Oliver Heaviside

Oliver Heaviside (Londres, 1850eko maiatzaren 18a - Torquayen (Erresuma Batua), 1925eko otsailaren 3a) fisikaria, ingeniari elektrikoa, irrati-telegrafista eta matematikari ingelesa izan zen.

Biografia

Haurtzaroa eta gaztaroa 
Oliver Heaviside Londresen jaio zen, 1850eko maiatzaren 18an eta Torquayen (Erresuma Batua) hil zen 1925eko otsailaren 3an. Thomas Heaviside eta Rachel Westen laugarren semea zen. Aita egur grabatzaile lanetan aritu zen, baina lehia handia zegoen eta, lanbide honetatik ez zuen etekin askorik jaso. Amak etxeko ekonomian laguntzen zuen bere Cadmen Townen alokatutako etxean andereño eskola bat antolatu zuenetik. Ziurrenik etxe hartan ez zen sekula familia giro lasai bat izan eta okerrera jo zuen Oliver txikia gaixotu zenean. Eskarlatinak harrapatu zuen eta gor geratu zen. Harreman sozialak erabat ukituta geratu zitzaizkion, orduan, eta, nerabezaroan entzumena itzuli bazitzaion ere, uzkur eta makur agertu zen bizitza osoan.

1863an diru apur bat jasotzeko aukera izan zuten Heavisidetarrek, eta auzo bereko etxe hobe batera aldatu ziren. Oliver eskolara joan zen eta Natur Zientzietan nabarmendu zen, 1865ean domina irabazi zuelarik. Hala ere, hurrengo urtean, eskola utzi beharrean izan zen eta, handik aurrera, prestakuntza intelektuala autodidakta izan zuen; liburutegi publikoetara joan ohi zen maiz eta obra zientifikoak zituen gustuko, Newton eta Laplaceren tratatuetan bereziki sakondu zuelarik.

Helduaroa 
Unibertsitatera joaterik ez eta, lanean hasi zen. 1867an, Newcastlera mugitu zen eta irrati-telegrafista lanetan hasi zen. Bere ondorengo karreran hain erabakiorra izango zen ekimen hau familiaren gorabeherek bultzatu zuten. Amaren ahizpa zaharrena zen Emma West Charles Wheatstonekin ezkondu zen. W. F. Cookerekin batera, telegrafo sistema baten asmatzailea izan zen eta erabat aberastu zuen horrek. Oliverren anaia zaharrago bat, Arthur W. Heaviside, bere osabaren laguntzaile bilakatu zen eta, ondoren, Newcastleko konpainia telegrafikoa gidatu zuen, Post Officen, postu garrantzitsu bat lortuz. Oliver bere anaiaren laguntzaile lanetan hasi zen eta, 1868ko udazkenean, Newcastle eta Danimarkaren artean kokaturiko itsaspeko kablearen funtzionamenduan esleitu zuten, hasieran, operadore bezala eta ondoren elektrikari bilakatu zen. Hurrengo urteak tailerretan pasatu zituen Oliverrek eta, denbora honetan, fisika ikasten jarraitu zuen bere kabuz.

1874ko maiatzean, Newcastleko lana utzi eta gurasoen Londresko etxera itzuli zen, bai osasun arazoengatik eta baita ikerketan lanetan aritzeko grinagatik ere. Noizean behin artikulugile bezala egindakoaz gain, ez zuen, sekula gehiago, ordaindutako lan finkorik izango. Anaiak eta beste batzuk saiatu ziren hura lan munduan kokatzeko aukerak ematen, baina Oliverrek bizitza zurruna eta ikerketarako askatasun osoa utziko ziona nahiago izan zuen. Berak egindako aportazio teoriko asko oso estimatuak izan ziren eta aplikazio praktikoa izan zuten, baina ez zuen inoiz etekin ekonomikorik ateratzeko saiakerarik egin.

Azken urteak 
1900etik aurrera, asko jaitsi zen Oliverren jarduera zientifikoa eta, azken liburua 1912an argitaratu bazuen ere, 1906an, geratuta zegoen erabat. Osasun falta izan zen horren arrazoi nagusienetako bat.

1889ko irailean, Oliver eta bere gurasoak Charles anaiarekin bizitzera joan ziren. 1894an eta 1896an gurasoak hil zitzaizkion eta, 1897an, Newton Abbotik hurbil eta Paigntonetik ez oso urrun zegoen landetxe batera joan zen Oliver bizitzera. Ez zuen oso gustuko izan, ordea, eta, 1908an, Torquayra itzuli zen, apopilo. Bertan hil zen 1925ean, bizitza gero eta bitxi eta bakartiagoa izan ondoren.

Ohoreak 
Bizitza bakartia eraman zuen arren, argitaratu zituen lanek eta eragin handiko lagunenen ahaleginei esker, oso aintzat hartu zuten Heavisideren lana, berak aprezio handirik egin ez bazion ere. Nabarmentzekoak dira errekonozimendu hauek:
 1891 Londresko Royal Societyko kide.
 1899 American Academy of Arts and Scienceseko ohorezko kidea.
 1905 Göttingeneko Alemaniako Unibertsitateak honoris causa doktoretza eman zion.
 1908 Institution of Electrical Engineersen ohorezko kidea.
 1918 American Institute of Electrical Engineersen ohorezko kidea.
 1921 Institution of Electrical Engineerseko lehengo saria irabazi zuen, Faraday domina.

J. Perry, G. F. FitzGerald, O. Lodge eta beste lagun batzuen ahaleginei esker, Heavisidek 120 liberako pentsio ofiziala lortu zuen 1896an (1914an 220 liberatara igo zioten). Gainera, Oliverrek diru kantitate hau onartzea ere lortu zuten, bi urte lehenago Royal Societyko Scientific Reliefek eskaini zion laguntzai uko egin baitzion.

Lana

Hasiera 
1872ko uztailean argitaratu zuen lehen lana eta English Mechanic aldizkarian argitaratua izan zen, O. sinadurapean; indar elektroeragileak konparatzeko metodo bat zen, Heavisidek 1870ean aurkitu zuena.

1873ko otsailean, beste lan bat argitaratu zuen garaiko fisikako aldizkari garrantzitsuenean, Philosophical Magazinen. Lan hau Wheatstone zubiaren hobekuntza aztertzen zuen, fisikariek eta telegrafistek ondo ezagutzen duten neurgailuari buruz, hain zuzen ere. Artikulu honi esker, garai hartako zientzialari garrantzitsuenak ezagutzeko abagunea izan zuen, hala nola, Lord Kelvin eta Maxwell. Heavisideren bereizgarri intelektualen zati handi bat lan honetan aurkitzen da, metodo matematikoak eta problemen ebazpenak, besteak beste.

Ondorengo 40 urteetan, Heavisidek lan ugari egin zuen, The electrician, Philosophical Magazine eta Nature aldizkarietan argitaratutakoak; 3.000 orrialde baino gehiago bete zituen.

Seinaleen transmisio lerroen teoria 
Heavisideren hasierako ikerketen gai nagusia lerro telegrafikoetatik pasatzen ziren seinaleen hedakuntza izan zen, lur azpiko eta itsaspeko kableetatik pasatzerakoan jasaten zuten distortsioa bereziki. Fenomeno honek garrantzi handia hartu zuen 1853an, Latimer Clarkek lehen aldiz behatu zuenean, Faradayren atentzioa erakarriz. Honek ikertu zuenean, berak aurretik eremu elektromagnetikoez pentsatzen zuena egiaztatzeko balio zuela ikusi zuen, korronteen zeharkako eraginari zegokionean, bereziki.

Honek guztiak kable transatlantikoaren bideragarritasuna, ordura arte inoiz erabili gabeko neurrian, zalantzan jartzen zuen. 1855ean, Lord Kelvinek telegrafo elektrikoaren teoria garatu zuen, Faradayren ideiak eta Fourierren gorputz solido baten gainean eragindako beroaren difusioari buruzko ekuazioak konbinatuz eta seinaleek jasaten zuten atzerapena kablearen erresistentzia eta gaitasunaren konbinazioaren ondorioz gertatzen zela ondorioztatu zuen, luzeraren baitan hazi egiten zelarik. Ekidin ezin zitzaion fenomenoa zen eta transmisioaren abiadura mugatzen zuen, baina, kableen bereizgarri elektrikoetan arreta jarriz eta emisio eta harrerarako tresneria zainduz, gaindi zitekeen arazoa zen. Hala ere, hasieran ez zioten jaramon handirik egin ikerketa honi -gerora bai- eta klablea, 1858an, jarrita zegoen, jada. Lehen erabilera, ordea, dezepzio hutsa izan zen eta hilabetera baztertuta geratu zen, Kelvinen ideiak zuzenak zirela frogatzeko soilik balio izan zuelarik. Berak gidatuko zuen linea berriaren eraikuntza eta 1866an geratuko zen bukatuta.

Heavisidek Kelvinen teoria bere kable anglo-danesaren gainean egiten ari zen esperientzietan aplikatu zuen eta hainbat lan argitaratu zuen 1874 eta 1889 bitartean, oraindik kontuan hartu gabe zeuden bi faktore berri ere erantsiz: lerroaren galerak eta autoindukzioa. Horrela, hasierako teoria osatu eta zuzendu zuen eta denbora askoz Heavisideren ekuazioa edo telegrafistaren ekuazioa izenak eman zitzaizkion.

v= tentsioaren mometuko balioa
x= edozein puntu
K= erresistentzia
c= kapazitantzia
s= induktantzia

Autoindukzioa kontuan hartuz, korronte elektrikoa ez da linean zehar bakarrik zabalduko, oszilazio batzuk eragingo ditu muga batera iritsi arte. Seinaleen hedapena erabat lotuta geratzen zen, beraz, uhin elektromagnetikoekin.

1887an, Heavisidek, seinale transmisioko linea baten parametro elektrikoekin jokatuz, distortsio guztiak elimina zitezkeen ideia bota zuen; seinalea jaitsi egingo zen, baina bere osagai guztiak ere bai. Patente ugari egin ziren honen inguruan (Silvanus P. Thomson, J. S. Stone eta C. E. Krarup), baina praktikak zailtasun handiak izan zituen eta ez zuen arrakastarik lortu, 1900ean, G. A. Campbell eta Michael I. Pupinen ekarpenak etorri arte.

1857an, Gustav Kirchoffek autoindukzioaren teoria txertatuta zuen linea luzeen teorian, baina honek ere ez zuen eraginik izan. Heavisiden saiakera izan zen hori. Autoindukzioa salbazioa da
esan zuen 1897an; eta, 1904an, Amodioak mundua mugitzen badu, autoindukzioak barruko uhinak mugitzen ditu erantsi zuen. Jarrera honek talka egin zuen telegrafo eta telefono zerbitzuen (Post Office) buru gorena izatera iritsi zen W. H. Preece ingeniariarekin. Honek autoindukzioa kaltegarria zela beti esaten zuen eta minimizatu egin behar zela. Hil zen arte, gogor defendatu zuen iritzia Preecek eta lan asko emango zion Heavisideri.

Maxwellianismoa 
Maxwellen Elektrizitate eta magnetismoari buruzko Tratatuaren lehen edizioa 1873an argitaratu zen eta Heavisidek berehala izan zuen haren berri. Hasieran ondo ulertu ez bazuen ere (garai hartako irakurleen gehiengoak bezala), erabat zirraratua utzi zuen edukiak, uhin elektromagnetiko eta hauen hedapenari buruzko teoriak, batez ere.

Erabilitako aparatu matematikoa bera ere koaternioietan oinarritzen zen eta garaiko gaitasunak gainditzen zituen. Hau guztiagatik, urteak eman zituen ikerketa sakonak egiten eta, 1876an, hasi zen bere lanetan aipatzen. Maxwellen heriotza goiztiarrak (1879) erabat aldatu zituen zirkunstantziak, ezin izango baitzuen maisuaren ekarpen gehiago espero.

1882an, Heavisidek bere gain hartu zuen lan hura. Baina ez zuen tratatua liburu sakratua balitz bezala errepikatu, berregin egin zuen baizik, depuratu eta zabaldu, gaur egun Maxwell teoria izenez ezagutzen dugunera arte. Izan ere, egun Maxwellen lau ekuazioak bezala ezagutzen direnak, hasieran 13 ziren. Heavisidek, bakarka hasieran eta Hertzekin gero, teoriaren sintesian egin zuen lan.

Maxwellen teoria garatzeko eta zabaltzeko lan honetan, Heavisidek beste fisikari ingeles batzuen laguntza izan zuen -maxwelliarrak, ezizenez-, G. F. FitzGerald eta O. Lodge hasieran, eta J. Larmor gero.

Heavisidek ez zuen uste Maxwellen teoria amaituta zegoenik eta ezta Hertzen esperimentuak (1886-1888) froga errefusaezinak zirenik ere. XIX. mendean hedatu zen elektroiaren teoriak Maxwellen teoriaren atal batzuk aldatzera behartu zuen.

Tresna matematikoak 
Orientazioa zuten magnitude fisikoen adierazpen sinbolikoa nekeza izan zen txertatzen eta XIX. mendean zehar joan zen osatzen, planoan aplika zitezkeen zenbaki konplexuekin hasita. Espazioan, berriz, zailagoa zen oraindik.

Hori zen W. R. Hamiltonen kuaternoien teoriaren helburua. Maxwellek kuaternioiak erabili zituen, baina kasu gehienetan modu sinplifikatuan. Heavisideren asmo pedagogiko eta sistematizaileentzat, hau ez zen nahikoa eta bektoreen analisia garatu zuen erreminta gisa, Electromagnetic Theoryren hirugarren kapituluan aurkitzen dena. Bertan, teoria koaternioia zergatik errefusatu zuen ere azaltzen da.

Heavisidek zientzia esperimental bat bezala ikusten zuen matematika eta eskolako matematikari hutsak mespretxatzen zituen. Bere matematikak, zioenez, ez ziren teoremak enuntziatu edo frogatzeko, arazo fisikoak ebazteko baizik. Beste matematikariekin izandako harremanak ez ziren beti txukunak izan.

Bibliografia 
 Heaviside, O.: Electromagnetic waves. Londres, 1889.
 Heaviside, O.: Electrical papers. 2 volúmenes. Macmillan. Londres, 1892. (Reedición: Copley Publishers. Boston, 1925. Otra: American Mathematical Society; 1999 y 2003.  ).
 Heaviside, O.: Electromagnetic theory. 3 volúmenes. Electrician, Co. London, 1893-1912. (Reedición en un volumen con una introducción de E. Weber; Dover; New York, 1950. Otra reedición: Chelsea; New York, 1971. Otra: American Mathematical Society; 1970. )
 Heaviside, O.: "A gravitational and electromagnetic analogy". The Electrician, 1893.
 Buchwald, J. Z.: From Maxwell to microphysics. Chicago, 1985. 
 Hunt, B. J.: The maxwellians. Cornell University Press. Ithaca NY, 1991. .
 Institution of Electrical Engineers: Heaviside centenary volume. IEE Press. London, 1950.
 Josephs, H, J.: Oliver Heaviside : a biography. London, 1963.
 Josephs, H, J.: The Heaviside Papers found at Paignton in 1957. Electromagnetic Theory by Oliver Heaviside. New York, 1971.
 Laithwaite, E. R.: Oliver Heaviside - establishment shaker. Electrical Review, November 12, 1982.
 Lee, G.: Oliver Heaviside. London, 1947.
 Lynch, A. C.: The Sources for a Biography of Oliver Heaviside. History of Technology, Vol. 13, ed. G. Hollister-Short, London & New York, 1991.
 Moore, D. H.: Heaviside Operational Calculus. New York, 1971. 
 Nahin, P. J.: Oliver Heaviside: sage in solitude. Institute of Electrical and Electronic Engineers. New York, 1988. 
 Nahin, P. J.: Oliver Heaviside: The Life, Work, and Times of an Electrical Genius of the Victorian Age. November, 2002. 
 Pickover, C. A.: Strange Brains and Genius, The Secret Lives of Eccentric Scientists and Madmen. June 2, 1999. 
 Searle, G. F. C.: Oliver Heaviside, the Man. St Albans, 1987. 
 Weber, E.: Oliver Heaviside. Estudio introductorio de la edición de Electromagnetic theory publicada por Dover y citada anteriormente.
 Yavetz, I.: From Obscurity to Enigma: The Work of Oliver Heaviside, 1872-1889. Basel, 1995.

Beste erreferentzia batzuk 
 The MacTutor History of Mathematics archive, "Oliver Heaviside". School of Mathematics and Statistics. University of St Andrews, Scotland
 Heather, Alan, "Oliver Heaviside". Torbay Amateur Radio Society.
 "Mr. Oliver Heaviside". Obituary, The Times. (GIF File format)
 Katz, Eugenii, "Oliver Heaviside". Hebrew University of Jerusalem.
 Lienhard, John H., "No. 426: Oliver Heaviside". The Engines of Our Ingenuity.
 Ghigo, F., "Pre-History of Radio Astronomy, Oliver Heaviside (1850-1925)". National Radio Astronomy Observatory, Green Bank, West Virginia.
 Wolfram, Stephen, "Heaviside, Oliver (1850-1925)". Wolfram Media, Inc.
 Cook, Nigel, "Electromagnetic Theory, The Foundation of Physical Science".
 Naughton, Russell, "Oliver W. Heaviside: 1850 - 1925". Adventures in CyberSound.
 Bexte, Peter, "Kabel im Denkraum" (German)
 Tr. "Cable in the thinking area"
 McGinty, Phil, "Oliver Heaviside". Devon Life, Torbay Library Services.
 Gustafson, Grant, "Heaviside's Methods". math.utah.edu. (PDF)
 The Dibner Library Portrait Collection, "Oliver Heaviside".
 "Physical units". 1911 Encyclopdia

Ikus, gainera 

 Heaviside funtzioa

Erresuma Batuko matematikariak
Erresuma Batuko fisikariak
XIX. mendeko matematikariak
XX. mendeko matematikariak
Londrestarrak