Sindirim sürecini tam olarak anlamadığım için akşam yemeğini reddetmeli miyim?
Oliver Heaviside, karmaşık sayıları devre analizine getiren, diferansiyel denklemleri çözmek için Laplace dönüşümüne eşdeğer yeni bir teknik icat eden, bağımsız olarak vektör hesabını geliştiren ve Maxwell denklemlerini günümüzde yaygın olarak kullanılan forma yeniden yazan İngiliz öz-öğrenimli elektrik mühendisi, matematikçi ve fizikydi. Maxwell'in ölümünü takip eden onlarca yıl içinde Maxwell denklemlerinin nasıl anlaşılıp uygulandığını önemli ölçüde şekillendirdi. Telegrafçının denklemlerinin formülasyonu, yeni metodolojisinde o dönem çok az kişi bilgili olmasa da, hayatı boyunca ticari açıdan önemli hale geldi. Yaşamının çoğunda bilimsel kuruluşla çatışma içinde olmasına rağmen, Heaviside telekomünikasyon, matematik ve bilimin yüzünü değiştirdi.
Biyografi
Erken yaşam
Heaviside, Londra'nın Camden Town bölgesinde Kings Street 55 numarada (şimdi Plender Street) doğdu. Kısa boylu ve kızıl saçlı bir çocuktu ve gençken kızamıkçıktan muzdarip oldu; bu durum işitme kaybına neden oldu. Küçük bir miras, ailcsinin on üç yaşındayken Camden'in daha iyi bir bölgesine taşınmasını sağladı ve o, Camden House Grammar School'a gönderildi. İyi bir öğrenciydi ve 1865'te beş yüz öğrenci içinde beşinci sırada yer aldı, ancak ebeveynleri onu 16 yaşından sonra okulda tutamadılar, bu yüzden bir yıl daha kendi kendine çalışmaya devam etti ve daha sonra resmi bir eğitim almadı.
Heaviside'nin evliliğiyle gelen amcası Sir Charles Wheatstone (1802–1875) idi; uluslararası ölçüde tanınmış telegrafi ve elektromanyetizm uzmanı ve 1830'ların ortalarında ilk ticari olarak başarılı telgrafın orijinal ortak mucidi. Wheatstone, yeğeninin eğitimine güçlü bir ilgi gösterdi ve 1867'de onu kuzey istikametine, kendi ağabey Arthur'un yanında çalışmaya gönderdi. Arthur, Newcastle-upon-Tyne'de Wheatstone'un tel grafı şirketlerinden birini yönetiyordu.
İki yıl sonra Danimarkalı Great Northern Telegraph Company'de telegraph operatörü olarak çalışmaya başladı ve Newcastle'dan Danimarka'ya kadar bir kablo döşedi; İngiliz müteahhitler kullandı. Kısa sürede elektrikçi oldu. Heaviside çalışırken çalışmaya devam etti ve 22 yaşında prestijli Philosophical Magazine'de 'Wheatstone Köprüsünün Belirli Bir Direnç Ölçümü için En İyi Düzenlenmesi Belirli Bir Galvanometre ve Pil ile' başlıklı bir makale yayımladı. Bu makale, bu cebirsel sorunu çözmek için başarısız olmuş fizikçiler tarafından olumlu yorumlar aldı; bunlar arasında makalenin bir kopyasını verdiği Sir William Thomson ve James Clerk Maxwell yer aldı. Bir telgraf kablosunun çiftli yöntemi hakkında bir makale yayımladığında, Post Office'nin telgraf sisteminin mühendisi olan R. S. Culley'e dalga geçti. Culley çiftli yöntemi pratik olmadığı konusunda reddediyordu. Daha sonra 1873'te Telegraph Mühendisleri Topluluğu'na katılma başvurusu "telegraph memurlarını istemiyoruz" yorumuyla reddedildi. Bu, Heaviside'yi kızdırdı; Thomson'dan kendisini desteklemesini istedi ve topluluğun başkanının desteğiyle "P.O. gıcıklılarına rağmen" kabul edildi.
1873'te Heaviside, Maxwell'in yeni yayınlanmış ve daha sonra ünlü olacak iki ciltli Elektrik ve Manyetizm Üzerine İnceleme ile karşılaştı. Yaşlılığında Heaviside şöyle anımsadı:
Genç bir adam olduğumda Maxwell'in büyük incelemesine ilk bakışımı hatırlıyorum... Bunun büyük, daha büyük ve en büyük olduğunu ve gücündeki muazzam olasılıkları gördüm... Kitabı ustalıkla çalışmak için kararlıydım. Çok cahilydim. Matematiksel analiz hakkında hiç bilgim yoktu (sadece okul cebiri ve trigonometrisi öğrenmiştim ve çoğunu unuttum) ve böylece çalışmam bana göre düzenlendi. Yeterince anlayabilene kadar birkaç yıl aldı. Sonra Maxwell'i bir kenara bıraktım ve kendi yolumu takip ettim. Çok daha hızlı ilerledi... Maxwell'in kendi yorumuma göre İncil'i vaaz ettiğini anlaşılacaktır.
Evden araştırma yaparken, iletim hattı teorisinin (aynı zamanda "telegrafçının denklemleri" olarak da bilinir) geliştirilmesine yardımcı oldu. Heaviside, bir telgraf hattında eşit olarak dağıtılmış endüktansın hem zayıflamayı hem de bozulmayı azaltacağını ve endüktans yeterince büyük olup yalıtım direnci çok yüksek olmamışsa, devrenin tüm frekansların akımlarının eşit yayılma hızlarına sahip olacağı şekilde bozulmasız olacağını matematiksel olarak gösterdi. Heaviside'nin denklemleri telgrafın uygulanmasını ilerletti.
Orta yıllar
1882'den 1902'ye, üç yıl hariç olmak üzere, ticarî kağıt olan The Electrician'a düzenli makaleler katkıda bulundu. Dergi konumunu iyileştirmek istedi ve bu için ona yıllık 40 sterlin ödeniyordu. Bu yaşamak için yeterli değildi, ancak talepleri çok azdı ve yapmak istediği şeyi yapıyordu. 1883 ile 1887 arasında bu makaleler ortalama ayda 2–3 makale oldu ve bu makaleler daha sonra Elektromanyetik Teori ve Elektrik Makalelerinin çoğunluğunu oluşturdular.
1880'de Heaviside, telgraf iletim hatlarında deri etkisini araştırdı. Aynı yıl İngiltere'de koaksiyel kablonun patentini aldı. 1884'te Maxwell'in matematiksel analizini orijinal ağır biçiminden (zaten dörtlü olarak yeniden şekillendirilmiş) modern vektör terminolojisine dönüştürdü. Böylece orijinal yirmi bilinmeyendeki on iki denklemini şu anda Maxwell denklemleri olarak bildiğimiz iki bilinmeyendeki dört diferansiyel denkleme indirdi. Yeniden formüle edilen dört Maxwell denklemi, statik ve hareket halindeki elektrik yüklerinin doğasını, manyetik alanları ve aralarındaki ilişkiyi, yani elektromanyetik alanları tanımlar.
1880 ile 1887 arasında, Heaviside, p kullanarak operasyonel hesabı geliştirdi ve diferansiyel denklemleri doğrudan cebirsel denklemler olarak çözmek için bir yöntem sundu. Bu daha sonra, katılık eksikliği nedeniyle büyük bir tartışmaya neden oldu. "Matematik deneysel bir bilimdir ve tanımlar önce gelmez, daha sonra gelir. Konunun doğası kendini geliştirdikçe kendilerini yaparlar" diyerek ünlü oldu. Başka bir vesile ile "Sindirim sürecini tam olarak anlamadığım için akşam yemeğimi reddetmeli miyim?" sorusunu biraz daha savunmacı bir şekilde sordu.
1887'de Heaviside, kardeşi Arthur ile "Telefoni'nin Köprü Sistemi" başlıklı bir makale üzerinde çalıştı. Ancak makale, Arthur'un üstün kişisi olan Post Office'in William Henry Preece tarafından engellendi. Bunun nedeni, önerisinin bir kısmının telefon ve telgraf hatlarına kendi endüktanslarını artırmak ve maruz kaldıkları bozulmaları düzeltmek için yükleme bobinleri (indüktörler) eklemek olmasıydı. Preece son zamanlarda kendi kendine endüktansın açık iletimin büyük düşmanı olduğunu ilan etmişti. Heaviside ayrıca Preece'nin The Electrician editörünün işten çıkarılmasının arkasında olduğuna ikna olmuştu; bu da uzun süren makale serisini 1891'e kadar durdurmaktaydı. Preece ve Heaviside arasında uzun bir düşmanlık tarihi vardı. Heaviside, Preece'i matematiksel olarak yetersiz olarak düşünüyordu; bu değerlendirme, biyograf Paul J. Nahin tarafından destekleniyordu: "Preece güçlü bir hükümet görevlisiydi, muazzam ölçüde tutkulu ve bazı bakımlardan tamamen akılsız bir kişiydi." Preece'nin Heaviside'nin çalışmasını baskılamadaki motivasyonları, Heaviside'nin çalışmasında algılanan kusurlardan çok, Preece'nin kendi itibarını korumak ve hata kabul etmekten kaçınmakla ilgiliydi.
Heaviside'nin çalışmasının önemi, The Electrician'da yayımlandıktan sonra bir süre keşfedilmeden kaldı ve bu nedenle hakları kamusal alana düştü. 1897'de AT&T, kendi bilim adamlarından biri olan George A. Campbell'i ve harici bir araştırmacı Michael I. Pupin'i istihdam ederek Heaviside'nin çalışmasının eksik veya yanlış olduğu bir yönü bulmaya çalıştı. Campbell ve Pupin, Heaviside'nin çalışmasını genişlettiler ve AT&T, yalnızca araştırmalarını değil, aynı zamanda daha önce Heaviside tarafından icat edilen bobinleri inşa etmenin teknik yöntemini de kapsayan patentler için başvuruda bulundular. AT&T daha sonra Heaviside'ye haklarının karşılığında para teklif etti; Bell mühendislerinin Heaviside'ye saygısının bu teklifi etkilemiş olması mümkündür. Ancak Heaviside teklifi reddetti ve şirket kendisine tam tanınma vermediği sürece para kabul etmeyi reddetti. Heaviside'nin kronik yoksulluğu göz önüne alındığında, teklifin reddedilmesi daha da dikkat çekiciydi.
Ancak bu aksilik, Heaviside'nin dikkatini elektromanyetik radyasyona çevirmişti ve 1888 ve 1889'un iki makalesinde, hareket eden bir yükü çevreleyen elektrik ve manyetik alanların deformasyonlarını, ayrıca daha yoğun bir ortama girme etkilerini hesapladı. Bu, şu anda Cherenkov ışıması olarak bilinen bir öngörüyü içeriyordu ve arkadaşı George FitzGerald'i şu anda Lorentz–FitzGerald daralması olarak bilinen şeyi önermeye ilham verdi.
1889'da Heaviside ilk olarak hareket eden yüklü bir parçacık üzerindeki manyetik kuvvetin doğru bir türetmesini yayımladı; bu, şimdi Lorentz kuvveti olarak adlandırılan şeyin manyetik bileşenidir.
1880'lerin sonu ve 1890'ların başında, Heaviside elektromanyetik kütlenin konsepti üzerinde çalıştı. Heaviside bunu malzeme kütlesi olarak ele aldı ve aynı etkileri üretebilecek şekilde. Wilhelm Wien daha sonra düşük hızlar için Heaviside'nin ifadesini doğruladı.
1891'de İngiliz Royal Society, Heaviside'nin elektromanyetik fenomenin matematiksel tanımlamasına yaptığı katkıları kabul ederek onu Royal Society'ye Üye olarak atadı ve ertesi yıl, Toplum'un Philosophical Transactions'ında vektör yöntemlerine ve elektromanyetik teorisine elli sayfadan fazlasını ayırdı. 1905'te Heaviside, Göttingen Üniversitesi tarafından fahri doktora ünvanı verildi.
Son yıllar ve görüşler
1896'da FitzGerald ve John Perry, şu anda Devon'da yaşayan Heaviside için yılda 120 sterlinlik bir anayasa listesi emekliliği aldı ve Royal Society'nin diğer hayırseverlik tekliflerini reddettikten sonra, onu bunu kabul etmeye ikna ettiler.
1902'de Heaviside, şu anda iyonosferin Kennelly–Heaviside katmanı olarak bilinen şeyin varlığını önerdi. Heaviside'nin önerisi, radyo sinyallerinin Dünya'nın eğriliği etrafında aktarılabileceği yollarını içeriyordu. İyonosfer'in varlığı 1923'te doğrulandı. Heaviside'nin öngörüleri, Planck'ın radyasyon teorisi ile birleştirildiğinde, muhtemelen Güneş ve diğer gök cisimlerinden radyo dalgalarını tespit etme girişimlerini caydırdı. Hangi nedenle olursa olsun, 1932'de Jansky'nin radyo astronomisi geliştirmesine kadar 30 yıl boyunca girişim olmamış gibi görülüyor.
Sonraki yıllarda davranışı oldukça tuhaf hale geldi. İlişkili B. A. Behrend'e göre, insanlarla buluşmaya o kadar karşı bir münzevi haline geldi ki Electrician makalelerinin el yazılarını bir bakkaliyeye teslim etti ve editörler oradan aldılar. Gençliğinde aktif bir bisikletçi olmasına rağmen, sağlığı altmışlı yaşlarında ciddi şekilde kötüleşti. Bu süre zarfında Heaviside, mektupları adından sonra "W.O.R.M." baş harfleriyle imzalardı. Heaviside ayrıca tırnaklarını pembeye boyamaya başladığı ve ev mobilyası için granit blokları evine taşıttığı bildirilmektedir. 1922'de, o yıl kurulan Faraday Madalyası'nın ilk sahibi oldu.
Heaviside'nin dini görüşlerine gelince, Üniteryen idi, ancak dini bir kişi değildi. Hatta yüce bir varlığa iman eden insanlarla alay ettiği söyleniyordu.
Heaviside, 3 Şubat 1925'te Torquay'daki Devon'da bir merdivenden düşerek öldü ve Paignton mezarlığının doğu köşesine yakınında gömüldü. Babası Thomas Heaviside (1813–1896) ve annesi Rachel Elizabeth Heaviside ile gömülüdür. Mezar taşı, 2005'te anonim bir bağışçının sayesinde bir zamanda temizlendi. Tanınmasının çoğu ölümünden sonra elde edildi.
Heaviside Anıt Projesi
Temmuz 2014'te, Birleşik Krallık'taki Newcastle Üniversitesi'ndeki akademisyenler ve Newcastle Elektromanyetizm İlgi Grubu, kamudan yapılan bağışlar yoluyla anıtı tam olarak restore etmek amacıyla Heaviside Anıt Projesi'ni kurdu. Restore edilen anıt, 30 Ağustos 2014'te Heaviside'nin uzak bir akrabası olan Alan Heather tarafından törenle açıklandı. Açılışa Torbay Belediye Başkanı, Torbay'ın Milletvekili, Bilim Müzesi'nin eski bir küratörü (Mühendislik ve Teknoloji Kurumu'nu temsilen), Torbay Sivil Toplum Derneği Başkanı ve Newcastle Üniversitesi'nden delegeler katıldı.
Heaviside Koleksiyonu 1872–1923
Heaviside'nin telegrafiyle ilgili defter, kağıtlar, yazışmalar, notlar ve açıklamalı broşürlerinin bir koleksiyonu, Mühendislik ve Teknoloji Kurumu IET Arşiv Merkezi'nde bulunmaktadır.
İnovasyonlar ve keşifler
Heaviside, vektör yöntemlerini ve vektör hesabını geliştirmek ve savunmak için çok çalıştı. Maxwell'in elektromanyetizm formülasyonu 20 bilinmeyende 20 denklemden oluşuyordu. Heaviside, vektör hesabının kıvrımlı ve diverjans operatörlerini kullanarak bu 20 denklemin 12'sini dört değişkendeki dört denklemle yeniden formüle etti; B, E, J ve ρ; o zamandan beri bilinir oldukları formu (bkz. Maxwell'in denklemleri). Daha az bilinir olan şey, Heaviside'nin denklemleri ve Maxwell'in denklemlerinin tam olarak aynı olmadığı ve aslında eski olanları kuantum fiziğiyle uyumlu hale getirmek için değiştirmek daha kolaydır. Yerçekimi dalgalarının olasılığı, Heaviside tarafından analoji kullanılarak da tartışılmıştır
