אוליבר הביסייד

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
אוליבר הביסייד
Oliver Heaviside
1850 –‏ 1925
Oliver Heaviside2.jpg
תרומות עיקריות
פונקציית מדרגה, אנליזה וקטורית, התנגדות ריאקטיבית

אוליבר הביסיידאנגלית: Oliver Heaviside‏; 18 במאי 1850 - 3 בפברואר 1925) היה מהנדס חשמל, מתמטיקאי ופיזיקאי אוטודידקטי אנגלי.

הביסייד השתמש במספרים מרוכבים לחקר מעגלים חשמליים, פיתח שיטות מתמטיות על מנת לפתור משוואות דיפרנציאליות (אחר כך נמצאו שקולות להתמרת לפלס), ניסח מחדש את משוואות מקסוול במונחים של חשמל, כוח מגנטי, ושטף, ופיתח באופן עצמאי את האנליזה הווקטורית. למרות שהיה בסכסוך עם הממסד המדעי למשך רוב חייו, שינה הביסייד את פני המתמטיקה והמדע.

ביוגרפיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הביסייד נולד בקמדן טאון שבלונדון. הוא תואר כנער נמוך אדמוני ויפה עיניים. בילדותו סבל ממחלת השנית, אשר הותירה אותו עם ליקוי שמיעה. הוא היה תלמיד טוב בבית הספר. בעלה של דודתו מצד אימו, צ'ארלס הידסטון שהיה אחד ממציאי הטלגרף ומומחה בינלאומי בטלגרפיה ואלקטרומגנטיות התעניין בלימודיו של הביסייד. הביסייד עזב את בית הספר בגיל 16 על מנת ללמוד בביתו טלגרפיה ואלקטרומגנטיות, עד גיל 18. הוא החל לעבוד כמפעיל טלגרף והפך במהרה למפעיל ראשי. הוא המשיך ללמוד ובגיל 21 ו-22 פרסם מחקר שעסק במעגלים חשמליים וטלגרפיה. בגיל 24 עזב את עבודתו וחזר להקדיש את כל זמנו ללימודים בבית הוריו. הוא נשאר רווק למשך כל חייו.

בשנת 1873 נתקל הביסייד במאמרו המפורסם של ג'יימס קלרק מקסוול (החדש באותה העת) "על חשמל ומגנטיות". בערוב ימיו כתב הביסייד:

"אני זוכר את הפעם הראשונה שראיתי המסה הגדולה של מקסוול כשהייתי צעיר ... זיהיתי שזהו ספר גדול נהדר, עם אפשרויות בלתי נדלות... הייתי נחוש להשתלט על הכתוב בספר, אך לא הייתי מודע לגודל המשימה. לא היה לי הידע הנדרש לניתוח מתמטי (בבית הספר למדתי רק אלגברה וטריגונומטריה שאת רובן שכחתי) ולכן הייתה לפני העבודה רבה. היה עלי לבלות מספר שנים לפני שיכולתי להתמודד עם ספרים שכאלו. כדי להגיע להבנה היה עלי לותר על גישתו של מקסוול ולדבוק בדרכי שלי, שבה התקדמתי מהר יותר... כך הצלחתי להביא את הבשורה בסיוע הפרשנות שלי למשוואותיו של מקסוול."

הביסייד המשיך לעסוק במחקר כל העת, ועזר לפתח את התאוריה שהובילה לקו התמסורת. משוואותיו של הביסייד עזרו לקדם את יישום הטלגרף. בשנת 1880 חקר הביסייד את נטייתו של זרם חילופין לזרום על פני המוליך בקווי טלגרף. באותה שנה רשם כפטנט באנגליה, את הכבל הקואקסיאלי. בשנת 1884 ניסח מחדש את משוואות מקסוול המקוריות (12 משוואות ב-12 נעלמים) לניסוח המודרני של וקטורים, ובכך הפחית אותם ל-4 משוואות דיפרנציאליות ב-2 נעלמים שאנחנו מכירים כיום. הם מתארות את הטבע של מטענים חשמליים ודיפולים מגנטיים, ועל מערכת היחסים בין השניים, דהיינו ההשראה האלקטרומגנטית.

בין השנים 1880 ו-1887 פיתח הביסייד את סימון ה-D כאופרטור לנגזרת, שיטה שבעזרתה ניתן לפתוח משוואות דיפרנציאליות על ידי הפיכתם למשוואה אלגברית. השיטה הייתה שנויה במחלוקת בתחילה. בשני מאמרים שפרסם בשנים 1888 ו-1889 חישב הביסייד את העיוות של שדות חשמליים ומגנטים סביב מטען נע ואת ההשפעות עליו בכניסתו לתווך צפוף, ובכך חזה את מה שמכונה היום קרינת צ'רנקוב.

בשנת 1891 ההחברה המלכותית הבריטית הכירה בפועלו של הביסייד בנושא התיאור המתמטי לתופעות אלקטרומגנטיות והעניקה לו תואר "עמית החברה המלכותית". בשנת 1905 הוענק להביסייד תואר דוקטור של כבוד מאוניברסיטת גטינגן.

בשנת 1902, הציע הביסייד את קיומה של שכבה באטמוספירה קנלי-הביסייד המוכרת כיום כיונוספירה. על פי הצעתו של הביסייד ניתן באמצעות שכבה זו לשדר ולקלוט אותות רדיו חרף העקמומיות של כדור הארץ. קיומה של היונוספירה אושרה בשנת 1923. התחזיות של הביסייד, בשילוב עם תורת הקרינה של פלאנק, גרמו להפסקת הניסיונות לגילוי גלי רדיו מהשמש ומעצמים אסטרונומיים אחרים, במשך כשלושים שנה, עד לפיתוח האסטרונומיה רדיו בשנת 1932.

בשנותיו האחרונות נעשתה התנהגותו של הביסייד מוזרה למדי. למרות שהיה רוכב אופניים פעיל בנעוריו, חלה התדרדרות בבריאותו בעשור השישי לחייו. הביסייד גם החל לצבוע את ציפורניו ורוד ולהעביר אבני גרניט לתוך ביתו כדי שישמשו לו כרהיטים. בשנת 1922 היה הביסייד הזוכה הראשון של מדליית פאראדיי, שנוסדה באותה שנה.

פיצג'רלד הסוקר את עבודתו של הביסייד ערך השוואה בינו לבין מקסוול. מקסוול תואר כגנרל שכבש שטחים חדשים אך לא הספק למצוא דרכים טובות ביותר או להכין מפה מסודרת. "עבודה זו נשמרה להביסייד. כתביו של מקסוול כורעים תחת החורבות של קווי ההתפה המזהירים שלו, של מחנותיו המבוצרים, של קרבותיו. אוליבר הביסייד ניקה את השטח מהריסות, פתח נתיבים, ישר וסלל דרכים רחבות וחקר כברת ארץ ניכרת."