서 사다리에서 떨어진 후 사망했으며, Paignton 묘지의 동쪽 모서리 근처에 묻혀 있습니다. 그는 자신의 아버지 Thomas Heaviside 1813–1896과 자신의 어머니 Rachel Elizabeth Heaviside와 함께 묻혀 있습니다. 묘비는 어느 해 2005년경 익명의 기부자 덕분에 청소되었습니다. 그의 대부분의 인정은 사후에 얻어졌습니다.
Heaviside 기념 프로젝트
2014년 7월 영국 Newcastle University의 학자들과 Newcastle Electromagnetics Interest Group은 공개 구독을 통해 기념비를 완전히 복원하기 위한 목적으로 Heaviside 기념 프로젝트를 설립했습니다. 복원된 기념비는 2014년 8월 30일 Heaviside의 먼 친척인 Alan Heather에 의해 의례적으로 공개되었습니다. 공개에는 Torbay의 시장, Torbay의 국회의원
