هل سأرفض عشائي لأنني لا أفهم تماماً عملية الهضم؟
Oliver Heaviside كان مهندساً كهربائياً إنجليزياً ذاتي التعليم، وعالم رياضيات، وفيزيائياً جلب الأعداد المركبة إلى تحليل الدوائر، واخترع تقنية جديدة لحل المعادلات التفاضلية معادلة لتحويل لابلاس، وطور حساب المتجهات بشكل مستقل، وأعاد صياغة معادلات Maxwell بالشكل المستخدم على نطاق واسع اليوم. لقد شكل بشكل كبير الطريقة التي يتم فهم وتطبيق معادلات Maxwell بها في العقود التالية لوفاة Maxwell. أصبحت صياغته لمعادلات مشغل التلغراف ذات أهمية تجارية خلال حياته، بعد أن ظلت أهميتها دون ملاحظة لوقت طويل، حيث أن عدداً قليلاً من الآخرين كانوا متمكنين في ذلك الوقت من منهجيته الجديدة. على الرغم من اختلافه مع المؤسسة العلمية طوال معظم حياته، غيّر Heaviside وجه الاتصالات والرياضيات والعلوم.
السيرة الذاتية
الحياة المبكرة
وُلد Heaviside في Camden Town بلندن، في الشارع الملكي رقم 55 الآن شارع Plender. كان طفلاً قصير القامة وأحمر الشعر، وأصيب بحمى قرمزية في صغره، مما تركه مع ضعف في السمع. سمح به إرث صغير للعائلة بالانتقال إلى جزء أفضل من Camden عندما بلغ الثالثة عشرة وتم إرساله إلى مدرسة Camden House Grammar. كان طالباً جيداً، حيث حقق المركز الخامس من بين خمسمائة طالب في عام 1865، لكن والديه لم يتمكنا من إبقاءه في المدرسة بعد بلوغه السادسة عشرة، لذا استمر في الدراسة بمفرده لمدة سنة واحدة ولم يحصل على أي تعليم رسمي إضافي.
عم Heaviside بالزواج كان Sir Charles Wheatstone 1802–1875، خبيراً معروفاً دولياً في التلغراف والكهرومغناطيسية، والمخترع المشارك الأصلي للتلغراف الأول الناجح تجارياً في منتصف الثلاثينيات من القرن التاسع عشر. اهتم Wheatstone بشدة بتعليم ابن أخيه وأرسله في عام 1867 شمالاً للعمل مع شقيقه الأكبر Arthur الخاص به، الذي كان يدير إحدى شركات التلغراف التابعة لـ Wheatstone في Newcastle-upon-Tyne.
بعد سنتين، التحق بوظيفة كمشغل تلغراف مع شركة Danish Great Northern Telegraph التي وضعت كبلاً من Newcastle إلى Denmark باستخدام مقاولين بريطانيين. سرعان ما أصبح كهربائياً. استمر Heaviside في الدراسة أثناء العمل، وبحلول سن الثانية والعشرين نشر مقالة في Philosophical Magazine المرموقة بعنوان "The Best Arrangement of Wheatstone's Bridge for measuring a Given Resistance with a Given Galvanometer and Battery" التي استقبلت تعليقات إيجابية من الفيزيائيين الذين حاولوا حل هذه المشكلة الجبرية دون جدوى، بما في ذلك Sir William Thomson، الذي أعطاه نسخة من الورقة، و James Clerk Maxwell. عندما نشر مقالة عن طريقة الثنائية لاستخدام كبل تلغراف، سخر من R. S. Culley، المهندس الأساسي لنظام التلغراف في مكتب البريد، الذي كان يرفض الثنائية باعتبارها غير عملية. في وقت لاحق من عام 1873، تم رفض طلبه للانضمام إلى Society of Telegraph Engineers بتعليق مفاده أن "لا يريدون موظفي التلغراف". أغضب هذا Heaviside، الذي طلب من Thomson أن يكون كفيله، وبدعم من رئيس الجمعية تم قبوله "رغم أنف الجنود البريديين".
في عام 1873، التقى Heaviside بـ Treatise on Electricity and Magnetism الجديد والمنشور حديثاً والذي أصبح لاحقاً مشهوراً من Maxwell ذو المجلدين. في سنواته الأخيرة تذكر Heaviside:
أتذكر نظري الأول على أطروحة Maxwell العظيمة عندما كنت شاباً... رأيت أنها عظيمة، وأعظم وأعظم، مع إمكانيات هائلة في قوتها... كنت مصمماً على إتقان الكتاب وبدأت العمل. كنت جاهلاً جداً. لم يكن لدي معرفة بالتحليل الرياضي (لقد تعلمت فقط الجبر المدرسي وعلم المثلثات التي نسيتها إلى حد كبير) وبالتالي تم وضع عملي لي. استغرق الأمر عدة سنوات قبل أن أتمكن من الفهم بقدر الإمكان. ثم جعلت Maxwell جانباً واتبعت مساري الخاص. وتقدمت أسرع بكثير... سيُفهم أنني أبشر بالإنجيل وفقاً لتفسيري لـ Maxwell.
بإجراء البحث من المنزل، ساعد في تطوير نظرية خط النقل المعروفة أيضاً باسم "معادلات مشغل التلغراف". أظهر Heaviside رياضياً أن الحثالة الموزعة بشكل موحد في خط التلغراف ستقلل من التضاؤل والتشوه، وأنه إذا كانت الحثالة كبيرة بما يكفي ومقاومة العزل ليست عالية جداً، فإن الدائرة ستكون خالية من التشوه بحيث تكون لتيارات جميع الترددات سرعات انتشار متساوية. ساعدت معادلات Heaviside على تعزيز تطبيق التلغراف.
السنوات الوسطى
من عام 1882 إلى 1902، وباستثناء ثلاث سنوات، ساهم بمقالات منتظمة في صحيفة The Electrician التجارية، التي أرادت تحسين مكانتها، مقابل مبلغ £40 سنوياً. كان هذا بالكاد يكفي للعيش، لكن مطالبه كانت صغيرة جداً وكان يفعل ما يريده أكثر من أي شيء آخر. بين عام 1883 و1887 بلغت هذه المقالات متوسط 2-3 مقالات شهرياً وشكلت هذه المقالات لاحقاً الجزء الأكبر من Electromagnetic Theory و Electrical Papers الخاصة به.
في عام 1880، بحث Heaviside عن تأثير الجلد في خطوط نقل التلغراف. في نفس العام، حصل على براءة اختراع في إنجلترا للكبل المحوري. في عام 1884، أعاد صياغة التحليل الرياضي لـ Maxwell من شكله الأصلي المرهق الذي كانوا قد أعادوه بالفعل كرباعيات إلى مصطلح المتجه الحديث، وبالتالي قلل اثني عشر من المعادلات الأصلية العشرين في عشرين مجهول إلى المعادلات التفاضلية الأربع في مجهولين نعرفها الآن باسم معادلات Maxwell. تصف المعادلات الأربع المصاغة من جديد لـ Maxwell طبيعة الشحنات الكهربائية سواء كانت ثابتة أو متحركة والحقول المغناطيسية والعلاقة بينهما، أي الحقول الكهرومغناطيسية.
بين عام 1880 و1887، طور Heaviside حساب التشغيل باستخدام p، مما أعطى طريقة لحل المعادلات التفاضلية عن طريق الحل المباشر كمعادلات جبرية. تسبب هذا لاحقاً في الكثير من الجدل، بسبب افتقاره إلى الدقة. قال بشهرة: "الرياضيات هي علم تجريبي، والتعاريف لا تأتي أولاً، بل لاحقاً. فهي تصنع نفسها، عندما تطور طبيعة الموضوع نفسه." في مناسبة أخرى سأل بطريقة أكثر دفاعية: "هل سأرفض عشائي لأنني لا أفهم تماماً عملية الهضم؟"
في عام 1887، عمل Heaviside مع شقيقه Arthur على ورقة بعنوان "The Bridge System of Telephony". لكن تم حجب الورقة من قبل رئيس Arthur الأعلى، William Henry Preece من مكتب البريد، لأن جزءاً من الاقتراح كان أنه يجب إضافة ملفات التحميل المحاثات إلى خطوط الهاتف والتلغراف لزيادة الحث الذاتي لديهم وتصحيح التشوه الذي عانوا منه. كان Preece قد أعلن مؤخراً أن الحث الذاتي هو العدو الكبير للنقل الواضح. كان Heaviside مقتنعاً أيضاً بأن Preece كان وراء فصل محرر The Electrician، مما أدى إلى إنهاء سلسلة مقالاته الطويلة الأجل حتى عام 1891. كان هناك تاريخ طويل من العدوانية بين Preece و Heaviside. اعتبر Heaviside أن Preece غير مختص رياضياً، وهو تقييم يدعمه المؤرخ Paul J. Nahin: "كان Preece مسؤولاً حكومياً قوياً وطموحاً للغاية، وبطرق ملحوظة جداً، أحمق تماماً." كانت دوافع Preece في قمع عمل Heaviside أكثر تعلقاً بحماية سمعة Preece الخاصة وتجنب الاضطرار إلى الاعتراف بالخطأ بدلاً من أي عيوب يُدرك أنها موجودة في عمل Heaviside.
ظل أهمية عمل Heaviside غير مكتشفة لبعض الوقت بعد النشر في The Electrician، وبالتالي فإن حقوقه كانت في المجال العام. في عام 1897، استأجرت AT&T أحد علمائها الخاصين، George A. Campbell، ومحقق خارجي Michael I. Pupin للعثور على احترام فيه عمل Heaviside كان غير مكتمل أو غير صحيح. وسع Campbell و Pupin عمل Heaviside، وقدمت AT&T براءات اختراع لا تغطي فقط أبحاثهم، بل أيضاً الطريقة التقنية لبناء الملفات التي اخترعها Heaviside سابقاً. عرضت AT&T لاحقاً على Heaviside المال مقابل حقوقه؛ من الممكن أن يكون احترام مهندسي Bell لـ Heaviside قد أثر على هذا العرض. ومع ذلك، رفض Heaviside العرض، رافضاً قبول أي أموال ما لم تعترف الشركة به كاملاً. كان Heaviside فقيراً بشكل مزمن، مما جعل رفضه للعرض أكثر لفتاً للنظر.
لكن هذه النكسة كان لها تأثير تحويل انتباه Heaviside نحو الإشعاع الكهرومغناطيسي، وفي ورقتين من عام 1888 و1889، حسب تشوهات الحقول الكهربائية والمغناطيسية المحيطة بشحنة متحركة، وكذلك تأثيرات دخولها إلى وسط أكثر كثافة. كان هذا يتضمن تنبؤاً بما يُعرف الآن باسم إشعاع Cherenkov، وألهم صديقه George FitzGerald لاقتراح ما يُعرف الآن باسم تقلص Lorentz–FitzGerald.
في عام 1889، نشر Heaviside لأول مرة اشتقاقاً صحيحاً للقوة المغناطيسية على جسيم مشحون متحرك، وهو المكون المغناطيسي لما يُعرف الآن باسم قوة Lorentz.
في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات من القرن التاسع عشر، عمل Heaviside على مفهوم الكتلة الكهرومغناطيسية. عامل Heaviside هذا كمادة كتلة، قادرة على إنتاج نفس التأثيرات. تحقق Wilhelm Wien لاحقاً من تعبير Heaviside للسرعات المنخفضة.
في عام 1891، اعترفت الجمعية الملكية البريطانية بمساهمات Heaviside في الوصف الرياضي للظواهر الكهرومغناطيسية من خلال تسميته زميلاً في الجمعية الملكية، وفي العام التالي كرسوا أكثر من خمسين صفحة من Philosophical Transactions of the Society لطرقه المتجهة ونظريته الكهرومغناطيسية. في عام 1905 تم منح Heaviside دكتوراه فخرية من جامعة Göttingen.
السنوات الأخيرة والآراء
في عام 1896، حصل FitzGerald و John Perry على معاش قائمة مدنية بقيمة £120 سنوياً لـ Heaviside، الذي كان يعيش الآن في Devon، وأقنعاه بقبول هذا المبلغ، بعد أن رفض عروض خيرية أخرى من الجمعية الملكية.
في عام 1902، اقترح Heaviside وجود ما يُعرف الآن باسم طبقة Kennelly–Heaviside من الأيونوسفير. تضمن اقتراح Heaviside وسائل ينتقل من خلالها الإشعاع الراديوي حول انحناء الأرض. تم تأكيد وجود الأيونوسفير في عام 1923. من المحتمل أن تثبط التنبؤات من قبل Heaviside مع نظرية إشعاع Planck محاولات إضافية للكشف عن الموجات اللاسلكية من الشمس والأجسام الفلكية الأخرى. مهما كان السبب، يبدو أنه لم تكن هناك محاولات لمدة 30 سنة، حتى تطوير Jansky لعلم الفلك الراديوي في عام 1932.
في السنوات اللاحقة، أصبح سلوكه غريب الأطوار جداً. وفقاً للزميل B. A. Behrend، أصبح ناسكاً كان يكره مقابلة الناس لدرجة أنه سلم مخطوطات مقالات Electrician الخاصة به إلى متجر بقالة، حيث التقطها المحررون. على الرغم من أنه كان دراجة نشطة في شبابه، إلا أن صحته تدهورت بشدة في العقد السادس من عمره. خلال هذه الفترة، كان Heaviside يوقع الرسائل بالأحرف الأولى "W.O.R.M." بعد اسمه. يُقال أيضاً إن Heaviside بدأ طلاء أظافره بالوردي وحرك كتل الجرانيت إلى منزله كأثاث. في عام 1922، أصبح أول متلقي لميدالية Faraday، التي تم تأسيسها في ذلك العام.
فيما يتعلق بآراء Heaviside الدينية، كان موحداً، لكن ليس ديناً. يُقال حتى أنه سخر من الناس الذين وضعوا إيمانهم في كائن أسمى.
توفي Heaviside في 3 فبراير 1925، في Torquay في Devon بعد سقوطه من سلم، وتم دفنه بالقرب من الزاوية الشرقية لمقبرة Paignton. تم دفنه مع والده، Thomas Heaviside 1813–1896 وأمه، Rachel Elizabeth Heaviside. تم تنظيف الشاهدة بفضل متبرع مجهول في عام 2005. كان معظم اعترافه مكتسباً بعد وفاته.
مشروع Heaviside التذكاري
في يوليو 2014، أسس الأكادي
