جوسایا ویلارد گیبس: تفاوت میان نسخه‌ها

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
نمایش تاریخچه به صورت تعاملی
→ تفاوت قدیمی‌ترتفاوت جدیدتر ←
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
دیداریویکی‌متن
ترجمه از ویکی پدیای انگلیسی
ترجمه از ویکی پدیای انگلیسی
خط ۱۰۵: خط ۱۰۵:
{{ quote|متواضع در رفتار، خوش‌مشرب ‌بودن و مهربانی در هنگام برخورد با زیردستان، نشان‌ندادن بی‌صبری یا آزردگی، رفتاری عاری‌از جاه‌طلبی‌های ‌شخصی، و یا کوچکترین تمایل به‌ خود‌برتر‌بینی، سبب‌شد تا او به ‌سمت ایده‌آلی از عدم‌خودخواهی رفته و تبدیل به یک نجیب‌زاده مسیحی‌ شود. در نظر کسانی که‌ او را می‌شناختند، بزرگی دستاوردهای فکری او زمانی مشخص‌ بود که هرگز زیبایی و عزت نفس در زندگی او را تحت ‌الشعاع قرار ‌نداد.|اچ. ای. بومستد، 1903
{{ quote|متواضع در رفتار، خوش‌مشرب ‌بودن و مهربانی در هنگام برخورد با زیردستان، نشان‌ندادن بی‌صبری یا آزردگی، رفتاری عاری‌از جاه‌طلبی‌های ‌شخصی، و یا کوچکترین تمایل به‌ خود‌برتر‌بینی، سبب‌شد تا او به ‌سمت ایده‌آلی از عدم‌خودخواهی رفته و تبدیل به یک نجیب‌زاده مسیحی‌ شود. در نظر کسانی که‌ او را می‌شناختند، بزرگی دستاوردهای فکری او زمانی مشخص‌ بود که هرگز زیبایی و عزت نفس در زندگی او را تحت ‌الشعاع قرار ‌نداد.|اچ. ای. بومستد، 1903
<ref name="Bumstead" />}}
<ref name="Bumstead" />}}

==اصلی‌ترین مشارکت‌های علمی==

===ترمودینامیک شیمیایی===
[[پرونده: Wykres Gibbsa.svg|بندانگشتی|تمثیل گرافیکی انرژی آزاد جسم، که جزو آخرین نوشته‌های گیبس درسال1873 بود. این تصویر نشانگر حجم ثابتی است که ازنقطه A عبور می‌کند و نشانگر حالت اولیه‌ جسم است. منحنی MN بیانگر بخشی ‌از "سطح انرژی ازبین‌رفته" است. منحنی‌های AD و AEنشانگر حالت ‌اولیه انرژی (ε) و آنتروپی (η) است. AB"انرژی دردسترس" (که‌ امروزه [[انرژی آزاد هلمولتز]] نامیده‌می‌شود) و AC"ظرفیت آنتروپی" است"(برای ‌مثال، مقدار آنتروپی که می‌توان بدون تغییر انرژی افزایش داد).]]

نوشته‌های گیبس از سال1870 نظریه انرژی ‌داخلی Uکه‌ازنظر [[آنتروپی]] تشکیل ‌یک سیستم را می‌داد، بعلاوه حالت‌های عادی و متغیر از ظرفیت، فشار V، فشار p و دمای T را شامل‌می‌شد. <ref name="Klein-bio" /> او هم‌چنین بیان‌داشت که مفهوم [[پتانسیل شیمیایی]] ازیک نوع خاص از مواد شیمیایی، به میزان افزایش Uدر ارتباط با افزایش Nاز تعدادمولکول‌های آن نوع خاص مرتبط ‌است. (دریک آنتروپی و حجم ثابت). در نتیجه این گیبس بود که با استفاده از تغییرات بی‌نهایت کوچک در انرژی سیستم، [[قوانین ترمودینامیک|قانون اول و دوم ترمودینامیک]] <ref name="Klein-bio" /> را باهم ترکیب‌کرد.

<math>\mathrm{d}U = T\mathrm{d}S - p \,\mathrm{d}V + \sum_i \mu_i \,\mathrm{d} N_i\,</math>

که در مجموع شرط آخر برای مواد مختلف شیمیایی متفاوت‌است. با استفاده ‌از [[تبدیل لژاندر]] او جنبه‌های مختلف [[آنتالپی]] و "انرژی آزاد" را که شامل، " [[انرژی آزاد گیبس]] " نیز است، شرح‌ داد. ( [[پتانسیل ترمودینامیک]] که از زمان مشخص‌شدن عکس‌العملش در دما و فشار ثابت متفاوت ‌است مورداستفاده شیمی‌دانان قرار می‌گیرد. ) اوهم‌چنین روشی را ابداع‌ کرد که بعدها به " [[معادله گیبس-دوئم]] " معروف‌شد. <ref name="Wheeler-thermodynamics" /><ref name="Klein-bio" />

===مکانیک آماری===
گیبس به همراه جیمز کلارک ماکسول و [[لودویگ بولتزمن]] اصطلاح "مکانیک آماری" را ابداع ‌کرد تا شاخه‌ای از فیزیک نظری را که برای احتساب خواص ترمودینامیکی سیستم با استفاده از آمار تعداد زیادی از ذرات استفاده‌می‌شود، توضیح‌دهد. اوهم‌چنین اصطلاح [[فضای‌ فازی]] را برای تشریح [[هنگرد میکروبندادی]] ، [[گروه کانونیکال]] و [[گروه بزرگ کانونیکال]] استفاده‌کرد، بنابراین او فرمول کلی‌تر از خواص آماری از سیستم‌های چند ذره‌ای از ماکسول و بولتزمن حاصل کرد که قبل ‌از او به‌دست‌آورده‌بودند. <ref name="Klein-bio" /><ref name="Wheeler-statistical" />

با توجه ‌به نوشته‌های [[آنری پوانکاره]] که درسال1904 نوشته‌ است، ماکسول و بولتزمن پیش‌ازاین [[فرآیندبرگشت‌ناپذیر]] از فرآیند‌های ماکروسکوپی فیزیکی را درشرایط احتمالی توضیح‌ داده ‌بودند، «کسی‌که آن را به ‌وضوح مشاهده‌کرده‌بود، در کتابی بود که بسیارکم‌خوانده‌می‌شد زیرا بسیار دشوار بود و آن کتاب گیبس، یعنی اصول اولیه مکانیک آماری، بود».<ref name="Poincare">{{cite book|last=Poincaré |first=Henri |authorlink=Henri Poincaré |year=1904 |chapter=[[s:The Principles of Mathematical Physics|The Principles of Mathematical Physics]]|title=The Foundations of Science (The Value of Science)|pages=297–320|publisher=Science Press|place=New York}}</ref> آنالیز گیبس از فرآیند برگشت‌ناپذیر و فرمول [[قضیه-H]] بولتزمن تاثیرات مهمی بودند‌ که درابتدای قرن‌ بیستم بر ریاضی‌فیزیک وارد شدند. <ref name="Wightman" /><ref name="Wiener">{{cite book | last = Wiener | first = Norbert | title =Cybernetics: or Control and Communication in the Animal and the Machine | chapter = II: Groups and Statistical Mechanics | edition = 2| publisher = MIT Press | year = 1961 | isbn = 978-0-262-23007-0}}</ref>

گیبس از کاربرد [[قضیه پارتیشن اجزا]] درسیستم‌های بزرگ ذرات کلاسیک آگاه بود و نتوانست انداز‌گیری دقیق از گرمای خالص هردو ماده جامد و گاز بیان‌کند، و او اینگونه استدلال کرد که این شواهد از خطرات اساسی ترمودینامیک در "فرضیه قانون اصلی ماده" بود. <ref name="Wheeler-statistical" /> چارچوب خود گیبس برای مکانیک آماری به‌دقت طراحی‌شده‌بود و بیشتر آن می‌تواند پس ‌از کشف، از قوانین میکروسکوپی طبیعت و قوانین کوانتومی پیروی کند، و از آن به ‌جای قوانین کلاسیک گیبس و هم‌دوره‌های وی استفاده‌کرد. <ref name="MacTutor" /> تصویر فوق "تضاد گیبس" نامیده‌شد، که درمورد آنتروپی گازهای ترکیبی کاربرد داشت و امروزه به عنوان تجسم [[ذرات‌ مشابه]] مطرح شده که نیازمند فیزیک کوانتومی است. <ref>See, e.g., {{cite book | last = Huang | first = Kerson | authorlink = Kerson Huang | title = Statistical Mechanics | publisher = John Wiley & Sons | year = 1987 | edition = 2 | pages = 140–143 | isbn = 0-471-81518-7}}</ref>

===تجزیه وتحلیل برداری===
[[پرونده: Cross product parallelogram.svg|بندانگشتی|نمودار نشان‌دهنده بزرگی و جهت بردارحاصل از تلاقی دوبردار، به صورت نمادین که توسط گیبس معرفی‌شد.]]

دانشمندان انگلیسی همچون ماکسول، بر نظریه [[چهارگان]] همیلتون اعتماد‌کردند تا دینامیک مقادیرفیزیکی را توضیح‌دهند، همچون میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی، هر دو دارای اندازه و جهت در فضای سه‌بعدی هستند. اما گیبس این‌نکته را خاطرنشان‌کرد که تولید چهارگان همیشه به دوبخش تقسیم‌می‌شود: یک مقدار تک‌بعدی و یک [[بردار اقلیدسی]] سه بعدی، بنابراین استفاده از یک چهارگان معرفی‌شد که از اشکالات و موانع ریاضی آن به‌سادگی اجتناب ‌شود و به تسهیل ‌آموزش کمک‌کند. بنابراین او پیشنهاد‌کرد که تعریف‌ متمایزی برای نقطه و محصولات متقابل برای هر دو بردار ایجاد شود و نماد مشترکی برای آنها معرفی گردد. اوهم‌چنین توسعه‌دهنده تکنیک‌های [[حساب برداری]] است که امروزه درالکترودینامیک ومکانیک سیالات استفاده‌می‌شود.

گیبس هنگام تحقیق و فعالیت برروی حساب برداری دراواخر1870، متوجه این ‌موضوع گشت که روش او به روش "جبر چندگانه" گراسمان بسیار شباهت‌ دارد<ref name="Grassmann-algebra">Letter by Gibbs to [[Victor Schlegel]], quoted in Wheeler 1998, pp.&nbsp;107–109</ref> به‌ دنبال انتشار اثر گراسمان، او از پیشی‌گرفتن جبرچهارگان همیلتون نگران‌شد. گیبس وارثان گراسمان را متقاعد ساخت تا اثر را در [[جزرومد]] که گراسمان در زمان حضور در [[دانشگاه برلین]] ایجاد ‌کرده‌ بود منتشرکنند؛ گراسمان برای نخستین‌بار [[فضای برداری]] را درآن معرفی‌ کرده ‌بود. <ref name="Grassmann-tides">Wheeler 1998, pp.&nbsp;113–116</ref>

چون گیبس بین‌سال‌های 1880و1890 حمایت‌ شده ‌بود، به‌دلیل توسعه روش برداری توسط او، و به ‌صورت غیرمستقیم توسط اولیور هویساید، چهارگان‌ها توسط فیزیک‌دانان کنارگذاشته‌شدند. گیبس روش برداری خود را برای تعیین [[مدار]] سیارات و ستاره‌های دنباله‌دار به‌ کار برد. او هم‌چنین مفهوم تثلیث وبردارهای دوبه‌دو متقابل را نیز توسعه‌داد که اهمیت آن بعدها در [[کریستالوگرافی]] نمودیافت. <ref>{{cite book | chapter = Reciprocal Space in Crystallography | last = Shmueli | first = Uri | title = International Tables for Crystallography | volume = B | year = 2006 |pages = 2–9 | url = http://www.mendeley.com/research/11-reciprocal-space-crystallography/#page-1}}</ref>

===نورشناسی فیزیکی===
[[پرونده: Calcite.jpg|بندانگشتی|یک کریستال [[کلسیت]] که موجب انکسار مضاعف نور می‌شود، پدیده‌ای که گیبس با استفاده از معادلات ماکسول و توسط آن توضیحی برای پدیده‌های الکترومغناطیسی یافت.]]

اگرچه تحقیقات گیبس برروی نورشناسی فیزیکی امروزه کمتر از دیگر آثارش شناخته‌ شده ‌است، سهم بسزایی را با استفاده از [[معادلات ماکسول]] در تئوری فرآیندهای نوری نظیر [[انکسار مضاعف]] ، [[پاشیدگی]] و [[فعالیت نوری]] در توسعه [[الکترومغناطیسم]] کلاسیک ایفا‌ کرد. <ref name="Bumstead" /><ref name="Optics" /> درآن اثر، گیبس نشان‌داد که فرآیندهایی که توسط معادلات ماکسول شکل‌می‌گیرند بدون هیچ پیش‌فرض خاصی درمورد ساختار میکروسکوپی ماده و یا درمورد ماهیت محیط ماده‌ انجام ‌می‌شوند که‌ در آن امواج الکترومغناطیسی منتشر می‌شوند(که‌بعدها [[اترفیزیک]] نام گرفت). گیبس هم‌چنین بیان‌ داشت که در غیاب [[موج طولی]] الکترومغناطیسی، که برای مشاهده [[نور]] ضروری است، به‌ صورت خودکار توسط معادلات ماکسول انجام‌پذیر است (بااستناد به آن‌چه امروزه " [[تثبیت پیمانه]] " نامیده می‌شود.) که درآن باتوجه به تئوری‌های مکانیکی نور، همچون تئوری لرد کلوین، باید به‌عنوان یک وضعیت موقت بر خواص اتر اعمال‌شود. <ref name="Optics" />

{{quote|درآخرین فصل مربوط به نورشناسی فیزیکی، گیبس بیان ‌داشت که امکان این‌ که نظریه‌های الکتریکی[نور] منجر به ‌ابداع فرضیه شوند وجود ندارد، اما فقط در قوانین مربوط به علم برق اجرا ‌می‌شوند و انطباق بین خواص ‌الکتریکی و نوری رسانه‌ها را منجر می‌شوند مگر درشرایطی‌ که ما از حرکت نور به عنوان الکتریسیته استفاده‌ کنیم.|جی. دبلیو. گیبس، 1889<ref name="Bumstead" />}}

مدت‌ کوتاهی پس‌ از آن، ماهیت الکترومغناطیسی نو توسط آزمایش‌های [[هاینریش هرتز]] در آلمان اثبات‌شد. <ref name="Hertz">{{cite book | last = Buchwald | first = Jed Z. | authorlink = Jed Buchwald |title = The Creation of Scientific Effects: Heinrich Hertz and Electric Waves |publisher = University of Chicago Press |year = 1994 |isbn = 0-226-07887-6}}</ref>

==شناخت علمی==
گیبس در زمانی فعالیت می‌کرد که سنت‌های سخت‌گیرانه کمتری در خصوص علوم ‌نظری در ایالات متحده وجود ‌داشت. تحقیقات وی برای دانشجویان او و هم‌دانشگاهیانش غیرقابل درک بود و او تلاش چندانی برای آسان‌تر ساختن مطالبش انجام‌نداد. <ref name="MacTutor" /> اثر اصلی او درمورد ترمودینامیک در مجله معاملات آکادمی کانکتیکت به‌چاپ‌رسید، مجله‌ای که ویراستاری آن‌ را باجناقش برعهده داشت، و درآمریکا و اروپا چندان مورد استقبال قرار نمی‌گرفت. زمانی‌ که گیبس مقاله‌های طولانی خود را به آکادمی ارائه ‌کرد، هم [[الیاس لومیس]] وهم اچ. ای. نیوتون به‌ دلیل اینکه آثار گیبس غیرقابل فهم هستند اعتراض‌کردند، اما هردوی آنها درفروش نشریه به‌ او کمک کردند تا هزینه‌ای که برای چاپ علامات ریاضی به‌ کاررفته‌ بود، پرداخت‌شود. بسیاری‌از اعضای دانشکده ییل، ازجمله بازرگانان حرفه‌ای، کمک‌های مالی برای این‌کار درنظرگرفتند. <ref name="Rukeyser-printing">Rukeyser 1998, pp.&nbsp;225–226</ref>

اگرچه این‌ اثر به‌سرعت مورد استقبال ماکسول قرارگرفت، فرمول گرافیکی قوانین ترمودینامیک گیبس، تا اواسط قرن ‌بیستم مورد استفاده قرار نگرفت، تا اینکه [[لاسلو تیسا]] و [[هربرت کالن]] با آثارشان این اثر را قابل استفاده‌ کردند. <ref>Wightman 1979, pp. xiii, lxxx</ref> به‌گفته جیمز‌جرالد کراوثر،

{{quote|گیبس در سال‌های پایان عمر خویش، یک نجیب‌زاده قدبلند و باوقار بود که با گام‌های بلند راه‌ میرفت و پوست گلگونی داشت، در انجام کارهای خانه سهیم می‌شد و مهربان و جذاب(برای دانشجویانش پیچیده) بود. گیبس در نظر دوستانش بسیار محترم بود، اما محققان آمریکایی با پرسش سوالات فراوان سعی در درک کارهای نظری عمیق وی در زمان‌حیاتش بودند. او تقریبا در ییل زندگی ‌کرد وعمیقا توسط چند دانشجویش تحسین می‌شود اما محققان آمریکایی تاثیرچندانی از نبوغ او نگرفتند.|جی. جی. کراوثر، 1937<ref name="MacTutor" />}}

[[پرونده: Burlington House ILN 1873.jpg|بندانگشتی|[[کاخ برلینگتون]] ، محل انجمن سلطنتی لندن، درسال 1873]]

از سوی ‌دیگر، گیبس افتخارات مهم ‌و فراوانی به‌عنوان یک محقق آکادمیک در ایالات متحده دریافت ‌نمود. گیبس درسال 1879 نامزد دریافت جایزه از [[آکادمی ملی علوم]] شد و درسال1880 [[جایزه رومفورد]] را به‌ دلیل فعالیتش در ترمودینامیک شیمیایی، از [[فرهنگستان علوم وهنر آمریکا]] دریافت ‌کرد. <ref>{{cite book | last = Müller | first = Ingo | title = A History of Thermodynamics - the Doctrine of Energy and Entropy | publisher = Springer | year = 2007 | isbn = 978-3-540-46226-2}}</ref> او هم‌چنین از دانشگاه پرینستون و [[کالج ویلیامز]] دکتری افتخاری نیز دریافت‌نمود. <ref name="Bumstead" />

در اروپا، گیبس به‌عنوان عضو افتخاری [[انجمن ریاضی لندن]] در سال 1892 و عضو خارجی [[انجمن سلطنتی]] در سال 1897 انتخاب‌شد. او هم‌چنین به عنوان عضو افتخاری در [[فرهنگستان علوم پروس]] و [[فرهنگستان علوم فرانسه]] انتخاب‌ شد و دکتری افتخاری از [[دانشگاه ارلانگن نورمبرگ]] و [[دانشگاه اسلو]] دریافت ‌نمود. <ref name="Bumstead" /> انجمن سلطنتی بعدها درسال1901 از گیبس با [[مدال کاپلی]] قدردانی‌ کرد که در میان جوایز علمی بین‌المللی معتبرترین جایزه است،<ref name="APS" /> واعلام ‌کردند که "او نخستین کسی ‌است که قانون دوم ترمودینامیک را در بحث‌های جامعی از ارتباط شیمیایی، الکتریکی و حرارتی و ظرفیت برای فعالیت‌های خارجی میسر‌ کرد." گیبس که در نیوهاون مانده‌ بود، در مراسم اهدای جوایز توسط [[ریچاردسون کلاور]] ، رایزن نیروی دریایی ایالات متحده تقدیر شد. <ref>Rukeyser 1998, p. 345</ref>

[[جیان-کارلو روتا]] در زندگی‌نامه‌ش بیان‌می‌کند که در هنگام جستجو بین مقالات ریاضی در [[کتابخانه استرلینگ]] به نکته عجیبی برخورد و آن نام‌بردن از گیبس توسط بیش ‌از 200دانشمند و محقق از جمله پیونکار، بولتزمان، [[داوید هیلبرت]] و [[ ارنست ماخ]] بود. <ref name="Rota">{{cite book | last = Rota | first = Gian-Carlo | authorlink=Gian-Carlo Rota | title = Indiscrete Thoughts | publisher = Birkhäuser | year = 1996 | page = 25 |isbn = 978-0-8176-3866-5}}</ref> ازاین‌رو روتا بیان‌داشت که آثار گیبس درمیان نخبگان و محققان علمی زمان‌ خویش از جایگاه و مقام والایی برخوردار بود. <ref name="Wheeler-mailing">Wheeler 1998, appendix IV</ref> موفقیت گیبس در اروپا با ترویج آثارش توسط خبرنگاران بود و مقاله "تعادل مواد ناهمگن" توسط ویلهلم اوستوالد درسال 1892 به‌زبان آلمانی و توسط [[آنری لوشاتلیه]] درسال 1899 به‌زبان فرانسوی ترجمه‌شد. <ref>Wheeler 1998, pp.&nbsp;102–104</ref>

==تاثیر و اعتبار==
از تاثیرات مهم و برجسته گیبس می‌توان به تاثیرش بر شیمی فیزیک، و مکانیک آماری اشاره‌کرد، دو رشته‌ای که او در گسترش و شناخته‌شدن آنان سهم به‌سزایی داشت. در زمان حیات گیبس، قانون فاز تجربی او مورد تایید شیمی‌دان هلندی [[هندریک ویلم باکیوس روزبوم]] قرارگرفت، کسی که چگونگی استفاده از آن در موقعیت‌های مختلف را نشان‌ داد و درنتیجه از استفاده گسترده آن اطمینان حاصل‌کرد. <ref name="Roozeboom">{{cite book | last=Crowther | first=James Gerald | chapter=Josiah Willard Gibbs, 1839–1903 | title=Famous American Men of Science | publisher=Books for Libraries | location=Freeport, NY | year=1969 |origyear=1937 | pages=277–278}}</ref> در اوایل قرن بیستم و در صنعت شیمی نیز، برنامه‌های کاربردی گیبس به پیشرفت [[فرایند هابر]] برای ترکیب [[آمونیاک]] در الکتروشیمی کمک ‌کرد. <ref name="Haber">{{cite doi|10.1016/S0016-0032(25)90344-4}}</ref>

در سال 1910 هنگامی که فیزیک‌دان هلندی [[یوهان دیدریک وان در والس]] [[جایزه نوبل فیزیک]] را "برای فعالیتش بر روی [[معادله حالت]] برای مایعات و گازها" دریافت‌ کرد بیان ‌داشت که اثر گیبس درمورد این‌ موضوع تاثیر زیادی بر موفقیت او داشته ‌است. <ref name="vanderWaals">{{cite web |url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1910/waals-lecture.html | title = Nobel Lecture: The Equation of State for Gases and Liquids | last =van der Waals | first = J. D. | authorlink = Johannes Diderik van der Waals | year= 1910 |work= Nobel Prize in Physics |publisher = Nobel Foundation}}</ref> [[ماکس پلانک]] درسال 1918 جایزه نوبل را برای اثرش درمورد مکانیک کوانتوم ، و اثر 1900صفحه‌اش بر [[قانون پلانک]] برای اندازه‌گیری [[تابش اجسام تیره]] دریافت ‌کرد. این اثر بیشتر بر اساس ترمودینامیک کیرشهف، بولتزمان و گیبس بود. پلانک اعلام‌ کرد که نام گیبس «نه تنها درآمریکا بلکه درسرتاسر جهان به‌عنوان مشهورترین فیزیک‌دان نظری طول‌تاریخ شناخته‌خواهدشد.» <ref name="Planck">{{cite book | last=Planck | first=Max |authorlink=Max Planck | title=Eight Lectures on Theoretical Physics | chapter=Second Lecture: Thermodynamic States of Equilibrium in Dilute Solutions | publisher=Columbia University Press | location=New York | year=1915 | page=21 | url=http://books.google.com/books?id=53DnAAAAMAAJ&pg=PA21}}</ref>

[[پرونده: Gibbs-Elementary principles in statistical mechanics.png|بندانگشتی|صفحه نخست کتاب [[اصول اولیه مکانیک آماری]] گیبس، یکی از بنیان‌گذاران این رشته، چاپ 1902]]

نیمه ‌نخست قرن20 شاهد نشر 2 کتاب مهم و تاثیرگذار بود که بعدها از کتب اساسی [[ترمودینامیک شیمیایی]] شدند و سبب تبلیغ و گسترش آثار گیبس در این زمینه گشتند: این‌کتاب‌ها، ترمودینامیک وانرژی آزاد فرآیندهای شیمیایی (1923) توسط [[گیلبرت لوییس]] و [[مرلی راندال]] و ترمودینامیک مدرن با روش‌های ویلارد گیبس (1933) توسط [[ادوارد گوگنهایم]] بودند. <ref name="Ott">{{cite book |last1 = Ott |first1 = Bevan J. |last2 = Boerio-Goates |first2 = Juliana |title = Chemical Thermodynamics – Principles and Applications |publisher = Academic Press |year = 2000 |isbn = 0-12-530990-2}}</ref> تحت ‌تاثیر لوییس، [[ویلیام جیوک]] (که می‌خواست زمانی [[مهندس شیمی]] شود) پروفسور شیمی در [[دانشگاه کالیفرنیا، برکلی]] شد و [[جایزه نوبل شیمی]] را در سال 1949 برای تحقیق درمورد خواص ماده در دمای نزدیک به صفر مطلق دریافت نمود که از مطالعاتی در مورد [[قانون سوم ترمودینامیک]] به‌دست‌آمد. <ref name="Giauque">{{cite web |url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1949/press.html |title=Award Ceremony Speech | last = Tiselius | first = Arne | authorlink = Arne Tiselius |year= 1949 |work= Nobel Prize in Chemistry |publisher= Nobel Foundation}}</ref>

{{quote|اثر گیبس بر گروه آماری، که در کتابی در سال 1902 منتشرشد، تاثیر فراوانی هم بر فیزیک ‌نظری و هم‌ بر ریاضیات ‌محض داشت. <ref name="Wightman" /><ref name="Wiener" /> بنابر نظر ریاضی‌فیزیک‌دان [[آرتور وایتمن]]، یکی‌از ویژگی‌های قابل‌توجه آثار‌ گیبس، که مورد توجه دانشجویان ترمودینامیک و مکانیک آماری قرار ‌گرفت این‌بود که فرمول‌های فیزیکی او چنان پیچیده‌ بودند که پس ‌از 100سال توسعه روزافزون در فیزیک نظری و ریاضیات، جان سالم به ‌در بردند.|آ. اس. وایتمن، 1990<ref name="Wightman" />}}

[[آلبرت اینیشتین]] که از تلاش‌های گیبس دراین زمینه بی‌خبر بود، 3صفحه درمورد مکانیک آماری نوشت و دربین سال‌های 1902و1904 منتشر ساخت. بعد از مطالعه کتاب گیبس( که درسال 1905توسط [[ارنست تسرملو]] به آلمانی ترجمه‌شده‌بود)، اینیشتین اذعان ‌داشت که مطالعات گیبس پیش ‌از او صورت‌گرفته و اگر زودتر خبردار می‌شد آن3صفحه را هرگز نمی‌نوشت. <ref name="Navarro-Einstein">{{cite journal | last=Navarro | first= Luis | year=1998 |title = Gibbs, Einstein and the Foundations of Statistical Mechanics |journal = Archive for History of Exact Sciences |volume = 53 |pages=147–180| url = http://www.ffn.ub.es/esallent/docweb/GibbsEinsteinweb1.pdf | doi=10.1007/s004070050025 | issue=2}}</ref>

مطالعات و نوشته‌های اولیه گیبس درخصوص روش گرافیکی در ترمودینامیک بعدها سبب به ‌وجود آمدن مبحثی در ریاضیات شد که "تجزیه و تحلیل محدب]] " نام‌ گرفت،<ref>Wightman 1979, pp.&nbsp;x–xxxiv</ref> و شامل ایده‌هایی بود که به ‌قول [[بری سیمون]] "به‌ مدت 75سال نهفته مانده‌ بودند".<ref name="Simon">{{cite book | last = Simon | first = Barry | authorlink = Barry Simon | title = Convexity: An Analytic Viewpoint | publisher = Cambridge University Press | year = 2011 | page = 287 | isbn = 1-107-00731-3}}</ref> تکمیل حساب برداری، از دیگر فعالیت‌های مهم گیبس در زمینه ریاضیات ‌بود. کتاب [[تجزیه وتحلیل برداری]] ای. بی. ویلسون درسال 1901، براساس کنفرانس‌ها وسخن‌رانی‌های گیبس در ییل بود که به گسترش استفاده روش‌های برداری و نمادها هم در ریاضیات وهم در فیزیک ‌نظری کمک شایانی ‌کرد، و به جایگزینی چهارگانه‌ها که تا آن زمان در ادبیات علمی رایج ‌بود، منجر شد. <ref name="Marsden">{{cite book | last1 = Marsden | first1 = Jerrold E. | authorlink1= Jerrold E. Marsden | last2 = Tromba | first2 = Anthony J. | title = Vector Calculus | edition = 3 | publisher = W. H. Freeman | year = 1988 | page = 18 | isbn = 0-7167-1856-1}}</ref>

در ییل، گیبس استاد لی دو فارست نیز بود، کسی که بعدها [[ترایود]] آمپلی‌فایر را اختراع‌کرد و"پدر رادیو" لقب‌گرفت. <ref name="Seeger-DeForest">Seeger 1974, p. 18</ref> دو ‌فارست تاثیر گیبس را چنین بیان‌ کرد "کسانی‌ که در پیشرفت الکتریکی نقش‌داشتند کسانی‌ بودند که [[تابش الکترومغناطیسی]] را دنبال‌ کردند و نوسانات را با استفاده از هوش و قدرت خود دنبال نمودند. <ref name="DeForest" /> یکی‌ دیگر از شاگردان گیبس که تاثیرفراوانی درپیشرفت تکنولوژی داشت، لیند ویلر بود. <ref>{{cite doi|10.1038/1831364b0}}</ref>

گیبس هم‌چنین در ریاضیات اقتصادی نیز تاثیر غیرمستقیم داشت. او استادراهنمای پایان‌نامه‌ی [[ایروینگ فیشر]] بود که نخستین پی‌اچ‌دی ییل را در زمینه اقتصاد درسال1891 دریافت‌کرد. در این اثر که درسال1892 با نام تحقیقات ریاضی در نظریه ی ارزش و قیمت منتشر شد، فیشر یک قیاس مستقیم بین تعادل گیبسی در سیستم‌های فیزیکی و شیمیایی، و [[نظریه تعادل عمومی]] فروشگاه‌ها را ارائه و از نمادهای برداری گیبس استفاده‌ کرد. <ref name="Fisher" /><ref name="Leontief">{{cite journal | last=Leontief |first= Wassily |authorlink=Wassily Leontief |year=1954 |title=Mathematics in economics |journal=Bulletin of the American Mathematical Society |volume=60 |issue=3 |pages=215–233| url=http://projecteuclid.org/euclid.bams/1183518813 | doi=10.1090/S0002-9904-1954-09791-4}}</ref> ادوین بیدول ویلسون شاگرد گیبس نیز استاد [[پل ساموئلسون]] ، اقتصاددان آمریکایی و برنده جایزه‌ نوبل بود<ref name="Samuelson-lecture">
{{cite web |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/economics/laureates/1970/samuelson-lecture.pdf | title=Maximum Principles in Analytical Economics | last = Samuelson | first = Paul A. |year= 1970 |work= Nobel Prize Lecture | publisher= Nobel Foundation}}</ref> در سال 1947، ساموئلسون کتاب [[مبانی تحلیل اقتصادی]] را منتشر کرد که براساس پایان‌نامه‌ی دکتری‌اش بود، و در آن از سخن گیبس به‌ عنوان [[نوشته‌ادبی]] استفاده‌کرد: "ریاضیات یک زبان ‌است." <ref>{{cite book | last = Samuelson | first = Paul A. | title = The collected scientific papers of Paul A. Samuelson | volume = 5 | publisher = MIT Press | editor = Kate Crowley | year = 1986 | page = 863 | isbn = 978-0-262-19251-4}}</ref>

[[نوربرت وینر]] ریاضی‌دان معروف، از استفاده گیبس از احتمالات در تدوین مکانیک آماری با عنوان "نخستین انقلاب بزرگ قرن بیستم در فیزیک" و تاثیر مهم بر مفهوم [[سایبرنتیک]] او یاد کرد. وینر در مقدمه کتاب [[استفاده انسان‌ها از انسان‌ها]] توضیح می‌دهد که این کتاب را از دیدگاه گیبس درمورد زندگی مدرن بر گرفته ‌است، که بیان ‌می‌کند این موضوع از طریق ایجاد تغییرات اساسی در علم و از طریق ایجاد تغییرات غیرمستقیم در نگرش ما به‌ زندگی صورت می‌ پذیرد."<ref>{{cite book | last = Wiener | first = Norbert | title =The Human Use of Human Beings: Cybernetics and Society | publisher = Houghton Mifflin| year = 1950 | pages = 10–11}}</ref>

==یادبود==
[[پرونده: JWGibbs-bronze.jpg|بندانگشتی|لوح یادبود برنزی، که در سال 1912در آزمایشگاه فیزیک سالونه نصب‌ شده ‌بود، و اکنون در ورودی آزمایشگاه جوسایا ویلارد گیبس در دانشگاه ییل قراردارد.]]

هنگامی‌ که فیزیک شیمی‌دان آلمانی [[والتر نرنست]] در سال 1906از ییل بازدید کرد، از این‌که یک یادبود در شأن گیبس برگزار نشده‌ است، متعجب‌ گشت. سپس او 500 دلاری که برای کنفرانسش دریافت‌کرده‌بود به دانشگاه پرداخت تا یک مراسم یادبود مناسب برگزار کنند. این مراسم درنهایت در سال 1912 با پرده‌ برداری از لوح برجسته برنزی اثر مجسمه‌ساز [[لی لوری]] که در آزمایشگاه فیزیک سالونه نصب ‌شد، انجام‌شد. <ref name="Seeger-memorial">Seeger 1974, p. 21</ref> در سال 1910، [[انجمن شیمی آمریکا]] ، [[جایزه ویلارد گیبس]] ایجاد کرد که به آثار برجسته در شیمی محض یا شیمی ‌کاربردی اهدا می‌شود. <ref>{{cite web |url=http://chicagoacs.net/Gibbs_history.html |title=The Willard Gibbs Medal Founded by William A. Converse |author= |date= |work=|publisher=American Chemical Society, Chicago Section |accessdate=16 Jun 2012}}</ref> درسال 1923 [[انجمن ریاضی آمریکا]] مقالات جوسایا ویلارد گیبس را وقف کرد، " تا ایده‌ها و جنبه‌های عمومی ریاضیات و کاربردهای آن را نشان‌دهد ".<ref>{{cite web |url=http://www.ams.org/meetings/gibbs-lect.html |title=Josiah Willard Gibbs Lectures |author= |date= |work=Special Lectures |publisher=American Mathematical Society |accessdate=16 Jun 2012}}</ref>

[[پرونده: JWGibbsLabs.jpg|بندانگشتی|ساختمان آزمایشگاهی جوسایا ویلارد گیبس، در [[ماهور دانش]] دانشگاه ییل]]

در سال 1945، دانشگاه ییل، مقام استادی جوسایا ویلارد گیبس را در شیمی نظری ایجاد‌ کرد که تا سال 1973 توسط [[لارس اونزاگر]] نگه ‌داشته ‌شد. اونزاگر که همچون گیبس برروی کاربرد ایده‌های جدید ریاضی برای حل مسائل فیزیک شیمی تمرکز کرده‌ بود، در سال 1968 جایزه نوبل شیمی را دریافت‌کرد. <ref>{{cite doi|10.1063/1.3037438}}</ref> هم‌چنین علاوه‌ بر آزمایشگاه‌های جوسایا ویلارد گیبس و استادیاری جوسایا ویلارد گیبس در ریاضیات، ییل میزبان دو گردهمایی مختص زندگی و آثار گیبس، یکی در سال 1989 و دیگری در صدمین سال درگذشت گیبس درسال 2003 برگزار‌کرد. <ref>{{cite journal |year=2003 |title=Forum News |journal=History of Physics Newsletter |volume=8 |issue=6 |page=3| url=http://www.aps.org/units/fhp/newsletters/upload/february03.pdf}}</ref> دانشگاه راتگرز در طی مراسمی که در سال 2014 و توسط برنارد کولمن برگزارشد، مقام استادی ترمومکانیک را به جوسایا ویلارد گیبس اعطاکرد. <ref>{{cite web |url=http://www.mechanics.rutgers.edu/BDC.html |title=Faculty webpage | last = Coleman | first = Bernard D |date= |work= |publisher=Rutgers University, Dept. of Mechanics and Materials Science |accessdate= 24 Jan 2014}}</ref>

در سال 1950 گیبس به‌ عنوان تالار مشاهیر بزرگ آمریکایی انتخاب ‌شد. <ref name="HallofFame">{{cite web |url=http://www.medalcollectors.org/Guides/HFGA/HFGA.html |title=The Hall of Fame for Great Americans at New York University | last = Johnson | first = D. Wayne |date= |publisher=Medal Collectors of America |accessdate=16 Jun 2012}}</ref> ادوارد گوگنهایم در سال 1933نماد G را برای انرژی آزاد گیبس در نظرگرفت، و در سال 1966 توسط [[درک تر هال]] مورد استفاده واقع شد. <ref name="ship">{{cite web |url=http://www.history.navy.mil/danfs/s4/san_carlos.htm |title=San Carlos |author= |date= |work=Dictionary of American Naval Fighting Ships |publisher=Naval History and Heritage Command |accessdate=16 Jun 2012}}</ref> این نماد امروزه تبدیل به یک نماد بین‌ المللی شده، و توسط [[آیوپاک]] تایید شده‌است. <ref name="IUPAC-G">{{cite doi |10.1351/goldbook.G02629}}</ref> درسال 1960، ویلیام جیاک نام "gibbs" (به‌طور‌مختصر gbs) را برای نماد واحد آنتروپی، [[کالری]] / [[کلوین]] <ref name="Giauque-unit">{{cite doi |10.1021/ja01486a014}}</ref> پیشنهادکرد، اما چندان مورد استفاده قرار نگرفت و نماد [[ژول]] /کلوین نام خاصی را در [[دستگاه بین‌المللی یکاها]] به ‌خود اختصاص نداد.

===ادبیات===
در سال 1909، رمان‌نویس و تاریخ‌نگار [[هنری آدامز]] مقاله‌ای را با این‌ عنوان به‌پایان رسانید "قواعد فازها درتاریخ"، که درآن قاعده فازی گیبس و دیگر جنبه‌های ترمودینامیک در خصوص یک تئوری جامع درمورد تاریخ بشریت را به ‌کار برد. [[ویلیام جیمز]] ، هنری بومستد و دیگران از درک ضعیف آدامز از جنبه‌های علمی که او به ‌کار برده ‌بود انتقاد کردند و به انتقاد از برنامه خودسرانه او در استفاده از این مفاهیم به‌عنوان استعاره‌ای برای تکامل فکری جوامع انسانی، پرداختند. <ref name="Mindel-Adams">{{cite jstor|2708401}}</ref> این اثر مدت‌ها منتشر نشد تا اینکه پس ‌از مرگش در کتاب تخریب در دگم دموکرات که توسط برادر جوان‌ترش [[بروکس آدامز]] تالیف و ویرایش شده ‌بود، به‌چاپ‌رسید. <ref name="Degradation">{{cite book |title=The Degradation of the Democratic Dogma |last=Adams |first=Henry |authorlink=Henry Adams |editor-last = Adams |editor-first = Brooks |year=1919 |publisher=Macmillan |location=New York |page= |pages= |url=http://archive.org/details/thedegradationof00adamuoft |accessdate=5 May 2012}}</ref>

[[پرونده: Fortune June 1946.jpg|بندانگشتی|تصویر روی‌جلد [[مجله فرچون]] در ژوئن 1946، توسط آرتور لیدو، که سطح ترمودینامیک آب و فرمول گیبس برای قاعده فازی را نشان می‌دهد.]]

در سال 1930، شاعر فمینیست ، [[موریل روکیسر]] به گیبس علاقه‌مند شد و یک شعربلند در وصف زندگی و فعالیت‌هایش ("گیبس" چاپ درسال1939) و یک زندگی‌نامه طولانی برای او نوشت. (ویلارد گیبس، 1942) <ref name="Gander-Lives">{{cite book |title=Muriel Rukeyser and Documentary: The Poetics of Connection |last=Gander |first=Catherine |chapter=The Lives |year=2013 |publisher=Edinburgh University Press |location=Edinburgh |pages=73–120 |isbn= 978-0-7486-7053-6}}</ref>

در سال 1946، [[مجله فرچون]] داستانی از "علوم‌پایه" را به ‌تصویر ‌کشید که در آن [[سطح ترمودینامیک ماکسول]] را بازنمایی کرده که ماکسول براساس طرح پیشنهادی گیبس ایجاد کرده ‌بود. روکیسر این سطح را "مجسمه آب" نامید<ref>Rukeyser 1988, p. 203</ref> مجله "خلقت انتزاعی از یک دانشمند بزرگ آمریکایی را مشاهده‌ کرد که خود را آشنا به نماد اشکال هنری معاصر می‌دانست".<ref name="Fortune">{{cite journal |year=1946 |title=The Great Science Debate |journal=[[Fortune (magazine)|Fortune]] |volume=33 |issue=6 |page=117}}</ref> اثر هنری توسط آرتور لیدو نیز، عبارت ریاضی از قاعده فاز مخلوط ناهمگن گیبس را در برمی‌گرفت، که همچون صفحه [[رادار]] ، یک موج [[اسیلوسکوپ]] ، سیب [[اسحاق نیوتن]] ، و تفسیری جزئی از نمودار یک فاز سه ‌بعدی بود. <ref name="Fortune" />

رالف گیبس وان نام، خواهرزاده گیبس، که استاد فیزیک شیمی در ییل بود، از بیوگرافی روکیسر به‌دلیل عدم وجود فعالیت‌های علمی در این بیوگرافی ناراحت‌بود. وان نام برگه‌های خانوادگی را نگه‌داشت و پس‌ از انتشار کتاب او در سال 1942، او تلاش‌ کرد تا شاگردان سابق گیبس را تشویق به‌ نوشتن یک بیوگرافی جدید کنند. <ref name="family-papers">{{cite web |url=http://drs.library.yale.edu:8083/HLTransformer/HLTransServlet?stylename=yul.ead2002.xhtml.xsl&pid=beinecke:gibbs&query=&clear-stylesheet-cache=yes&hlon=yes&big=&adv=&filter=&hitPageStart=&sortFields=&view=all |title=Guide to the Gibbs-Van Name Papers |last = Holeman | first = Heather L. |year = 1986 | publisher=Yale University Library |accessdate = 2013-01-18}}</ref> طرز نگرش روکسیر به ‌گیبس به ‌شدت توسط شاگرد سابق گیبس، ادوین ویلسون نقد شد. <ref name="Wilson-rev1">{{cite journal | last=Wilson |first=Edwin B. |authorlink=Edwin Bidwell Wilson |year=1944 |title=Willard Gibbs |journal=Science |volume=99 |issue=2576 |pages=386–389 |doi=10.1126/science.99.2576.386 |jstor=1669456|bibcode = 1944Sci....99..386R }}</ref> با تلاش‌های وان‌ نام و ویلسون سرانجام لیند ویلر، درسال 1951 زندگی‌نامه‌جدیدی از گیبس را منتشر کردند. <ref name="Wheeler-preface">Wheeler 1998, pp.&nbsp;ix–xiii</ref><ref name="Wilson-rev2">{{cite jstor|27826371}}</ref>

هر دو زندگی‌نامه توسط گیبس و روکسیر، به‌طور برجسته‌ای در مجموعه‌شعری شمال حقیقی(1997) توسط [[استفانی استریکلند]] دریک‌جا جمع‌آوری وبه‌چاپ رسید. <ref name="Strickland">{{cite book |title=True North |last=Strickland |first=Stephanie |authorlink=Stephanie Strickland |year=1997 |publisher=University of Notre Dame Press |location=Notre Dame, IN |isbn= 978-0-268-01899-3}}</ref> دربخش داستان نیز، گیبس در نقش کیت تراورس استاد، در رمان مخالف روز (2006) اثر [[توماس پینچن]] ظاهرشد. <ref name="Pynchon">{{cite book |title=Against the Day |last=Pynchon |first=Thomas |authorlink=Thomas Pynchon |year=2006 |publisher=Penguin |location=New York |isbn= 978-1-59420-120-2}}</ref>

===تمبریادبود گیبس(2005)===
در سال 2005، [[خدمات پستی ایالات متحده آمریکا]] سری [[تمبر]] دانشمندان آمریکایی را که توسط [[ویکتور استبین]] طراحی‌ شده ‌بود منتشر ساخت که گیبس، [[جان فون نویمان]] ، [[باربارا مک‌کلینتوک]] و [[ریچارد فاینمن]] را به ‌تصویر می‌کشید. مراسم [[تمبر روز نخست]] برای این سری در 4می در سالن لوس دانشگاه ییل توسط [[جان ماربورگر]] برگزارشد، که درآن از [[ریچارد لوین]] رئیس دانشگاه ییل و مشاور علمی رئیس‌جمهور ایالات‌متحده، و از خانواده دانشمندان تقدیرشد که فیزیک‌دان، جان ویلارد گیبس، از عموزادگان دور گیبس نیز مشمول تقدیر به ‌عمل آمد. <ref name="stamp-issue">{{cite news |title=Yale scientist featured in new stamp series |url=http://www.yale.edu/opa/arc-ybc/v33.n29/story3.html |newspaper=Yale Bulletin & Calendar |date=20 May 2005 | volume= 33| number=28| accessdate=30 Nov 2012}}</ref>

کنث آر. جولز، استاد مهندسی شیمی در [[دانشگاه ایالتی آیووا]] و متخصص در طرح‌های گرافیکی، در طراحی تمبر یادبود گیبس مشاوره و همفکری کرد. ref name="Jolls-stamp">{{cite news |title=Iowa State Chemical Engineer Drives Issue of New Stamp Honoring Father of Thermodynamics |url=http://www.eng.iastate.edu/coe/feature/jolls.asp |newspaper=College Feature, Iowa State University, College of Engineering |year=2004 |accessdate=17 Nov 2012}}</ref><ref name="ISU-stamp">{{cite news |title=ISU professor helps develop postage stamp honoring noted scientist |first= Annette |last= Hacker |url=http://www.public.iastate.edu/~nscentral/news/04/nov/stamp.shtml |newspaper=News Service, Iowa State University |date=11 Nov 2004 |accessdate=17 Nov 2012}}</ref><ref name="chem-eng-stamp">{{cite journal |last1= |first1= |last2= |first2= |year=2005 |title=Postal Service Pays Homage to Josiah Willard Gibbs |journal=Chemical Engineering Progress |volume=101 |issue=7 |page=57}}</ref> تمبر گیبس را به‌عنوان یک ترمودینامیک‌دان نشان‌می‌دهد و یک نمودار از نسخه چهارم تئوری گرمای ماکسول را به ‌تصویر می‌کشد که سطح ترمودینامیک آب گیبس را مصور می‌سازد. <ref name="ISU-stamp" /><ref name="chem-eng-stamp" /> [[میکروچاپ]] از چهره گیبس برروی [[یقه]] معادله ریاضی را به ‌تصویر می‌کشد که او برای تغییر انرژی یک ماده از لحاظ آنتروپی و متغیرهای دیگر حالت به ‌کار برده ‌بود. <ref name="Spakovszky-stamp">{{cite journal |last=Spakovszky |first= Zoltan |year=2005 |title=Stamp of Authenticity |journal=ASME Mechanical Engineering |volume=128 |issue=4 |page=7 |url=http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/figures/MechEng-4-2006-Gibbs.pdf}}</ref>


== جستارهای وابسته ==
== جستارهای وابسته ==

نسخهٔ ‏۳۰ اکتبر ۲۰۱۴، ساعت ۱۰:۵۳

جوسایا ویلارد گیبس
زادهٔ۱۱ فوریه ۱۸۳۹
نيوهيون, کانتیکت
درگذشت۲۸ آوریل ۱۹۰۳
نيوهيون, کانتیکت
ملیتایالات متحده آمریکا آمریکایی
محل تحصیلدانشگاه ییل
شناخته‌شده برایپدر شیمی‌فیزیک
آنتالپی
انرژی آزاد گیبس
انتروپی آماری
پدیده گیبس
قانون فازی گیبس
جایزه(ها)مدال کاپلی (۱۹۰۱)
پیشینه علمی
شاخه(ها)ریاضیات, شیمی‌فیزیک

جوسایا ویلارد گیبس (11فوریه، 1839- 28آوریل، 1903) محقق‌ و دانشمند آمریکایی که مقالات‌ تئوریک فراوانی در ‌زمینه‌های شیمی، فیزیک و ریاضی ارائه‌کرد. تحقیقات‌ وی در زمینه ترمودینامیک تاثیر به‌سزایی در تبدیل شیمی فیزیک به‌ یک علم دقیق ‌استنتاجی داشت. او به‌همراه جیمز کلرک ماکسول و لودویگ بولتزمان ، مکانیک آماری را ایجاد ‌کرد، که قوانین ترمودینامیک ‌را به‌ عنوان پیامدهای گروه آماری ذرات معرفی‌نمود. گیبس، هم‌چنین برروی معادلات ماکسول نیز کارکرد تا مشکلات و ایرادات نورشناسی فیزیکی را حل ‌کند. او به‌عنوان ریاضی‌دان، حساب برداری را ابداع کرد. (این فرآیند به‌صورت مستقل‌از محقق انگلیسی اولیور هویساید که هم‌زمان ‌بر روی این پروژه کار‌می‌کرد، انجام‌شد. )

در سال 1863، دانشگاه ییل پی‌اچ‌دی در زمینه مهندسی را به گیبس به‌عنوان نخستین آمریکایی اهدا‌کرد. پس‌از3سال اقامت ‌موقت در اروپا، گیبس به‌فعالیت‌ خود در دانشگاه ییل ادامه داد، و از سال 1871 تا زمان مرگش به تدریس فیزیک ریاضی پرداخت. او به‌عنوان نخستین محقق‌نظری در آمریکا شناخته‌شد که به شهرت ‌جهانی دست‌یافت، و توسط آلبرت اینشتین، "مغز متفکر تاریخ آمریکا" لقب‌گرفت. [۱] درسال1901، گیبس، "به ‌دلیل خدماتش به فیزیک ‌ریاضی"،[۱] به بزرگترین‌افتخار علمی درسطح بین‌المللی ، یعنی مدال کوپلی از انجمن سلطنتی لندن دست‌یافت. [۲]

مفسران‌ و زندگینامه‌نویسان، از تضاد‌ موجود در رفتار، و انزوای او در مقابل قرن انگلستان‌جدید و تاثیرات ایده‌های وی در سطح‌ جهانی سخن‌می‌گویند. درنتیجه بیشتر‌آثارش به صورت تئوری‌هستند، ارزش واقعی کارهای گیبس، در پیشرفت‌های بارز صنعت ‌شیمی در اوایل قرن 20 مشاهده‌ می‌شود. رابرت میلیکان بیان ‌می‌کند که گیبس همان‌ کاری را برای مکانیک آماری و ترمودینامیک انجام داد‌ که، لاپلاس برای مکانیک‌هوایی، و ماکسول برای الکترودینامیک انجام‌دادند، و زمینه تخصصی‌ خود را از نظر ساختار‌ نظری تکمیل نمود. [۳]

زندگی‌نامه

پیشینه‌خانوادگی

گیبس وابسته‌ به خاندان سنتی یانکی بود که از قرن 17ام به بعد روحانیون ‌و دانشگاهیان ممتاز و برجسته آمریکا از این نسل ‌بودند. او چهارمین فرزند‌ خانواده و تنها پسر جوسایا ویلارد گیبس و همسرش ماری ‌آنا و اسم‌ اصلیش وان کلو بود. از طرف ‌خانواده ‌پدری از نوادگان ساموئل ویلارد ، که ازسال1701 تاسال1707 رئیس دانشگاه ‌هاروارد بود، می‌باشد. و از طرف ‌مادری یکی ‌از نوادگانش است. جاناتان دیکنسون ، نخستین رئیس دانشگاه نیوجرسی(که ‌بعدها تبدیل به دانشگاه پرینستون شد) نام‌ خانوادگی گیبس را به‌ او داد، که او نیز از این نام برای بیشتر اعضای‌ خانواده‌ش استفاده ‌کرد. این نام از جدشان، جوسایا ویلارد که درقرن18 وزیر ایالت ماساچوست بود به‌ آنان ارث رسیده‌بود. [۴]

خانواده و هم‌دانشگاهیان گیبس او را با نام "جوسایا" می‌شناختند، درحالی که‌ پسرش "ویلیارد" نامیده‌ می‌شد. [۵] جوسایا ‌گیبس زبان‌شناس و متخصص الهیات بود، از سال 1824 تا زمان ‌مرگش درسال1861 در دانشکده الهیات دانشگاه ییل به تدریس الهیات مشغول‌بود. امروزه بیشتر‌ از او با عنوان طرفدار ‌الغای برده‌داری یاد ‌می‌شود ، چراکه نقش مترجم را به‌ هنگام رسیدن کشتی ‌آمیستاد بر عهده ‌داشت، و آنان را به ‌هنگام شهادت در دادگاه یاری‌ می‌کرد تا انقلابشان ‌را علیه برده‌ داری به ‌ثمر برسانند. [۶]

دوران نوجوانی و جوانی

ویلارد ‌گیبس به ‌هنگام تحصیل، در حدود سال1855

ویلارد گیبس در مدرسه هاپکینس درس‌ خوانده و در سال 1854 درسن15سالگی وارد کالج ییل شد. او در سال 1858با معدل بالا فارغ‌ التحصیل شده، و به‌ خاطر نبوغش در ریاضیات و لاتین بارها تشویق ‌شده ‌بود. [۷] او چند سال به‌صورت فارغ‌التحصیل در مدرسه علمی شفیلد باقی‌ماند. در سن 19 سالگی، پس ‌از فارغ‌التحصیلی از کالج، گیبس به آکادمی کانکتیکت علوم و هنر ملحق‌شد، موسسه‌ای که بیشتر اعضایش از استادان دانشگاه ییل ‌بودند. [۸]

تعدادی کمی از پرونده‌ها از آن دوره باقی‌مانده، و بازسازی آثار و کارهای اولیه گیبس سخت به ‌نظر ‌می‌رسد. [۹] از دیدگاه زندگی‌نامه ‌نویسان، مربی‌ و قهرمان گیبس چه در ییل و چه در آکادمی کانکتیکت، به احتمال‌ فراوان، ستاره‌شناس و ریاضی‌دان هوبرت آنسون نیوتون بود، که نقشی پیشرو در مطالعات شهاب‌وار را بر عهده‌ داشت، و دوست ‌مادام‌العمر و محرم اسرار گیبس بود. [۸][۹] پس ‌از مرگ ‌پدرش در سال 1861، گیبس به ‌اندازه‌ای از پدرش ارث برد که از لحاظ مالی، بی‌نیاز شد. [۱۰]

مشکلات مکرر ریوی به‌ سراغ گیبس جوان آمد و پزشکان را به‌ این ‌فکر انداخت که احتمالا او نیز به بیماری سل مبتلا‌ گشته ، چرا‌ که این بیماری مادرش را نیز از پا در آورده‌بود. [۹] او همچنین از بیماری آستیگماتیسم رنج‌ می‌برد، که در آن ‌زمان علم چشم‌پزشکی از درمان این بیماری اطلاع چندانی‌ نداشند، باید خود را معاینه ‌کرده و به تشخیص خودش از لنز استفاده ‌می‌کرد. [۱۱][۱۲] بعدها او از عینک برای خواندن و کارهای مرتبط ‌استفاده ‌می‌کرد، [۱۱] وضع‌ جسمانی حساس گیبس و بینایی ضعیفش او را از پیوستن داوطلبانه به جنگ ‌داخلی آمریکا بین سال‌های 1861-1865 بازداشت. [۱۳] او به‌ خدمت سربازی نرفت و در مدت جنگ در ییل باقی‌ماند. [۱۴]

گیبس در زمان تدریس در ییل [۱۵]

درسال1863 گیبس، نخستین پی‌اچ‌دی مهندسی در آمریکا را به‌ دست‌ آورد، این دکترا به ‌سبب مقاله ‌وی باعنوان "شکل دندانه چرخ‌ها در خار چرخ‌دنده‌ خودرو" بود که ‌درآن او از تکنیک‌های هندسی برای طراحی‌ بهینه چرخ‌دنده ها استفاده‌کرده‌ بود. [۱۶] هم‌چنین این پنجمین پی‌اچ‌دی اعطا‌شده در ایالات متحده‌بود. [۱۶] او پس‌از فارغ‌التحصیلی به‌مدت سه‌سال در کالج به‌تدریس مشغول‌شد. در دو سال اول، او به تدریس لاتین پرداخت و در سال سوم به ‌تدریس "فلسفه طبیعی"(همچون فیزیک) مشغول‌شد. [۴] درسال1866 طرح ترمز قطار را ثبت ‌اختراع نمود [۱۷] و پیش از آکادمی کانکتیکت مقاله‌ای با‌عنوان "مقدار مناسب واحد طول" ارائه‌کرد که درآن طرحی برای توجیه‌منطقی سیستم اندازه‌گیری مورد استفاده در مکانیک پیشنهاد‌ نمود. [۱۸]

پس‌از پایان دوره‌تدریس، گیبس به‌ همراه خواهرانش به ‌اروپا سفر ‌کرد. آنان زمستان 67-1866 را در پاریس گذراندند، و گیبس در دانشگاه‌ سوربون پاریس و کلژ دوفرانس در چندین سخنرانی حضور یافت، که درآن دانشمندان برجسته ریاضی همچون جوزف لیوویل و میشل شال مقاله‌های خود را ارائه می‌کردند. [۱۹] پس‌از به‌عهده‌گرفتن نظام‌ تنبیهی تدریس، او دچار سرماخوردگی شدیدی شد، و دکترش از بیم بیماری‌سل، به او توصیه‌کرد تا در ریوریای فرانسه ، جایی ‌که او و خواهرانش چندین ماه را درآنجا سپری ‌کرده ‌بودند و او دوران بهبودیش را درآنجا گذرانده ‌بود، به‌استراحت بپردازد. [۲۰]

او پس ‌از نقل‌ مکان به برلین در سخنرانی‌هایی که توسط ریاضی‌دانانی چون کارل وایرشتراس و لئوپولد کرونکر و شیمی‌دان هاینریش گوستاو ماگنوس برگزار ‌می‌شد، حضوریافت. [۲۱] درآگوست 1867، ژولیا، خواهر گیبس، در برلین با آدیسون وان نام که در ییل همکلاسی گیبس بود، ازدواج‌کرد. آن‌دو پس ‌از ازدواج، گیبس و خواهر دیگرش آنا را در آلمان رها‌ کرده و به نیوهاون بازگشتند. [۲۲] در دانشگاه هایدلبرگ با کارهای فیزیک‌دانان گوستاو کیرشهف و هرمان فون هلمهولتز و شیمی‌دان روبرت بونزن آشنا شد. در همان ‌زمان، آکادمی آلمان در علوم ‌طبیعی علی‌ الخصوص شیمی و ترمودینامیک پیشرو شد. [۲۳]

در ژوئن سال1869، گیبس به ییل بازگشت و به‌طور مختصری به‌تدریس زبان فرانسه به دانشجویان مهندسی پرداخت. [۲۴] دراین زمان بود که، او برروی آخرین اختراع خود در زمینه مهندسی مکانیک، یعنی طرح جدید گاورنر موتور بخار کار‌ می‌کرد. [۲۵][۲۶] درسال1871 او به‌نخستین عنوان پروفسوری در ایالات‌متحده دست‌یافت و به سمت پروفسور ‌فیزیک ریاضی در ییل منسوب ‌شد. گیبس که ازلحاظ مالی بی‌نیاز بود، به صورت انحصاری و بدون پرداخت دستمزد برای تدریس دانشجویان فارغ‌التحصیل استخدام‌شد. [۲۷] تدریس بدون‌حقوق در دانشگاه‌های آلمان مرسوم بود، و سیستم تدریس آموزشی ییل، از آنان الگوبرداری شد. [۲۸]

میانسالی

طرح خط دما و فشار ماکسول، به‌هدف آماده‌سازی برای ساختن مدل ‌جامد خود براساس تعریف گیبس از سطح ترمودینامیکی برای آب (به سطح ترمودینامیک ماکسول رجوع ‌کنید.)

گیبس نخستین کتاب خود را در سال 1873 و در سن غیرمنتظره 34 سالگی منتشرکرد. [۷] مقالات‌وی در نمایش هندسی مقادیر ترمودینامیکی در معاملات آکادمی کانکتیکت ظاهرشدند. این مقاله برای خوانندگان اندکی قابل‌فهم ‌بود، ولی او چاپ مجدد اثرش را به همراه روزنامه‌نگاران اروپایی گسترش‌داد و جواب‌های مشتاقانه‌ای از جیمز کلرک ماکسول در دانشگاه کمبریج دریافت‌نمود. ماکسول هم‌چنین با دستان‌ خودش، مدل خاک‌رس ساختار‌گیبس را به‌وجودآورد. سپس سه قالب‌گچی از مدل‌خود را ایجاد‌کرده و یکی از آنان را به گیبس فرستاد. این قالب هم‌اکنون نیز در دپارتمان فیزیک ییل درمعرض دید عموم قراردارد. [۲۹]

ماکسول هم‌چنین بخشی به کتاب بعدی گیبس یعنی تئوری گرما اضافه کرد که درسال 1875به‌چاپ رسید. او کارایی روش گرافیکی گیبس در مقاله‌ای که برای جامعه شیمی لندن نوشته‌بود تشریح‌کرد و درمقاله "نمودارها"ی خود بیان داشت که او آن‌را برای دانشنامه بریتانیکا نوشته‌است. [۳۰] چشم‌انداز همکاری بین او و گیبس با مرگ زودهنگام ماکسول درسن48سالگی درسال1879 از هم گسست. بعدها لطیفه‌ای در نیوهاون گسترش یافت که" تنها یک مرد بود‌ که آثار گیبس را درک‌می‌کرد. آن‌مرد ماکسول بود و اکنون مرده ‌است. " [۳۱]

بعدها گیبس آنالیز ترمودینامیک خود را به سیستم‌های شیمیایی چندمرحله‌ای گسترش‌داد(برای مثال، سیستم‌های تشکیل‌یافته از چند ماده) و انواع برنامه‌های کاربردی را برروی بتن درنظرگرفت. او این تحقیق را در مقاله‌اش، "در تعادلی از مواد ناهمگن" نامید و توسط آکادمی کانکتیکت در دوبخش انتشاریافته و به‌ ترتیب در سال‌های 1875و1878 توزیع‌شد. این اثر، که تقریبا 300 صفحه و به‌ طور دقیق 700 معادله ریاضی ‌را دربرداشت [۳۲] با نقل‌ قولی از رودلف کلاوزیوس که بعدها قوانین ترمودینامیک اول و دوم نامیده‌شد آغاز می‌شود: «انرژی جهان ثابت است. آنتروپی جهان به سمت ماکسیموم تمایل دارد.» [۳۳]

گیبس در مقاله‌خود با دقت و به صورت استادانه تکنیک‌های ترمودینامیکی خود را در تفسیر پدیده‌های فیزیکی و شیمیایی به‌ کار ‌برد و آنچه را که قبلا توده‌ای از حقایق و مشاهدات بوده توضیح‌داد. [۳۴] این اثر با عنوان "اصول ریاضی فلسفه طبیعی ترمودینامیک" و اثری با" دامنه عملا نامحدود" توصیف شده‌است. [۳۲] ویلهلم اوستوالد که مقاله گیبس را به‌ آلمانی ترجمه‌کرد، گیبس را "پدر انرژی شیمیایی" نامید. [۳۵] باتوجه به نظر منتقدان امروزی،

انتشار این اثر در سطح جهانی به‌عنوان مهم‌ترین رویداد تاریخ شیمی شناخته‌می‌شود... علیرغم اینکه شناخته‌شدن این اثر چندین‌سال طول‌کشید، و دلیل آن شکل ریاضی پیچیده‌ و فرآیندهای استنتاجی دقیق آن بود که حتی فهم آن‌ برای دانشجویان شیمی خودش نیز سخت بود.

— جی. جی. اوکانر و ای. اف. رابرتسون، 1997 [۷]

گیبس تا سال1880 بدون دریافت دستمزد فعالیت می‌کرد، تا اینکه دانشگاه جانز هاپکینز در بالتیمور به او دستمزد سالیانه 3000 دلار را پیشنهاد‌کرد. در پاسخ، ییل به او دستمزد سالانه 2000دلار را پیشنهاد نمود، که راضی به قبول این پیشنهاد‌ شد. [۳۶]

اواخر عمر

آزمایشگاه فیزیک اسلون ییل، که در فاصله سال‌های 1882 تا1931 در مکان کنونی کالج جاناتان ادوارد قرار داشت. دفتر گیبس در طبقه دوم ودرسمت راست برج در تصویر قرار داشت. [۳۷]

از سال 1880تا 1884، گیبس برروی جبر بیرونی از هرمان گراسمان و تبدیل آن به حساب برداری کار می‌کرد تا استفاده از آن را برای فیزیک‌دانان آسان سازد. گیبس بادرنظرداشتن این موضوع، ضرب داخلی و ضرب خارجی را از هم ‌جدا ‌کرد و بحث دوتایی را مطرح‌ساخت. این طرح به‌صورت مستقل توسط چند فرد دیگر نیز پیگیری می‌شد و به‌صورت هم‌زمان با گیبس الیور هویساید ریاضی فیزیک‌دان انگلیسی نیز برروی این‌ طرح کار می‌کرد. گیبس به ‌دنبال این بود تا دیگر فیزیک‌دانان را متقاعد سازد تا روش برداری را بر روش حساب چهارگان ویلیام همیلتون تطبیق دهد، و بعدها این روش توسط دانشمندان انگلیسی نیز استفاده‌ شد. این موضوع سبب مشاجره بین او و پیتر تیت و دیگران در صفحات مجله نیچر گشت. [۴]

مقاله گیبس در ارتباط با حساب برداری درابتدا فقط برای استفاده دانش‌آموزانش در بین سال‌های 1881و1884 منتشر می‌شد، ولی بعدها توسط ادوین بیدول ویلسون به کتابی با عنوان آنالیز برداری انتقال‌ یافته و در سال 1901 منتشرشد. [۴] این کتاب به گسترش نماد عملگر دل که امروزه در الکترودینامیک و مکانیک شاره‌ها کاربرد دارد، کمک ‌کرد. او در دیگر آثار ریاضی خود، پدیده گیبس را در تئوری سری فوریه بازیابی نمود (که تا ‌آن زمان برای او و دیگر محققان ناشناخته بود، پنجاه سال ‌قبل توسط ریاضی‌دان انگلیسی هنری ویلبراهام کشف‌شده‌بود). [۳۸]

عملکرد انتگرال مثلثاتی که با پدیده گیبس برای سری فوریه و تابع پله‌ای هویساید مرتبط بود.

از سال 1882تا سال 1889 گیبس پنج‌مقاله در مورد نورشناسی فیزیکی نوشت که درآن انکسار مزدوج و دیگر پدیده‌های نوری را موردبررسی قرار داد واز تئوری الکترومغناطیسی نور ماکسول درمقابل تئوری‌های مکانیک ویلیام تامسون دفاع‌کرد. [۴] دراین اثر، گیبس از ساختار میکروسکوپی ماده چشم‌پوشی کرد، [۳۹] که سبب ایجاد دیدگاهی عاقلانه درمورد تحول انقلابی مکانیک کوانتومی شد که در زمان مرگش کم‌کم پدیدار می‌گشت. [۴۰]

گیبس واژه مکانیک آماری را ابداع‌کرد و ازاین کلیدواژه در توصیف ریاضی سیستم‌های فیزیکی، شامل پتانسیل شیمیایی (1876)، فیزیک ریاضی (1878) و فضای فاز (1902) استفاده‌کرد. [۴۱][۴۲] استخراج گیبس از قوانین پدیدارشناختی ترمودینامیک از خواص آماری سیستم‌های با ذرات فراوان، در کتابی بسیارتاثیر‌گذار باعنوان اصول ابتدایی مکانیک آماری مطرح شد، که یک‌سال پیش‌از مرگ وی، درسال1902 منتشرشد. [۴۱]

بازنشستگی شخصیتی گیبس و تمرکز شدید وی در کار‌ خود، دسترسی دانشجویان به‌او را محدود ساخت. شاگرد اصلی او، ادوین بیدول ویلسون بود که با این‌وجود اعلام داشت که "به ‌جز کلاس، او را بسیار کم می‌دیدم. [۴۳] گیبس استاد راهنمای پایان‌نامه دکترای ایروینگ فیشر در زمینه اقتصاد ریاضی در سال 1891 بود. [۴۴] پس‌از مرگ گیبس، فیشر برروی انتشار مجموعه‌آثار وی سرمایه‌گذاری‌کرد. [۴۵] از دیگر شاگردان برجسته وی می‌توان به لی دی فارست اشاره‌کرد که بعدها از پایه‌گذاران تکنولوژی رادیو شد. [۴۶]

گیبس در 28آوریل 1903، و در سن 64سالگی براثر بیماری انسداد حاد‌ روده جان‌سپرد. [۴۳] مراسم تدفین وی، دو روز بعد و در منزل شخصی او در پلاک 121های استریت برگزار [۴۷] و جسد وی در قبرستان گرو استریت به خاک‌سپرده‌شد. [۴۸] درماه مه، مراسم یادبودی در آزمایشگاه اسلون برگزار شد. فیزیک‌دان برجسته انگلیسی جوزف جان تامسون نیز در این مراسم حضورداشت. [۴۹]

زندگی شخصی و شخصیت

تصویر‌گرفته‌شده درحدود سال1895. با استناد به شاگرد گیبس، لیند ویلر، تصویر موجود بیانگر مهربانی همیشگی گیبس می‌باشد. [۵۰]

گیبس هیچگاه ازدواج نکرد، و در خانه کودکی خود به ‌همراه خواهرش جولیا وهمسرش آدیسون وان نام، که مسئول کتابخانه ییل بود، زندگی می‌کرد. به‌جز تعطیلات تابستانی مرسوم که در کوهستان آدیرونداکس و بعدها در کوهستان سفید می‌گذراند [۵۱]، اقامت در اروپا بین سال‌های 69-1866 تنها سفر بیرون از نیوهاون او بود. [۴] گیبس در سال اول ورود به ییل، به کلیسای کالج پیوست [۵۱][۵۲] و تا اواخر عمر همیشه حضوری فعال‌داشت. [۵۳] او درانتخابات ریاست‌جمهوری به نامزد حزب جمهوری‌خواه ایالات متحده آمریکا رای‌داد ولی بعدها از استیون گراور کلیولند که از حزب دموکرات ایالات متحده ‌آمریکا بود حمایت‌کرد. [۵۴] این درحالی‌بود که اطلاعاتی کمی از عقاید و باورهای سیاسی و مذهبی او وجود داشت، و او آن‌ها را مخفی می‌داشت. [۵۳]

گیبس نامه‌های شخصی چندانی نمی‌نوشت و از آن‌هایی که موجود بودند، بسیاری گم شده یا از بین ‌رفته‌اند. [۵۵] علاوه ‌بر نوشته‌های مربوط به تحقیقاتش، تنها دو اثر مکتوب دیگر داشت: آگهی درگذشت کوتاهی برای رودولف کلازیوس، که یکی از پایه‌گذاران تئوری ریاضی ترمودینامیک بود، و دیگری دفترخاطراتی از شرح‌حال استاد خود، اچ. ای. نیوتون، در ییل بود. [۵۶] از دیدگاه ادوارد بیدول ویلسون،

گیبس نه شهرت‌ شخصی را تبلیغ می‌کرد و نه مبلغی برای علم بود؛ او محقق بود، نهالی که از یک خانواده محقق برآمده‌بود، در روزهایی زندگی می‌کرد که هنوز تحقیق به معنای واقعی شکل‌ نگرفته ‌بود. . . گیبس دمدمی مزاج نبود، شیوه برجسته‌ای نداشت، مردی مهربان و باوقار بود.

— ای. بی. ویلسون، 1931 [۴۳]

بااستناد به لیند ویلر که دانشجوی گیبس در ییل بود، در اواخر عمر، بسیار شیک لباس می‌پوشید،

معمولا در خیابان کلاه پشمی برسر می‌گذاشت و هیچ‌وقت رفتار فیزیکی غیرعادی جدا از نبوغش از او دیده‌نشد. رفتارش صمیمی‌اش، ولی به‌ دور از حرارت و علاقه شدید بود و به‌وضوح صداقت و سادگی ذاتیش در طبیعت او مشهود می‌شد.

— لیند ویلر، 1951 [۵۰]

او سرمایه‌گذار و مدیر مالی محتاطی بود، و درهنگام مرگش در سال 1903، سرمایه‌اش در حدود 100000 دلار بود. [۵۱] سال‌ها او به‌عنوان امانت‌دار، منشی وخزانه‌دار محیط تحصیلش، مدرسه هاپکینس خدمت‌کرد. [۵۷] چستر آلن آرتور رییس‌جمهور آمریکا او را به عنوان مقام‌عالی رتبه به کنفرانس ملی متخصصین برق که در سپتامبر سال1884 در فیلادلفیا برگزار می‌شد فرستاد، و گیبس ریاست یکی‌از جلسات را برعهده‌ داشت. [۵۱] به‌عنوان یک اسب‌سوار مشتاق و ماهر [۵۸]، گیبس بارها در نیو‌هاون، درحال راندن کالسکه خواهرش دیده‌شد. [۵۹] در آگهی درگذشتی که در مجله علمی آمریکا منتشرشد، از هنری اندریوس بومستد شاگرد سابق گیبس به شخصیت فردی گیبس اشاره‌شد.

متواضع در رفتار، خوش‌مشرب ‌بودن و مهربانی در هنگام برخورد با زیردستان، نشان‌ندادن بی‌صبری یا آزردگی، رفتاری عاری‌از جاه‌طلبی‌های ‌شخصی، و یا کوچکترین تمایل به‌ خود‌برتر‌بینی، سبب‌شد تا او به ‌سمت ایده‌آلی از عدم‌خودخواهی رفته و تبدیل به یک نجیب‌زاده مسیحی‌ شود. در نظر کسانی که‌ او را می‌شناختند، بزرگی دستاوردهای فکری او زمانی مشخص‌ بود که هرگز زیبایی و عزت نفس در زندگی او را تحت ‌الشعاع قرار ‌نداد.

— اچ. ای. بومستد، 1903 [۴]

اصلی‌ترین مشارکت‌های علمی

ترمودینامیک شیمیایی

تمثیل گرافیکی انرژی آزاد جسم، که جزو آخرین نوشته‌های گیبس درسال1873 بود. این تصویر نشانگر حجم ثابتی است که ازنقطه A عبور می‌کند و نشانگر حالت اولیه‌ جسم است. منحنی MN بیانگر بخشی ‌از "سطح انرژی ازبین‌رفته" است. منحنی‌های AD و AEنشانگر حالت ‌اولیه انرژی (ε) و آنتروپی (η) است. AB"انرژی دردسترس" (که‌ امروزه انرژی آزاد هلمولتز نامیده‌می‌شود) و AC"ظرفیت آنتروپی" است"(برای ‌مثال، مقدار آنتروپی که می‌توان بدون تغییر انرژی افزایش داد).

نوشته‌های گیبس از سال1870 نظریه انرژی ‌داخلی Uکه‌ازنظر آنتروپی تشکیل ‌یک سیستم را می‌داد، بعلاوه حالت‌های عادی و متغیر از ظرفیت، فشار V، فشار p و دمای T را شامل‌می‌شد. [۴۱] او هم‌چنین بیان‌داشت که مفهوم پتانسیل شیمیایی ازیک نوع خاص از مواد شیمیایی، به میزان افزایش Uدر ارتباط با افزایش Nاز تعدادمولکول‌های آن نوع خاص مرتبط ‌است. (دریک آنتروپی و حجم ثابت). در نتیجه این گیبس بود که با استفاده از تغییرات بی‌نهایت کوچک در انرژی سیستم، قانون اول و دوم ترمودینامیک [۴۱] را باهم ترکیب‌کرد.

که در مجموع شرط آخر برای مواد مختلف شیمیایی متفاوت‌است. با استفاده ‌از تبدیل لژاندر او جنبه‌های مختلف آنتالپی و "انرژی آزاد" را که شامل، " انرژی آزاد گیبس " نیز است، شرح‌ داد. ( پتانسیل ترمودینامیک که از زمان مشخص‌شدن عکس‌العملش در دما و فشار ثابت متفاوت ‌است مورداستفاده شیمی‌دانان قرار می‌گیرد. ) اوهم‌چنین روشی را ابداع‌ کرد که بعدها به " معادله گیبس-دوئم " معروف‌شد. [۳۴][۴۱]

مکانیک آماری

گیبس به همراه جیمز کلارک ماکسول و لودویگ بولتزمن اصطلاح "مکانیک آماری" را ابداع ‌کرد تا شاخه‌ای از فیزیک نظری را که برای احتساب خواص ترمودینامیکی سیستم با استفاده از آمار تعداد زیادی از ذرات استفاده‌می‌شود، توضیح‌دهد. اوهم‌چنین اصطلاح فضای‌ فازی را برای تشریح هنگرد میکروبندادی ، گروه کانونیکال و گروه بزرگ کانونیکال استفاده‌کرد، بنابراین او فرمول کلی‌تر از خواص آماری از سیستم‌های چند ذره‌ای از ماکسول و بولتزمن حاصل کرد که قبل ‌از او به‌دست‌آورده‌بودند. [۴۱][۴۲]

با توجه ‌به نوشته‌های آنری پوانکاره که درسال1904 نوشته‌ است، ماکسول و بولتزمن پیش‌ازاین فرآیندبرگشت‌ناپذیر از فرآیند‌های ماکروسکوپی فیزیکی را درشرایط احتمالی توضیح‌ داده ‌بودند، «کسی‌که آن را به ‌وضوح مشاهده‌کرده‌بود، در کتابی بود که بسیارکم‌خوانده‌می‌شد زیرا بسیار دشوار بود و آن کتاب گیبس، یعنی اصول اولیه مکانیک آماری، بود».[۶۰] آنالیز گیبس از فرآیند برگشت‌ناپذیر و فرمول قضیه-H بولتزمن تاثیرات مهمی بودند‌ که درابتدای قرن‌ بیستم بر ریاضی‌فیزیک وارد شدند. [۴۰][۶۱]

گیبس از کاربرد قضیه پارتیشن اجزا درسیستم‌های بزرگ ذرات کلاسیک آگاه بود و نتوانست انداز‌گیری دقیق از گرمای خالص هردو ماده جامد و گاز بیان‌کند، و او اینگونه استدلال کرد که این شواهد از خطرات اساسی ترمودینامیک در "فرضیه قانون اصلی ماده" بود. [۴۲] چارچوب خود گیبس برای مکانیک آماری به‌دقت طراحی‌شده‌بود و بیشتر آن می‌تواند پس ‌از کشف، از قوانین میکروسکوپی طبیعت و قوانین کوانتومی پیروی کند، و از آن به ‌جای قوانین کلاسیک گیبس و هم‌دوره‌های وی استفاده‌کرد. [۷] تصویر فوق "تضاد گیبس" نامیده‌شد، که درمورد آنتروپی گازهای ترکیبی کاربرد داشت و امروزه به عنوان تجسم ذرات‌ مشابه مطرح شده که نیازمند فیزیک کوانتومی است. [۶۲]

تجزیه وتحلیل برداری

نمودار نشان‌دهنده بزرگی و جهت بردارحاصل از تلاقی دوبردار، به صورت نمادین که توسط گیبس معرفی‌شد.

دانشمندان انگلیسی همچون ماکسول، بر نظریه چهارگان همیلتون اعتماد‌کردند تا دینامیک مقادیرفیزیکی را توضیح‌دهند، همچون میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی، هر دو دارای اندازه و جهت در فضای سه‌بعدی هستند. اما گیبس این‌نکته را خاطرنشان‌کرد که تولید چهارگان همیشه به دوبخش تقسیم‌می‌شود: یک مقدار تک‌بعدی و یک بردار اقلیدسی سه بعدی، بنابراین استفاده از یک چهارگان معرفی‌شد که از اشکالات و موانع ریاضی آن به‌سادگی اجتناب ‌شود و به تسهیل ‌آموزش کمک‌کند. بنابراین او پیشنهاد‌کرد که تعریف‌ متمایزی برای نقطه و محصولات متقابل برای هر دو بردار ایجاد شود و نماد مشترکی برای آنها معرفی گردد. اوهم‌چنین توسعه‌دهنده تکنیک‌های حساب برداری است که امروزه درالکترودینامیک ومکانیک سیالات استفاده‌می‌شود.

گیبس هنگام تحقیق و فعالیت برروی حساب برداری دراواخر1870، متوجه این ‌موضوع گشت که روش او به روش "جبر چندگانه" گراسمان بسیار شباهت‌ دارد[۶۳] به‌ دنبال انتشار اثر گراسمان، او از پیشی‌گرفتن جبرچهارگان همیلتون نگران‌شد. گیبس وارثان گراسمان را متقاعد ساخت تا اثر را در جزرومد که گراسمان در زمان حضور در دانشگاه برلین ایجاد ‌کرده‌ بود منتشرکنند؛ گراسمان برای نخستین‌بار فضای برداری را درآن معرفی‌ کرده ‌بود. [۶۴]

چون گیبس بین‌سال‌های 1880و1890 حمایت‌ شده ‌بود، به‌دلیل توسعه روش برداری توسط او، و به ‌صورت غیرمستقیم توسط اولیور هویساید، چهارگان‌ها توسط فیزیک‌دانان کنارگذاشته‌شدند. گیبس روش برداری خود را برای تعیین مدار سیارات و ستاره‌های دنباله‌دار به‌ کار برد. او هم‌چنین مفهوم تثلیث وبردارهای دوبه‌دو متقابل را نیز توسعه‌داد که اهمیت آن بعدها در کریستالوگرافی نمودیافت. [۶۵]

نورشناسی فیزیکی

یک کریستال کلسیت که موجب انکسار مضاعف نور می‌شود، پدیده‌ای که گیبس با استفاده از معادلات ماکسول و توسط آن توضیحی برای پدیده‌های الکترومغناطیسی یافت.

اگرچه تحقیقات گیبس برروی نورشناسی فیزیکی امروزه کمتر از دیگر آثارش شناخته‌ شده ‌است، سهم بسزایی را با استفاده از معادلات ماکسول در تئوری فرآیندهای نوری نظیر انکسار مضاعف ، پاشیدگی و فعالیت نوری در توسعه الکترومغناطیسم کلاسیک ایفا‌ کرد. [۴][۳۹] درآن اثر، گیبس نشان‌داد که فرآیندهایی که توسط معادلات ماکسول شکل‌می‌گیرند بدون هیچ پیش‌فرض خاصی درمورد ساختار میکروسکوپی ماده و یا درمورد ماهیت محیط ماده‌ انجام ‌می‌شوند که‌ در آن امواج الکترومغناطیسی منتشر می‌شوند(که‌بعدها اترفیزیک نام گرفت). گیبس هم‌چنین بیان‌ داشت که در غیاب موج طولی الکترومغناطیسی، که برای مشاهده نور ضروری است، به‌ صورت خودکار توسط معادلات ماکسول انجام‌پذیر است (بااستناد به آن‌چه امروزه " تثبیت پیمانه " نامیده می‌شود.) که درآن باتوجه به تئوری‌های مکانیکی نور، همچون تئوری لرد کلوین، باید به‌عنوان یک وضعیت موقت بر خواص اتر اعمال‌شود. [۳۹]

درآخرین فصل مربوط به نورشناسی فیزیکی، گیبس بیان ‌داشت که امکان این‌ که نظریه‌های الکتریکی[نور] منجر به ‌ابداع فرضیه شوند وجود ندارد، اما فقط در قوانین مربوط به علم برق اجرا ‌می‌شوند و انطباق بین خواص ‌الکتریکی و نوری رسانه‌ها را منجر می‌شوند مگر درشرایطی‌ که ما از حرکت نور به عنوان الکتریسیته استفاده‌ کنیم.

— جی. دبلیو. گیبس، 1889[۴]

مدت‌ کوتاهی پس‌ از آن، ماهیت الکترومغناطیسی نو توسط آزمایش‌های هاینریش هرتز در آلمان اثبات‌شد. [۶۶]

شناخت علمی

گیبس در زمانی فعالیت می‌کرد که سنت‌های سخت‌گیرانه کمتری در خصوص علوم ‌نظری در ایالات متحده وجود ‌داشت. تحقیقات وی برای دانشجویان او و هم‌دانشگاهیانش غیرقابل درک بود و او تلاش چندانی برای آسان‌تر ساختن مطالبش انجام‌نداد. [۷] اثر اصلی او درمورد ترمودینامیک در مجله معاملات آکادمی کانکتیکت به‌چاپ‌رسید، مجله‌ای که ویراستاری آن‌ را باجناقش برعهده داشت، و درآمریکا و اروپا چندان مورد استقبال قرار نمی‌گرفت. زمانی‌ که گیبس مقاله‌های طولانی خود را به آکادمی ارائه ‌کرد، هم الیاس لومیس وهم اچ. ای. نیوتون به‌ دلیل اینکه آثار گیبس غیرقابل فهم هستند اعتراض‌کردند، اما هردوی آنها درفروش نشریه به‌ او کمک کردند تا هزینه‌ای که برای چاپ علامات ریاضی به‌ کاررفته‌ بود، پرداخت‌شود. بسیاری‌از اعضای دانشکده ییل، ازجمله بازرگانان حرفه‌ای، کمک‌های مالی برای این‌کار درنظرگرفتند. [۶۷]

اگرچه این‌ اثر به‌سرعت مورد استقبال ماکسول قرارگرفت، فرمول گرافیکی قوانین ترمودینامیک گیبس، تا اواسط قرن ‌بیستم مورد استفاده قرار نگرفت، تا اینکه لاسلو تیسا و هربرت کالن با آثارشان این اثر را قابل استفاده‌ کردند. [۶۸] به‌گفته جیمز‌جرالد کراوثر،

گیبس در سال‌های پایان عمر خویش، یک نجیب‌زاده قدبلند و باوقار بود که با گام‌های بلند راه‌ میرفت و پوست گلگونی داشت، در انجام کارهای خانه سهیم می‌شد و مهربان و جذاب(برای دانشجویانش پیچیده) بود. گیبس در نظر دوستانش بسیار محترم بود، اما محققان آمریکایی با پرسش سوالات فراوان سعی در درک کارهای نظری عمیق وی در زمان‌حیاتش بودند. او تقریبا در ییل زندگی ‌کرد وعمیقا توسط چند دانشجویش تحسین می‌شود اما محققان آمریکایی تاثیرچندانی از نبوغ او نگرفتند.

— جی. جی. کراوثر، 1937[۷]
کاخ برلینگتون ، محل انجمن سلطنتی لندن، درسال 1873

از سوی ‌دیگر، گیبس افتخارات مهم ‌و فراوانی به‌عنوان یک محقق آکادمیک در ایالات متحده دریافت ‌نمود. گیبس درسال 1879 نامزد دریافت جایزه از آکادمی ملی علوم شد و درسال1880 جایزه رومفورد را به‌ دلیل فعالیتش در ترمودینامیک شیمیایی، از فرهنگستان علوم وهنر آمریکا دریافت ‌کرد. [۶۹] او هم‌چنین از دانشگاه پرینستون و کالج ویلیامز دکتری افتخاری نیز دریافت‌نمود. [۴]

در اروپا، گیبس به‌عنوان عضو افتخاری انجمن ریاضی لندن در سال 1892 و عضو خارجی انجمن سلطنتی در سال 1897 انتخاب‌شد. او هم‌چنین به عنوان عضو افتخاری در فرهنگستان علوم پروس و فرهنگستان علوم فرانسه انتخاب‌ شد و دکتری افتخاری از دانشگاه ارلانگن نورمبرگ و دانشگاه اسلو دریافت ‌نمود. [۴] انجمن سلطنتی بعدها درسال1901 از گیبس با مدال کاپلی قدردانی‌ کرد که در میان جوایز علمی بین‌المللی معتبرترین جایزه است،[۱] واعلام ‌کردند که "او نخستین کسی ‌است که قانون دوم ترمودینامیک را در بحث‌های جامعی از ارتباط شیمیایی، الکتریکی و حرارتی و ظرفیت برای فعالیت‌های خارجی میسر‌ کرد." گیبس که در نیوهاون مانده‌ بود، در مراسم اهدای جوایز توسط ریچاردسون کلاور ، رایزن نیروی دریایی ایالات متحده تقدیر شد. [۷۰] 

جیان-کارلو روتا در زندگی‌نامه‌ش بیان‌می‌کند که در هنگام جستجو بین مقالات ریاضی در کتابخانه استرلینگ به نکته عجیبی برخورد و آن نام‌بردن از گیبس توسط بیش ‌از 200دانشمند و محقق از جمله پیونکار، بولتزمان،  داوید هیلبرت و ارنست ماخ بود. [۷۱] ازاین‌رو روتا بیان‌داشت که آثار گیبس درمیان نخبگان و محققان علمی زمان‌ خویش از جایگاه و مقام والایی برخوردار بود. [۷۲] موفقیت گیبس در اروپا با ترویج آثارش توسط خبرنگاران بود و مقاله "تعادل مواد ناهمگن" توسط ویلهلم اوستوالد درسال 1892 به‌زبان آلمانی و توسط آنری لوشاتلیه درسال 1899 به‌زبان فرانسوی ترجمه‌شد. [۷۳]

تاثیر و اعتبار

از تاثیرات مهم و برجسته گیبس می‌توان به تاثیرش بر شیمی فیزیک، و مکانیک آماری اشاره‌کرد، دو رشته‌ای که او در گسترش و شناخته‌شدن آنان سهم به‌سزایی داشت. در زمان حیات گیبس، قانون فاز تجربی او مورد تایید شیمی‌دان هلندی هندریک ویلم باکیوس روزبوم قرارگرفت، کسی که چگونگی استفاده از آن در موقعیت‌های مختلف را نشان‌ داد و درنتیجه از استفاده گسترده آن اطمینان حاصل‌کرد. [۷۴] در اوایل قرن بیستم و در صنعت شیمی نیز، برنامه‌های کاربردی گیبس به پیشرفت فرایند هابر برای ترکیب آمونیاک در الکتروشیمی کمک ‌کرد. [۷۵]

در سال 1910 هنگامی که فیزیک‌دان هلندی یوهان دیدریک وان در والس جایزه نوبل فیزیک را "برای فعالیتش بر روی معادله حالت برای مایعات و گازها" دریافت‌ کرد بیان ‌داشت که اثر گیبس درمورد این‌ موضوع تاثیر زیادی بر موفقیت او داشته ‌است. [۷۶] ماکس پلانک درسال 1918 جایزه نوبل را برای اثرش درمورد مکانیک کوانتوم ، و اثر 1900صفحه‌اش بر قانون پلانک برای اندازه‌گیری تابش اجسام تیره دریافت ‌کرد. این اثر بیشتر بر اساس ترمودینامیک کیرشهف، بولتزمان و گیبس بود. پلانک اعلام‌ کرد که نام گیبس «نه تنها درآمریکا بلکه درسرتاسر جهان به‌عنوان مشهورترین فیزیک‌دان نظری طول‌تاریخ شناخته‌خواهدشد.» [۷۷]

صفحه نخست کتاب اصول اولیه مکانیک آماری گیبس، یکی از بنیان‌گذاران این رشته، چاپ 1902

نیمه ‌نخست قرن20 شاهد نشر 2 کتاب مهم و تاثیرگذار بود که بعدها از کتب اساسی ترمودینامیک شیمیایی شدند و سبب تبلیغ و گسترش آثار گیبس در این زمینه گشتند: این‌کتاب‌ها، ترمودینامیک وانرژی آزاد فرآیندهای شیمیایی (1923) توسط گیلبرت لوییس و مرلی راندال و ترمودینامیک مدرن با روش‌های ویلارد گیبس (1933) توسط ادوارد گوگنهایم بودند. [۷۸] تحت ‌تاثیر لوییس، ویلیام جیوک (که می‌خواست زمانی مهندس شیمی شود) پروفسور شیمی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی شد و جایزه نوبل شیمی را در سال 1949 برای تحقیق درمورد خواص ماده در دمای نزدیک به صفر مطلق دریافت نمود که از مطالعاتی در مورد قانون سوم ترمودینامیک به‌دست‌آمد. [۷۹]

اثر گیبس بر گروه آماری، که در کتابی در سال 1902 منتشرشد، تاثیر فراوانی هم بر فیزیک ‌نظری و هم‌ بر ریاضیات ‌محض داشت. [۴۰][۶۱] بنابر نظر ریاضی‌فیزیک‌دان آرتور وایتمن، یکی‌از ویژگی‌های قابل‌توجه آثار‌ گیبس، که مورد توجه دانشجویان ترمودینامیک و مکانیک آماری قرار ‌گرفت این‌بود که فرمول‌های فیزیکی او چنان پیچیده‌ بودند که پس ‌از 100سال توسعه روزافزون در فیزیک نظری و ریاضیات، جان سالم به ‌در بردند.

— آ. اس. وایتمن، 1990[۴۰]

آلبرت اینیشتین که از تلاش‌های گیبس دراین زمینه بی‌خبر بود، 3صفحه درمورد مکانیک آماری نوشت و دربین سال‌های 1902و1904 منتشر ساخت. بعد از مطالعه کتاب گیبس( که درسال 1905توسط ارنست تسرملو به آلمانی ترجمه‌شده‌بود)، اینیشتین اذعان ‌داشت که مطالعات گیبس پیش ‌از او صورت‌گرفته و اگر زودتر خبردار می‌شد آن3صفحه را هرگز نمی‌نوشت. [۸۰]

مطالعات و نوشته‌های اولیه گیبس درخصوص روش گرافیکی در ترمودینامیک بعدها سبب به ‌وجود آمدن مبحثی در ریاضیات شد که "تجزیه و تحلیل محدب]] " نام‌ گرفت،[۸۱] و شامل ایده‌هایی بود که به ‌قول بری سیمون "به‌ مدت 75سال نهفته مانده‌ بودند".[۸۲] تکمیل حساب برداری، از دیگر فعالیت‌های مهم گیبس در زمینه ریاضیات ‌بود. کتاب تجزیه وتحلیل برداری ای. بی. ویلسون درسال 1901، براساس کنفرانس‌ها وسخن‌رانی‌های گیبس در ییل بود که به گسترش استفاده روش‌های برداری و نمادها هم در ریاضیات وهم در فیزیک ‌نظری کمک شایانی ‌کرد، و به جایگزینی چهارگانه‌ها که تا آن زمان در ادبیات علمی رایج ‌بود، منجر شد. [۸۳]

در ییل، گیبس استاد لی دو فارست نیز بود، کسی که بعدها ترایود آمپلی‌فایر را اختراع‌کرد و"پدر رادیو" لقب‌گرفت. [۸۴] دو ‌فارست تاثیر گیبس را چنین بیان‌ کرد "کسانی‌ که در پیشرفت الکتریکی نقش‌داشتند کسانی‌ بودند که تابش الکترومغناطیسی را دنبال‌ کردند و نوسانات را با استفاده از هوش و قدرت خود دنبال نمودند. [۴۶] یکی‌ دیگر از شاگردان گیبس که تاثیرفراوانی درپیشرفت تکنولوژی داشت، لیند ویلر بود. [۸۵]

گیبس هم‌چنین در ریاضیات اقتصادی نیز تاثیر غیرمستقیم داشت. او استادراهنمای پایان‌نامه‌ی ایروینگ فیشر بود که نخستین پی‌اچ‌دی ییل را در زمینه اقتصاد درسال1891 دریافت‌کرد. در این اثر که درسال1892 با نام تحقیقات ریاضی در نظریه ی ارزش و قیمت منتشر شد، فیشر یک قیاس مستقیم بین تعادل گیبسی در سیستم‌های فیزیکی و شیمیایی، و نظریه تعادل عمومی فروشگاه‌ها را ارائه و از نمادهای برداری گیبس استفاده‌ کرد. [۴۴][۸۶] ادوین بیدول ویلسون شاگرد گیبس نیز استاد پل ساموئلسون ، اقتصاددان آمریکایی و برنده جایزه‌ نوبل بود[۸۷] در سال 1947، ساموئلسون کتاب مبانی تحلیل اقتصادی را منتشر کرد که براساس پایان‌نامه‌ی دکتری‌اش بود، و در آن از سخن گیبس به‌ عنوان نوشته‌ادبی استفاده‌کرد: "ریاضیات یک زبان ‌است." [۸۸] 

نوربرت وینر ریاضی‌دان معروف، از استفاده گیبس از احتمالات در تدوین مکانیک آماری با عنوان "نخستین انقلاب بزرگ قرن بیستم در فیزیک" و تاثیر مهم بر مفهوم سایبرنتیک او یاد کرد. وینر در مقدمه کتاب استفاده انسان‌ها از انسان‌ها توضیح می‌دهد که این کتاب را از دیدگاه گیبس درمورد زندگی مدرن بر گرفته ‌است، که بیان ‌می‌کند این موضوع از طریق ایجاد تغییرات اساسی در علم و از طریق ایجاد تغییرات غیرمستقیم در نگرش ما به‌ زندگی صورت می‌ پذیرد."[۸۹]

یادبود

لوح یادبود برنزی، که در سال 1912در آزمایشگاه فیزیک سالونه نصب‌ شده ‌بود، و اکنون در ورودی آزمایشگاه جوسایا ویلارد گیبس در دانشگاه ییل قراردارد.

هنگامی‌ که فیزیک شیمی‌دان آلمانی والتر نرنست در سال 1906از ییل بازدید کرد، از این‌که یک یادبود در شأن گیبس برگزار نشده‌ است، متعجب‌ گشت. سپس او 500 دلاری که برای کنفرانسش دریافت‌کرده‌بود به دانشگاه پرداخت تا یک مراسم یادبود مناسب برگزار کنند. این مراسم درنهایت در سال 1912 با پرده‌ برداری از لوح برجسته برنزی اثر مجسمه‌ساز لی لوری که در آزمایشگاه فیزیک سالونه نصب ‌شد، انجام‌شد. [۹۰] در سال 1910، انجمن شیمی آمریکا ، جایزه ویلارد گیبس ایجاد کرد که به آثار برجسته در شیمی محض یا شیمی ‌کاربردی اهدا می‌شود. [۹۱] درسال 1923 انجمن ریاضی آمریکا مقالات جوسایا ویلارد گیبس را وقف کرد، " تا ایده‌ها و جنبه‌های عمومی ریاضیات و کاربردهای آن را نشان‌دهد ".[۹۲]

ساختمان آزمایشگاهی جوسایا ویلارد گیبس، در ماهور دانش دانشگاه ییل

در سال 1945، دانشگاه ییل، مقام استادی جوسایا ویلارد گیبس را در شیمی نظری ایجاد‌ کرد که تا سال 1973 توسط لارس اونزاگر نگه ‌داشته ‌شد. اونزاگر که همچون گیبس برروی کاربرد ایده‌های جدید ریاضی برای حل مسائل فیزیک شیمی تمرکز کرده‌ بود، در سال 1968 جایزه نوبل شیمی را دریافت‌کرد. [۹۳] هم‌چنین علاوه‌ بر آزمایشگاه‌های جوسایا ویلارد گیبس و استادیاری جوسایا ویلارد گیبس در ریاضیات، ییل میزبان دو گردهمایی مختص زندگی و آثار گیبس، یکی در سال 1989 و دیگری در صدمین سال درگذشت گیبس درسال 2003 برگزار‌کرد. [۹۴] دانشگاه راتگرز در طی مراسمی که در سال 2014 و توسط برنارد کولمن برگزارشد، مقام استادی ترمومکانیک را به جوسایا ویلارد گیبس اعطاکرد. [۹۵]

در سال 1950 گیبس به‌ عنوان تالار مشاهیر بزرگ آمریکایی انتخاب ‌شد. [۹۶] ادوارد گوگنهایم در سال 1933نماد G را برای انرژی آزاد گیبس در نظرگرفت، و در سال 1966 توسط درک تر هال مورد استفاده واقع شد. [۹۷] این نماد امروزه تبدیل به یک نماد بین‌ المللی شده، و توسط آیوپاک تایید شده‌است. [۹۸] درسال 1960، ویلیام جیاک نام "gibbs" (به‌طور‌مختصر gbs) را برای نماد واحد آنتروپی، کالری / کلوین [۹۹] پیشنهادکرد، اما چندان مورد استفاده قرار نگرفت و نماد ژول /کلوین نام خاصی را در دستگاه بین‌المللی یکاها به ‌خود اختصاص نداد.

ادبیات

در سال 1909، رمان‌نویس و تاریخ‌نگار هنری آدامز مقاله‌ای را با این‌ عنوان به‌پایان رسانید "قواعد فازها درتاریخ"، که درآن قاعده فازی گیبس و دیگر جنبه‌های ترمودینامیک در خصوص یک تئوری جامع درمورد تاریخ بشریت را به ‌کار برد. ویلیام جیمز ، هنری بومستد و دیگران از درک ضعیف آدامز از جنبه‌های علمی که او به ‌کار برده ‌بود انتقاد کردند و به انتقاد از برنامه خودسرانه او در استفاده از این مفاهیم به‌عنوان استعاره‌ای برای تکامل فکری جوامع انسانی، پرداختند. [۱۰۰] این اثر مدت‌ها منتشر نشد تا اینکه پس ‌از مرگش در کتاب تخریب در دگم دموکرات که توسط برادر جوان‌ترش بروکس آدامز تالیف و ویرایش شده ‌بود، به‌چاپ‌رسید. [۱۰۱]

پرونده:Fortune June 1946.jpg
تصویر روی‌جلد مجله فرچون در ژوئن 1946، توسط آرتور لیدو، که سطح ترمودینامیک آب و فرمول گیبس برای قاعده فازی را نشان می‌دهد.

در سال 1930، شاعر فمینیست ، موریل روکیسر به گیبس علاقه‌مند شد و یک شعربلند در وصف زندگی و فعالیت‌هایش ("گیبس" چاپ درسال1939) و یک زندگی‌نامه طولانی برای او نوشت. (ویلارد گیبس، 1942) [۱۰۲]

در سال 1946، مجله فرچون داستانی از "علوم‌پایه" را به ‌تصویر ‌کشید که در آن سطح ترمودینامیک ماکسول را بازنمایی کرده که ماکسول براساس طرح پیشنهادی گیبس ایجاد کرده ‌بود. روکیسر این سطح را "مجسمه آب" نامید[۱۰۳] مجله "خلقت انتزاعی از یک دانشمند بزرگ آمریکایی را مشاهده‌ کرد که خود را آشنا به نماد اشکال هنری معاصر می‌دانست".[۱۰۴] اثر هنری توسط آرتور لیدو نیز، عبارت ریاضی از قاعده فاز مخلوط ناهمگن گیبس را در برمی‌گرفت، که همچون صفحه رادار ، یک موج اسیلوسکوپ ، سیب اسحاق نیوتن ، و تفسیری جزئی از نمودار یک فاز سه ‌بعدی بود. [۱۰۴]

رالف گیبس وان نام، خواهرزاده گیبس، که استاد فیزیک شیمی در ییل بود، از بیوگرافی روکیسر به‌دلیل عدم وجود فعالیت‌های علمی در این بیوگرافی ناراحت‌بود. وان نام برگه‌های خانوادگی را نگه‌داشت و پس‌ از انتشار کتاب او در سال 1942، او تلاش‌ کرد تا شاگردان سابق گیبس را تشویق به‌ نوشتن یک بیوگرافی جدید کنند. [۱۰۵] طرز نگرش روکسیر به ‌گیبس به ‌شدت توسط شاگرد سابق گیبس، ادوین ویلسون نقد شد. [۱۰۶] با تلاش‌های وان‌ نام و ویلسون سرانجام لیند ویلر، درسال 1951 زندگی‌نامه‌جدیدی از گیبس را منتشر کردند. [۱۰۷][۱۰۸]

هر دو زندگی‌نامه توسط گیبس و روکسیر، به‌طور برجسته‌ای در مجموعه‌شعری شمال حقیقی(1997) توسط استفانی استریکلند دریک‌جا جمع‌آوری وبه‌چاپ رسید. [۱۰۹] دربخش داستان نیز، گیبس در نقش کیت تراورس استاد، در رمان مخالف روز (2006) اثر توماس پینچن ظاهرشد. [۱۱۰]

تمبریادبود گیبس(2005)

در سال 2005، خدمات پستی ایالات متحده آمریکا سری تمبر دانشمندان آمریکایی را که توسط ویکتور استبین طراحی‌ شده ‌بود منتشر ساخت که گیبس، جان فون نویمان ، باربارا مک‌کلینتوک و ریچارد فاینمن را به ‌تصویر می‌کشید. مراسم تمبر روز نخست برای این سری در 4می در سالن لوس دانشگاه ییل توسط جان ماربورگر برگزارشد، که درآن از ریچارد لوین رئیس دانشگاه ییل و مشاور علمی رئیس‌جمهور ایالات‌متحده، و از خانواده دانشمندان تقدیرشد که فیزیک‌دان، جان ویلارد گیبس، از عموزادگان دور گیبس نیز مشمول تقدیر به ‌عمل آمد. [۱۱۱]

کنث آر. جولز، استاد مهندسی شیمی در دانشگاه ایالتی آیووا و متخصص در طرح‌های گرافیکی، در طراحی تمبر یادبود گیبس مشاوره و همفکری کرد. ref name="Jolls-stamp">"Iowa State Chemical Engineer Drives Issue of New Stamp Honoring Father of Thermodynamics". College Feature, Iowa State University, College of Engineering. 2004. Retrieved 17 Nov 2012.</ref>[۱۱۲][۱۱۳] تمبر گیبس را به‌عنوان یک ترمودینامیک‌دان نشان‌می‌دهد و یک نمودار از نسخه چهارم تئوری گرمای ماکسول را به ‌تصویر می‌کشد که سطح ترمودینامیک آب گیبس را مصور می‌سازد. [۱۱۲][۱۱۳] میکروچاپ از چهره گیبس برروی یقه معادله ریاضی را به ‌تصویر می‌کشد که او برای تغییر انرژی یک ماده از لحاظ آنتروپی و متغیرهای دیگر حالت به ‌کار برده ‌بود. [۱۱۴]

جستارهای وابسته

یادکردها

  1. ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ "J. Willard Gibbs". Physics History. American Physical Society. Retrieved 16 Jun 2012.
  2. ↑ "Copley Medal". Premier Awards. Royal Society. Retrieved 16 Jun 2012.
  3. ↑ Millikan, Robert A. (1938). "Biographical Memoir of Albert Abraham Michelson, 1852–1931" (PDF). Biographical Memoirs of the National Academy of Sciences of the United States of America. 19 (4): 121–146.
  4. ↑ ۴٫۰۰ ۴٫۰۱ ۴٫۰۲ ۴٫۰۳ ۴٫۰۴ ۴٫۰۵ ۴٫۰۶ ۴٫۰۷ ۴٫۰۸ ۴٫۰۹ ۴٫۱۰ Bumstead 1928
  5. ↑ Cropper 2001, p. 121
  6. ↑ Linder, Douglas. "Biography of Prof. Josiah Gibbs". Famous American Trials: Amistad Trial. University of Missouri-Kansas City School of Law. Retrieved 16 Jun 2012.
  7. ↑ ۷٫۰ ۷٫۱ ۷٫۲ ۷٫۳ ۷٫۴ ۷٫۵ O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. (1997). "Josiah Willard Gibbs". The MacTutor History of Mathematics archive. University of St Andrews, Scotland. School of Mathematics and Statistics. Retrieved 16 Jun 2012.
  8. ↑ ۸٫۰ ۸٫۱ Rukeyser 1988, p. 104
  9. ↑ ۹٫۰ ۹٫۱ ۹٫۲ Wheeler 1998, pp. 23–24
  10. ↑ Rukeyser 1998, pp. 120, 142
  11. ↑ ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ Wheeler 1998, pp. 30–31
  12. ↑ Rukeyser 1988, p. 143
  13. ↑ Wheeler 1998, p. 30
  14. ↑ Rukeyser 1998, p. 134
  15. ↑ Wheeler 1998, p. 44
  16. ↑ ۱۶٫۰ ۱۶٫۱ Wheeler 1998, p. 32
  17. ↑ US Patent No. 53,971, "Car Brake", Apr. 17, 1866. See The Early Work of Willard Gibbs in Applied Mechanics, (New York: Henry Schuman, 1947), pp. 51–62.
  18. ↑ Wheeler 1998, appendix II
  19. ↑ Wheeler 1998, p. 40
  20. ↑ Wheeler 1998, p. 41
  21. ↑ Wheeler 1998, p. 42
  22. ↑ Rukeyser 1988, p. 151
  23. ↑ Rukeyser 1988, pp. 158–161
  24. ↑ Klein, Martin J. (1990). "The Physics of J. Willard Gibbs in His Time". Proceedings of the Gibbs Symposium. pp. 1–22.
  25. ↑ الگو:Cite jstor
  26. ↑ Wheeler 1998, pp. 54–55
  27. ↑ Rukeyser 1988, pp. 181–182
  28. ↑ Wheeler 1998, pp. 57–59
  29. ↑ Kriz, Ronald D. (2007). "Thermodynamic Case Study: Gibbs' Thermodynamic Graphical Method". Virginia Tech, Dept. of Engineering Science and Mechanics. Retrieved 16 Jun 2012.
  30. ↑ Rukeyser 1988, p. 201
  31. ↑ Rukeyser 1988, p. 251
  32. ↑ ۳۲٫۰ ۳۲٫۱ Cropper 2001, p. 109
  33. ↑ Quoted in Rukeyser 1988, p. 233
  34. ↑ ۳۴٫۰ ۳۴٫۱ Wheeler 1998, ch. V
  35. ↑ Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Gibbs, Josiah Willard" . Encyclopædia Britannica (به انگلیسی) (11th ed.). Cambridge University Press.
  36. ↑ Wheeler 1998, p. 91
  37. ↑ Wheeler 1998, p. 86
  38. ↑ الگو:Cite doi
  39. ↑ ۳۹٫۰ ۳۹٫۱ ۳۹٫۲ Wheeler 1998, ch. VIII
  40. ↑ ۴۰٫۰ ۴۰٫۱ ۴۰٫۲ ۴۰٫۳ Wightman, Arthur S. (1990). "On the Prescience of J. Willard Gibbs". Proceedings of the Gibbs Symposium. pp. 23–38.
  41. ↑ ۴۱٫۰ ۴۱٫۱ ۴۱٫۲ ۴۱٫۳ ۴۱٫۴ ۴۱٫۵ Klein 2008
  42. ↑ ۴۲٫۰ ۴۲٫۱ ۴۲٫۲ Wheeler 1998, ch. X
  43. ↑ ۴۳٫۰ ۴۳٫۱ ۴۳٫۲ Wilson 1931
  44. ↑ ۴۴٫۰ ۴۴٫۱ Fisher, Irving (1930). "The application of mathematics to the social sciences" (PDF). Bulletin of the American Mathematical Society. 36 (4): 225–243. doi:10.1090/S0002-9904-1930-04919-8.
  45. ↑ Fisher, George W. (2005). "Foreword". Celebrating Irving Fisher: The Legacy of a Great Economist. Wiley-Blackwell.
  46. ↑ ۴۶٫۰ ۴۶٫۱ Schiff, Judith (November 2008). "The man who invented radio". Yale Alumni Magazine. 72 (2). Retrieved 28 December 2013.
  47. ↑ Wheeler 1998, p. 197
  48. ↑ "Josiah Willard Gibbs". Find A Grave. Retrieved 19 Jun 2012.
  49. ↑ Wheeler 1998, pp. 197–199
  50. ↑ ۵۰٫۰ ۵۰٫۱ Wheeler 1998, pp. 179–180
  51. ↑ ۵۱٫۰ ۵۱٫۱ ۵۱٫۲ ۵۱٫۳ Seeger 1974, pp. 15–16
  52. ↑ Obituary Record of Graduates of Yale University, 1901–1910. New Haven: Tuttle, Morehouse & Taylor. 1910. p. 238.
  53. ↑ ۵۳٫۰ ۵۳٫۱ Wheeler, 1998, p. 16
  54. ↑ Samuelson, Paul A. (1990). "Gibbs in Economics". Proceedings of the Gibbs Symposium. p. 255.
  55. ↑ Rukeyser 1988, pp. 254, 345, 430
  56. ↑ Wheeler 1998, p. 95. See also the Collected Works, vol. II
  57. ↑ Wheeler, 1998, p. 144
  58. ↑ Rukeyser 1988, p. 191
  59. ↑ Rukeyser 1988, p. 224
  60. ↑ Poincaré, Henri (1904). "The Principles of Mathematical Physics" . The Foundations of Science (The Value of Science). New York: Science Press. pp. 297–320.
  61. ↑ ۶۱٫۰ ۶۱٫۱ Wiener, Norbert (1961). "II: Groups and Statistical Mechanics". Cybernetics: or Control and Communication in the Animal and the Machine (2 ed.). MIT Press. ISBN 978-0-262-23007-0.
  62. ↑ See, e.g., Huang, Kerson (1987). Statistical Mechanics (2 ed.). John Wiley & Sons. pp. 140–143. ISBN 0-471-81518-7.
  63. ↑ Letter by Gibbs to Victor Schlegel, quoted in Wheeler 1998, pp. 107–109
  64. ↑ Wheeler 1998, pp. 113–116
  65. ↑ Shmueli, Uri (2006). "Reciprocal Space in Crystallography". International Tables for Crystallography. Vol. B. pp. 2–9.
  66. ↑ Buchwald, Jed Z. (1994). The Creation of Scientific Effects: Heinrich Hertz and Electric Waves. University of Chicago Press. ISBN 0-226-07887-6.
  67. ↑ Rukeyser 1998, pp. 225–226
  68. ↑ Wightman 1979, pp. xiii, lxxx
  69. ↑ Müller, Ingo (2007). A History of Thermodynamics - the Doctrine of Energy and Entropy. Springer. ISBN 978-3-540-46226-2.
  70. ↑ Rukeyser 1998, p. 345
  71. ↑ Rota, Gian-Carlo (1996). Indiscrete Thoughts. Birkhäuser. p. 25. ISBN 978-0-8176-3866-5.
  72. ↑ Wheeler 1998, appendix IV
  73. ↑ Wheeler 1998, pp. 102–104
  74. ↑ Crowther, James Gerald (1969) [1937]. "Josiah Willard Gibbs, 1839–1903". Famous American Men of Science. Freeport, NY: Books for Libraries. pp. 277–278.
  75. ↑ الگو:Cite doi
  76. ↑ van der Waals, J. D. (1910). "Nobel Lecture: The Equation of State for Gases and Liquids". Nobel Prize in Physics. Nobel Foundation.
  77. ↑ Planck, Max (1915). "Second Lecture: Thermodynamic States of Equilibrium in Dilute Solutions". Eight Lectures on Theoretical Physics. New York: Columbia University Press. p. 21.
  78. ↑ Ott, Bevan J.; Boerio-Goates, Juliana (2000). Chemical Thermodynamics – Principles and Applications. Academic Press. ISBN 0-12-530990-2.
  79. ↑ Tiselius, Arne (1949). "Award Ceremony Speech". Nobel Prize in Chemistry. Nobel Foundation.
  80. ↑ Navarro, Luis (1998). "Gibbs, Einstein and the Foundations of Statistical Mechanics" (PDF). Archive for History of Exact Sciences. 53 (2): 147–180. doi:10.1007/s004070050025.
  81. ↑ Wightman 1979, pp. x–xxxiv
  82. ↑ Simon, Barry (2011). Convexity: An Analytic Viewpoint. Cambridge University Press. p. 287. ISBN 1-107-00731-3.
  83. ↑ Marsden, Jerrold E.; Tromba, Anthony J. (1988). Vector Calculus (3 ed.). W. H. Freeman. p. 18. ISBN 0-7167-1856-1.
  84. ↑ Seeger 1974, p. 18
  85. ↑ الگو:Cite doi
  86. ↑ Leontief, Wassily (1954). "Mathematics in economics". Bulletin of the American Mathematical Society. 60 (3): 215–233. doi:10.1090/S0002-9904-1954-09791-4.
  87. ↑ Samuelson, Paul A. (1970). "Maximum Principles in Analytical Economics" (PDF). Nobel Prize Lecture. Nobel Foundation.
  88. ↑ Samuelson, Paul A. (1986). Kate Crowley (ed.). The collected scientific papers of Paul A. Samuelson. Vol. 5. MIT Press. p. 863. ISBN 978-0-262-19251-4.
  89. ↑ Wiener, Norbert (1950). The Human Use of Human Beings: Cybernetics and Society. Houghton Mifflin. pp. 10–11.
  90. ↑ Seeger 1974, p. 21
  91. ↑ "The Willard Gibbs Medal Founded by William A. Converse". American Chemical Society, Chicago Section. Retrieved 16 Jun 2012.
  92. ↑ "Josiah Willard Gibbs Lectures". Special Lectures. American Mathematical Society. Retrieved 16 Jun 2012.
  93. ↑ الگو:Cite doi
  94. ↑ "Forum News" (PDF). History of Physics Newsletter. 8 (6): 3. 2003.
  95. ↑ Coleman, Bernard D. "Faculty webpage". Rutgers University, Dept. of Mechanics and Materials Science. Retrieved 24 Jan 2014.
  96. ↑ Johnson, D. Wayne. "The Hall of Fame for Great Americans at New York University". Medal Collectors of America. Retrieved 16 Jun 2012.
  97. ↑ "San Carlos". Dictionary of American Naval Fighting Ships. Naval History and Heritage Command. Retrieved 16 Jun 2012.
  98. ↑ الگو:Cite doi
  99. ↑ الگو:Cite doi
  100. ↑ الگو:Cite jstor
  101. ↑ Adams, Henry (1919). Adams, Brooks (ed.). The Degradation of the Democratic Dogma. New York: Macmillan. Retrieved 5 May 2012.
  102. ↑ Gander, Catherine (2013). "The Lives". Muriel Rukeyser and Documentary: The Poetics of Connection. Edinburgh: Edinburgh University Press. pp. 73–120. ISBN 978-0-7486-7053-6.
  103. ↑ Rukeyser 1988, p. 203
  104. ↑ ۱۰۴٫۰ ۱۰۴٫۱ "The Great Science Debate". Fortune. 33 (6): 117. 1946.
  105. ↑ Holeman, Heather L. (1986). "Guide to the Gibbs-Van Name Papers". Yale University Library. Retrieved 2013-01-18.
  106. ↑ Wilson, Edwin B. (1944). "Willard Gibbs". Science. 99 (2576): 386–389. Bibcode:1944Sci....99..386R. doi:10.1126/science.99.2576.386. JSTOR 1669456.
  107. ↑ Wheeler 1998, pp. ix–xiii
  108. ↑ الگو:Cite jstor
  109. ↑ Strickland, Stephanie (1997). True North. Notre Dame, IN: University of Notre Dame Press. ISBN 978-0-268-01899-3.
  110. ↑ Pynchon, Thomas (2006). Against the Day. New York: Penguin. ISBN 978-1-59420-120-2.
  111. ↑ "Yale scientist featured in new stamp series". Yale Bulletin & Calendar. Vol. 33, no. 28. 20 May 2005. Retrieved 30 Nov 2012.
  112. ↑ ۱۱۲٫۰ ۱۱۲٫۱ Hacker, Annette (11 Nov 2004). "ISU professor helps develop postage stamp honoring noted scientist". News Service, Iowa State University. Retrieved 17 Nov 2012.
  113. ↑ ۱۱۳٫۰ ۱۱۳٫۱ "Postal Service Pays Homage to Josiah Willard Gibbs". Chemical Engineering Progress. 101 (7): 57. 2005.
  114. ↑ Spakovszky, Zoltan (2005). "Stamp of Authenticity" (PDF). ASME Mechanical Engineering. 128 (4): 7.
آیکون خرد

این یک مقالهٔ خرد درمورد یک ریاضی‌دان است. می‌توانید با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.

آیکون خرد

این یک مقالهٔ خرد یک فیزیک‌دان است. می‌توانید با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.

برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=جوسایا_ویلارد_گیبس&oldid=13544093»