ג'וסיה וילארד גיבס

ג'וסיה וילארד גיבס (אנגלית: Josiah Willard Gibbs, 11 בפברואר 1839 - 28 באפריל 1903) היה תאוריטיקן אמריקאי בתחומי הפיזיקה, הכימיה והמתמטיקה.

גיבס תרם ליסודות התאורטיים שהובילו לתרמודינמיקה הכימית, ולכימיה הפיזיקלית. כמתמטיקאי, הוא המציא את האנליזה הווקטורית (בנפרד מאוליבר הביסייד). אוניברסיטת ייל העניקה לגיבס את תואר הדוקטור הראשון בארצות הברית בהנדסה ב-1863, והוא פעל באוניברסיטה זו לאורך כל הקריירה שלו. בשנת 1901 הוענק לגיבס תואר הכבוד הגבוה ביותר על ידי הקהילה המדעית הבינלאומית של אותם ימים, אשר הוענק למדען אחד בשנה: מדליית קופלי של החברה המלכותית של לונדון. התואר הוענק לו בשל התרומה הגדולה ביותר המיוחסת לו, יישום החוק השני של התרמודינמיקה בקשר בין אנרגיה כימית, חשמלית, ותרמית, וקיבולת לבין עבודה חיצונית.

ביוגרפיה
גיבס נולד למשפחה בעלת שושלת של אקדמאים כבר מהמאה ה-17. לאחר שסיים ללמוד בבית הספר הופקינס, בניו הייבן שבקונטיקט, נרשם גיבס לקולג' של אוניברסיטת ייל בגיל 15. הוא סיים את לימודיו בשנת 1858, וזכה בפרסים במתמטיקה ולטינית.

בשנת 1863 קיבל גיבס את תואר הדוקטור הראשון בארצות הברית בהנדסה מאוניברסיטת ייל. הוא החל להרצות באוניברסיטה, שנתיים בלטינית ושנה אחת בפילוסופיית הטבע (כיום מדעי הטבע, בעיקר פיזיקה). בשנת 1866 עבר לאירופה כדי ללמוד בפריז, ברלין, והיידלברג, שם הושפע מקירכהוף והלמהולץ. בתקופה הזאת אקדמאים גרמנים היו הסמכויות המובילות בכימיה, תרמודינמיקה ומדעי הטבע התיאורטים. שלוש השנים הללו מסתכמות לכל הזמן שבילה מחוץ לניו הייבן בחייו.

בשנת 1869 חזר גיבס לאוניברסיטת ייל והתמנה לפרופסור לפיזיקה מתמטית (הראשון בארצות הברית) ב-1871, וקיבל משרה בה החזיק לשארית חייו. בין השנים 1876 ו-1878 כתב גיבס סדרה של מאמרים שעסקה באנליזה גרפית של מערכות כימיות במצבים שונים. הם התפרסמו יחד תחת השם "על שיווי משקל של חומרים הטרוגנים", אחת העבודות הידועות ביותר שלו. כיום הוא נחשב לאחד ההישגים המדעיים הגדולים של המאה ה-19, ואחד היסודות של הכימיה הפיזיקלית. במאמרים אלו השתמש גיבס בתרמודינמיקה כדי להסביר תופעות כימיות-פיזיקליות, שבעבר היו אוסף עובדות מבודדות. במאמרים אלו התייחס לנושאים נוספים כגון אנרגיה חופשית ופוטנציאל כימי, צבר, אפקט מרנגוני, מיסודות הפיזיקה סטטיסטית וחוק הפזות של גיבס. בנוסף לכך כתב גיבס גם על תרמודינמיקה תאורטית. בשנת 1873 הוא פרסם מאמר על ייצוג גאומטרי של כמויות תרמודינמיות.

בשנת 1880–1884 שילב גיבס את הרעיונות של שני מתמטיקאים, אלגברת הקווטרניונים של המילטון (ויליאם רואן המילטון), ומכפלת וודג' (הרמן גראסמן), ויצר את האנליזה הווקטורית (שנוסחה באופן עצמאי על ידי הפיזיקאי המתמטי והמהנדס הבריטי אוליבר הביסייד). הוא הגה את האנליזה הווקטורית על מנת להבהיר ולקדם את הפיזיקה המתמטית. בשנים שלאחר מכן הוא המשיך לפתח את האנליזה הווקטורית, כתב על אופטיקה ופיתח תאוריה חשמלית חדשה על האור. הוא נמנע במכוון מלהמשיך לכתוב על מבנה של חומרים, החלטה נכונה לאור פריצות הדרך המהפכניות בנושא חלקיקים תת-אטומים ומכניקת הקוונטים.

ב-1889 גיבס עבד על הפיזיקה הסטטיסטית, והניח את היסודות ומסגרת מתמטית למכניקת הקוונטים ותאוריות מקסוול. בנוסף לכך הוא תרם גם לקריסטלוגרפיה ויישם את שיטות הווקטורים שלו למסלולים של כוכבי שביט וכוכבי לכת.

גיבס מעולם לא התחתן, וחי את כל חייו בבית ילדותו עם אחותו וגיסו. הוא נפטר בשנת 1903 בניו הייבן בגיל 64.

ראו גם
 תורת האינפורמציה
 אנטרופיה (סטטיסטיקה)
 משוואות מקסוול
 מכפלה וקטורית
 פיזיקה סטטיסטית
 אנרגיה חופשית

קישורים חיצוניים

 
 

מתמטיקאים שעל שמם כוכב לכת מינורי
פיזיקאים שעל שמם כוכב לכת מינורי
פיזיקאים אמריקאים
כימאים אמריקאים
מתמטיקאים אמריקאים
זוכי מדליית קופלי
תרמודינמיקה
כימאים פיזיקליים
סגל אוניברסיטת ייל
עמיתים זרים בחברה המלכותית
חברי היכל התהילה לאמריקאים הגדולים
חברי האקדמיה למדעים ולאמנויות של גטינגן
אמריקאים שנולדו ב-1839
אמריקאים שנפטרו ב-1903