Питер Гатри Тейт

Питер Гатри Тейт
Фотография Тейта 1870 года с подписью .
Рожденный	( 1831-04-28 ) 28 апреля 1831 г. Далкит , Шотландия
Умер	4 июля 1901 г. ) ( 1901-07-04 ) ( 70 лет Эдинбург , Шотландия
Альма-матер	Эдинбургский университет Питерхаус, Кембридж
Известный	Теория узлов Бытовая проблема Снарк Были домыслы Уравнение Тейта Углы Тейта – Брайана Теорема Тейта – Кнезера
Награды	Премия Смита (1852 г.) Медаль Кейта (1867–69) Королевская медаль (1886 г.)
Научная карьера
Поля	Математическая физика
Учреждения	Эдинбургский университет Питерхаус, Кембридж
Научные консультанты	Уильям Хопкинс

Питер Гатри Тейт FRSE (28 апреля 1831 — 4 июля 1901) — шотландский физик-математик и пионер термодинамики . Он наиболее известен благодаря учебнику математической физики « Трактат о естественной философии» , который он написал в соавторстве с лордом Кельвином , и своими ранними исследованиями теории узлов .

Его работа по теории узлов способствовала окончательному формированию топологии как математической дисциплины. Его имя известно в теории графов главным образом благодаря гипотезе Тейта о кубических графах. Он также является одним из тезок теоремы Тейта-Кнезера о соприкасающихся окружностях .

Ранний период жизни

Тейт родился в Далките 28 апреля 1831 года и был единственным сыном Мэри Рональдсон и Джона Тейта, секретаря 5-го герцога Баклю .

Он получил образование в средней школе Далкейта, затем в Эдинбургской академии , где он начал свою пожизненную дружбу с Джеймсом Клерком Максвеллом . Он изучал математику и физику в Эдинбургском университете , а затем отправился в Питерхаус, Кембридж , получив диплом старшего спорщика и первого приза Смита в 1852 году.

В качестве научного сотрудника и преподавателя своего колледжа он оставался в университете еще два года, прежде чем уехать, чтобы занять должность профессора математики в Королевском колледже в Белфасте . Там он познакомился с Томасом Эндрюсом , с которым он присоединился в исследованиях плотности озона и действия электрического разряда на кислород и другие газы, и которым он познакомился с сэром Уильямом Роуэном Гамильтоном и кватернионами .

Средние годы

Тейт, фотография 1860-х годов.

В 1860 году Тейт сменил своего старого учителя Джеймса Д. Форбса на посту профессора естественной философии в Эдинбургском университете и занимал эту кафедру незадолго до своей смерти. Первая научная статья только под именем Тейта была опубликована в 1860 году. Его ранние работы касались в основном математических предметов, особенно кватернионов , ведущим представителем которых он был после их создателя Уильяма Роуэна Гамильтона . Он был автором двух учебников по ним: одного « Элементарного трактата о кватернионах» (1867 г.), написанного по совету Гамильтона, но опубликованного только после его смерти, и другого « Введение в кватернионы» (1873 г.), в котором ему помогал Филип Келланд (1808–1879), один из его учителей и коллег в Эдинбургском университете. Кватернионы также были одной из тем его выступления на посту президента математической и физической секции Британской ассоциации содействия развитию науки в 1871 году.

Тейт также написал оригинальные работы в области математической и экспериментальной физики. В 1864 году он опубликовал небольшую статью по термодинамике , и с этого времени его вклад в эту и смежные области науки стал частым и важным. В 1871 году он подчеркнул значение и будущую важность принципа диссипации энергии ( второго закона термодинамики ). В 1873 году он сделал термоэлектричество предметом своего доклада в качестве лектора Реде в Кембридже , и в том же году он представил первый набросок своей знаменитой термоэлектрической диаграммы перед Королевским обществом Эдинбурга .

Два года спустя исследования «угольного вакуума» с Джеймсом Дьюаром что истинное динамическое объяснение радиометра Крукса заключалось в большой длине свободного пробега молекулы привели его к тому , сильно разреженного воздуха. С 1879 по 1888 год он занимался сложными экспериментальными исследованиями. Они начались с исследования того, какие поправки необходимы для термометров, работающих при большом давлении. Это было сделано для термометров, используемых Челленджера экспедицией для наблюдения за глубоководной температурой, и было расширено, чтобы включить сжимаемость воды, стекла и ртути . Эта работа привела к первой формулировке уравнения Тейта , которое широко используется для сопоставления плотности жидкости с давлением. Между 1886 и 1892 годами он опубликовал серию статей по основам кинетической теории газов , четвертая из которых содержала, по мнению лорда Кельвина , первое когда-либо данное доказательство Уотерстона - Максвелла теоремы ( теоремы о равнораспределении ) среднее равное распределение энергии в смеси двух газов. Примерно в то же время он провел расследование воздействия и его продолжительности.

Можно упомянуть многие другие исследования, проведенные им, и некоторое представление о его научной деятельности можно получить из того факта, что только избранные из его статей, опубликованных издательством Кембриджского университета , занимают три больших тома. Эта масса работы была проделана за то время, которое он мог освободить от профессорской преподавания в университете. Например, в 1880 году он работал над теоремой о четырех цветах и ​​доказал, что она верна тогда и только тогда, когда ни один снарк не является плоским.

Спустя годы

Открытка Тейту от Джеймса Клерка Максвелла.

Кроме того, он был автором ряда книг и статей. Из первых первая, опубликованная в 1856 году, была посвящена динамике частицы; а за ним последовал ряд кратких трактатов по термодинамике , теплу, свету, свойствам материи и динамике, а также превосходно ясный том популярных лекций о последних достижениях физической науки.

Вместе с лордом Кельвином он сотрудничал в написании известного « Трактата о естественной философии» . «Томсон и Тейт», как его обычно называют («Т и Т'» — это была собственная формула авторов), планировалось вскоре после того, как лорд Кельвин познакомился с Тейтом, при назначении последнего на должность профессора в Эдинбурге, и это было задуман как всеобъемлющий трактат по физической науке, основы которого закладываются в кинематике и динамике , а структура дополнена свойствами материи , тепла, света, электричества и магнетизма . Но литературное товарищество прекратилось примерно через восемнадцать лет, когда была выполнена лишь первая часть плана, потому что каждый из участников чувствовал, что может работать с большей пользой по отдельности, чем совместно. Однако дружба продолжалась оставшиеся двадцать три года жизни Тейта.

Тейт сотрудничал с Бальфуром Стюартом в « Невидимой Вселенной» , за которой последовала «Парадоксальная философия» . Именно в обзоре « Невидимой Вселенной» в 1875 году Уильям Джеймс впервые изложил свою доктрину «Воля верить» . Среди статей Тейта есть статьи, которые он написал для девятого издания Британской энциклопедии о свете, механике, кватернионах, излучении и термодинамике, а также биографические заметки Гамильтона и Джеймса Клерка Максвелла.

Мемориальная доска и надгробный знак Тейта в епископальной церкви Святого Иоанна, Эдинбург

Смерть

Он умер в Эдинбурге 4 июля 1901 года в возрасте 70 лет. Он похоронен на второй террасе вниз от Принсес-стрит на кладбище епископальной церкви Святого Иоанна в Эдинбурге .

Топология

Гипотезы Тейта — это три гипотезы, выдвинутые Тейтом в ходе исследования узлов. Гипотеза Тейта включает в себя такие понятия теории узлов , как чередующиеся узлы , хиральность и корчание . Все гипотезы Тейта были решены, последней из которых является гипотеза Флайпинга, доказанная Морвен Тистлтуэйт и Уильямом Менаско в 1991 году.

Публикации

• Динамика частицы (1856 г.)
• Treatise on Natural Philosophy (1867); v. 1 and v. 2 (PDF/DjVu at the Internet Archive ).
• Элементарный трактат о кватернионах (1867 г.); PDF/DjVu Копия 1-го изд. в Интернет-архиве и PDF/DjVu Копия 3-го изд. в Интернет-архиве .
• Элементы натуральной философии (1872 г.); (PDF/DjVu в Интернет-архиве ). «Нематематическая часть Трактата по естественной философии ».
• Очерк термодинамики (1877 г.); Копия PDF/DjVu в Интернет-архиве .
• Последние достижения в области физических наук (1876 г.); Копия PDF/DjVu в Интернет-архиве .
• Жара (1884 г.); Копия PDF/DjVu в Интернет-архиве .
• Свет (1884 г.); Копия PDF/DjVu в Интернет-архиве .
• Свойства материи (1885 г.); Копия PDF/DjVu в Интернет-архиве .
• Динамика (1895 г.); Копия PDF/DjVu в Интернет-архиве .
• Невидимая Вселенная (1875 г.; новое издание, 1901 г.)
• Научные статьи вып. 1 (1898–1900) PDF/DjVu Копия в Интернет-архиве .
• Научные статьи вып. 2 (1898–1900) PDF/DjVu Копия в Интернет-архиве .

Частная жизнь

Дом Тейта по адресу 17 Drummond Place, Эдинбург.

Тейт был женат на Маргарет Арчер Портер (1839–1926), сестре (1) Уильяма Арчера Портера , юриста и педагога , который работал директором государственного колледжа искусств в Кумбаконаме , а также наставником и секретарем махараджи Майсура (2 ) Джеймс Портер (магистр Питерхауса, Кембридж) и (3) Джейн Бэйли Портер, вышедшая замуж за Александра Крама Брауна , шотландского химика-органика.

Тейт был страстным игроком в гольф, и из его семи детей двое, Фредерик Гатри Тейт (1870–1900) и Джон Гатри Тейт (1861–1945), впоследствии стали одаренными чемпионами по гольфу среди любителей. Он был разносторонним спортсменом и представлял Шотландию на международном уровне в союзе регби . (В 1891 году Тейт применил эффект Магнуса , чтобы объяснить влияние вращения на полет мяча для гольфа .) Его дочь Эдит вышла замуж за преподобного Гарри Рида , который позже стал епископом Эдинбургским . Другой сын, Уильям , был инженером-строителем .

Признание

Питер Гатри Тейт Роуд, Королевское здание, Эдинбургский университет

Тейт был другом Джеймса Клерка Максвелла на протяжении всей жизни , а портрет Тейта работы Харрингтона Манна хранится в музее Фонда Джеймса Клерка Максвелла в Эдинбурге.

Есть несколько портретов Тейта работы сэра Джорджа Рида . Одна, написанная около 1883 года, принадлежит Национальной галерее Шотландии , которой она была передана художником в 1902 году. Другой портрет был открыт в Питерхаусе, Кембридж , в октябре 1902 года на деньги магистра и членов Питерхауса, где Тейт был почетным членом.

Одной из кафедр факультета физики Эдинбургского университета является профессор Тейта.

Питер Гатри Тейт-Роуд Эдинбургского университета в комплексе King's Buildings назван в его честь.

См. также

• Обозначение Даукера – Тистлтуэйта
• Теорема о четырех цветах
• Гомеоид
• Медиальный график
• Символ Наблы

Дальнейшее чтение

• Нотт, CG (1911). Жизнь и научная деятельность Питера Гатри Тейта, дополняющие два тома научных статей, опубликованных в 1898 и 1900 годах . Кембридж: Университетское издательство. дои : 10.5962/bhl.title.17932 . ОСЛК   263035970 .
• Томсон, В. (1882–1911). «Некролог профессора Тейта, декабрь 1901 г.» . В Ларморе, Дж. (ред.). Математические и физические статьи . Том. 6. Кембридж: Университетское издательство. стр. 363–369. OCLC   72757059 . ОЛ   14021866М .
• Уилсон, Д.Б. (1991). «П.Г. Тейт и Эдинбургская натурфилософия, 1860–1901». Анналы науки . 48 (3): 267–287. дои : 10.1080/00033799100200251 .

Внешние ссылки

• В эту статью включен текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Чисхолм, Хью , изд. (1911). « Тейт, Питер Гатри ». Британская энциклопедия . Том. 26 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 364–365.
• Работы Питера Гатри Тейта или о нем в Интернет-архиве
• О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Питер Гатри Тейт» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс
• Причард, Крис. « Предварительная библиография Питера Гатри Тейта ». Британское общество истории математики.
• Элементарный трактат о кватернионах, 1890 г., издательство Кембриджского университета. Отсканированный PDF , HTML-версия (в разработке)
• « Теория узлов » Веб-сайт Эндрю Раницки в Эдинбурге.
• Работы Питера Гатри Тейта в LibriVox (аудиокниги, являющиеся общественным достоянием)