Хевисайд Оливер (Heaviside Oliver)

s 024 1

18 мая 1850 — 3 февраля 1925

   О жизни гениального английского математика, физика и инжене¬ра конца XIX и начала XX века О.Хевисайда известно мало: некоторые сведения обнаружены учеными в.архивах Англии, другие - в письмах его друзей, его современников. Поэтому представляются понятными встречающиеся противоречия и.различные версии.
   Французский ученый М.Дн.Бетенод в 1918г. писал:"...Я имел счастье переписываться с ним на протяжении семи лет. За это время я узнал немного о жизни, творчестве великого ученого. Я думаю, что публикация некоторых собранных сведений воздаст дань уважения памяти Оливера Хевисайда, подчеркивая замечательный пример жизни, полностью отданной науке - такой редкостный пример б истории человечества.
   О. Хевисайд родился в Лондоне 18 мая 1850г., Кинг-стрит 55, Камден-Таун (место и дату рождения О.Хевисайда уточнял Эпплярд, так как у некоторых авторов встречается дата.рождения - 13 мая), в семье талантливого гравера-краснодеревщика, чертежника и художника-акварелиста Томаса Хевисайда. Его мать Элизабет Вест получила образование и право работать гувернанткой. Она прекрасно играла на фортепиано, привила любовь к музыке своим детям (у семьи была тра¬диция - посещать по праздникам и воскресным дням музыкальные вечера). Дядя Хевисайда, известный физик, инженер-телеграфист, профессор Лондонского Королевского колледжа Чарльз Уитстон заметил всестороннюю одаренность племянника и старался всячески развивать ее.
   О.Хевисайд унаследовал талант художника от деда, отца и дяди, музыкальную одаренность от матери и аналитический склад ума от Уитстона.
   Дж.Ли пишет, что Хевисайд учился в закрытой школе для привилегированных мальчиков. Е.Т. Уиттекер сообщает, что начальное образование О. Хевисайд и его братья Герберт, Артур, Чарльз получили дома. О. Хевисайд продолжил учебу в школе, которую откры¬ла для бедных девочек его мать. Оливеру не хотелось по¬сещать такую школу, но отец силой заставил его учиться. У него сложились противоречивые впечатления о школе, учителях. В 1865 г. он сдавал экзамены по 13 предметам: английскому, латыни, математи¬ке, физике, химии, географии и другим. Набрал 1140 баллов из 2600 возможных. По количеству набранных баллов 0.Хевисайд вышел пятым. Вместе с тем он завоевал специальный приз за лучшие знания естественных наук. Однако по геометрии Эвклида знания О. Хевисайда оценены лишь на 15%  баллов. Такая низкая оценка знании объясняется ско¬рее тем, что его личное мнение не совпадало с мнением учителя. Позже, в 1912г, О. Хевисайд писал: "На мой взгляд, геометрия более экспериментальная наука, чем другие, и ее надо изучать экспериментально”.
   С детства его мучили проблемы, для решения которых необходимы были знания и практический опыт. Например, одна из них - можно ли. сделать такую батарею, чтобы внешнее сопротивление было равно внутреннему? Наиболее важной была мысль о бесконечности вселенной, о том, что солнечная система является атомом в огромной вселенной, с одной стороны, а обычный атом является вселенной - с другой стороны.
   Ч.Уитстон помогал Хевисайду глубоко изучать вопросы электричества, магнетизма, математики, знакомил его со своими работами в области телеграфа. Под его руководством Хевисайд проделал опыты по электричеству, магнетизму, изучил азбуку Морзе, сделал батареи, так необходимые ему для опытов (одну из них подарил своему отцу).
   Школьная программа и методы изучения многих предметов не удовлетворяли пытливый ум Хевисайда. По совету Ч.Уитстона он оставля¬ет школу в 1866г. и начинает самостоятельно изучать естественные науки, датский и немецкий языки. Его самообразование было направ¬ленным, Видимо, Уитстон помогал ему выбирать материалы для изуче¬ния и составлять программы самообразования. Влияние дяди было огромным, и Хевисайд, пытаясь подражать дяде и работать вместе с бра¬том Артуром, в 1868г. поступает на службу в Большую Северную телеграфную компанию. Он выполняет работы по изучению сигнализации через разнородные контуры между Ньюкасл-апон-Тайном й Данией. Хевисайд обнаружил, что скорость сигналов, передаваемых из Англии в Данию, на 20-40% выше скорости сигналов в обратном направлении. Та¬кие же .случаи наблюдались в телеграфных линиях Лондон-Амстердам, Лондон-Дублин. Для него, как и для других телеграфистов того вре¬мени, наблюдаемое явление было загадкой. Гораздо позже он понял причину, предложил способы устранения такой разницы и дал рекомен¬дации по их предупреждению.
   В это же время он начинает выполнять ряд опытов, связанных с усовершенствованием измерительных приборов, методов измерения ими, рациональным расположением измерительных приборов и передающих и принимающих аппаратов С он был признанным мастером рациональной расстановки приборов принимающих и передающих ), усовершенствова¬нием телеграфных линий передач сигналов, изучением "нуль-метода" определения сопротивлений, конструированием генераторов переменно¬го тока, усовершенствованием принимающих и передающих приборов, усовершенствованием мостика Уитстона и рациональным его применением. Такими же вопросами занимался Ч.Уитстон (направление исследований подсказал, возможно, Уитстон).
   Результаты этих практических исследований, проведенных Хеви¬сайдом и его братом-Артуром в помещении старой мастерской Беккета, нашли отражение в первых статьях (написать их подсказал Ч.Уитстон). Первая статья [90] , опубликованная 5 июля 1872г. посвящена "нуль- методу".
   15 января 1873г. 0.Хевисайд и его брат Артур успешно провели испытание работы дуплексного телеграфа сначала в лабораторных условиях (искусственная линия и довольно грубо подобранные сопротивления в мастерской Беккета), а затем привели в порядок подобную телеграфную линию передач между Ньюкаслом и Сандерлендом. Сообщения были отправлены "одновременно с обеих пунктов настолько быстро, насколько можно было передавать ключом" и приняты. В июне 1873г, в "Философском журнале” опубликована О. Хевисайдова работа "Дуплексный телеграф". В ней дана справка, что идею дуплексного телеграфа предложил Гинтл (1853г.), а затем ею заинтересовались многие ученые. Однако только О. Хевисайду и его брату Артуру удалось обосновать и проверить на практике возможность построения дуплексного телеграфа. Дуплексный телеграф заключается в одновременном телеграфировании в противоположных направлениях по одному и тому же проводу. Они предложили применить метод двух батарей в двух системах: мостиковой и дифференциальной. Дифференциальная система отличается от мостиковой в принципиальной схеме и в том, что требуется только одно уравновешивающее сопротивление вместо трех в мостиковой схеме.
   После публикаций работы Хевисайда в "Философском журнале" появилось письмо Г.Хайтона, в котором Хевисайду сообщали, что он опоздал, так как сам Хайтон получил патент за изобретение дуплексного телеграфа в том же месяце, когда вышла работа Хевисайда "Дуплексный телеграф" (Хайтон как и Хевисайд применил метод двух батарей, схема подобна мостиковой схеме Хевисайда). "Это один из примеров, в котором замысел двух разных ученых близок идеями в одно и то же время".
   Далее следовали работы Хевисайда, связанные с теорией телеграфа, имеющие и сейчас большой историко-научный интерес, так как по ним можно пронаблюдать этапы его развития и достойно оценить вклад Хевисайда в это развитие. Теоретическое обоснование этих работ проверялось на практике Хевисайдом и его братом Артуром. В них указаны недостатки, которые могли наблюдаться при передаче сигналов на расстояние и способы их устранения [98,100] . Теория телеграфа того времени включала старые законы, установленные В.Томеоном (Кельвином) еще в 1885г. Он принимал в расчет только распределенные сопротивления и емкости кабеля без учета самоиндукции и утечки. Это было возможным, так как вопрос касался низкочастотных чередований тока, дававших точки и тире.
   О. Хевисайд постоянно ощущал потребность в глубоких знаниях электричества, так необходимых ему для экспериментальной и теоретической работы в Большой Северной телеграфной компании (у Д. Ли читаем: Англо-Датская телеграфная компания). Он перечитывал все, что попадало ему в руки. В своих поисках сообщал Бетеноду (1918г.) так: «В то время не существовало ни одной вразумительной теории по электричеству, а только отдельные разделы, и я искал путь, чтобы понять его… Когда я взял с полки книгу, которая только что вышла (1873г,это был "Трактат об электричестве и магнетизме" Д. Максвелла), и бегло ее просмотрел, я изумился...я понял, что это великая, очень великая, величайшая книга из всех существующих по этому вопросу...". При изучении "Трактата" у него возникало множество трудностей, связанных с недостаточными знаниями: плохо разбирался в математическом анализе, в методах математической физики, не знал интегрального и дифференциального исчислений. Тогда он отложил в сторону "Трактат" и занялся изучением дифференциального исчисления по книгам Буля (Адамс писал, что многие методы Хевисайда подобны его методам), стереометрию читал Грегори и Валтона. Этого оказалось мало. Он занялся изучением методов Фурье, математического анализа, изучал классические методы математической физики и к 23 годам освоил - в такой короткий срок! - математические науки (Хевисайд всегда сокрушался, что не получил Кембриджекого образования и ему пришлось столько потерять времени на самообразование. Только тогда ему стал понятен "Трактат" Д. Максвелла. Изучение работ Максвелла убедило Хевисайда, что"классические методы" математики того времени непригодны для решения многих практических проблем. Он ставит перед собой задачу - создать новые математические, методы или усовершенствовать старые. Для этого необходимо время. Поэтому он оставляет работу (еще одна причина - увеличивающаяся глухота, осложнение ревматизма) и переезжает к родителям в Лондон (в других источниках указан Пейгтон возле Торки). Там Хевисайд установил строгое расписание своего рабочего дня. Он удалялся в свою комнату около 10 часов вечера и работал, до утра. Закрывал дверь и окна, зажигал маслянную лампу и газовую горелку. Воздух в комнате становился горячим и душным (такая же манера работать была у Фурье). Хевисайд работал и днем.
   Его еда была на столе за дверью. Он нарушал все правила распорядка, касающиеся его здоровья. С другой стороны он иногда позволял себе продолжительные прогулки и наслаждался гимнастическими упражнениями ( в некоторых работах на полях встречались зарисовки любимых упражнений с полным объяснением.
   Несколько лет упорного труда принесли ему успех. Он создал новый математический метод - метод операционного исчисления, который, постоянно совершенствуясь, стал одним из направлений прикладной математики конца XIX века. Хевисайд выработал метод для решения дифференциальных уравнений, обыкновенных и в частных производных, путем замены операции дифференцирования и интегрирования операциями алгебраического умножения. Методы нового исчисления - метод степенных рядов, - метод дробного дифференцирования, теорема разложения, импульсная и единичная функции, "импульсная теорема" не были сразу поняты и приняты современниками, так как Хевисайд обращался с оператором, как с алгебраической величиной, отделяя его от функции времени. Во многих случаях применение его методов давали верные результаты. Поэтому Хевисайд ввел их для решения проблем физики, математической физики, электротехники, телеграфного дела и в других направлениях, опередив своих современников в решении этой проблемы на 15 лет. Видные математики того времени О.Йодж , Дк. Перри, Сирл отметили приход в математическую физику чрезвычайно одаренного математика-аналитика и теоретика О. Хевисайда и считали, что его новые методы необходимо изучать и пропагандировать.
   После смерти Максвелла Хевисайд утверждал себя последовательным и энергичным его учеником. Он стал писать в довольно объективной и свободной манере, часто становился "личным" в своих замечаниях, одинаково саркастическим против тех, кому не нравилась строгость математики, так и против тех, кто был «чистым» математиком, и против тех, которые сомневались в ценности теории Максвелла, а также тех, кто не видел преимуществ его собственной теорминологии и методов.
   Уже в 1881г. .Хевисайд указал существование электростатической и магнитной индукции, математически доказал возможность движения волн вдоль параллельных проводников, если оба вида индукции существуют одновременно. Такая идея Хевисайда явилась основой развития теории, линейной передачи и особенно ценна для получения передачи, свободной от искажения. Она впервые сформулирована им в 1887г.
   Серия статей Хевисайда конца 1882г..и начала 1883г. была посвящена расчету электростатической емкости проводов, индукции параллельных токов, магнитным полям, естественному проводнику - земле, энергии электрического тока, теории микрофона, сопротивлению угольного порошка и угольных контактов, некоторым соотношениям электрических я магнитных величин, соотношению магнитных сил и электрических токов. Хевисайд подчеркнул, что некоторые понятия, предложенные главным образом выдающимися учеными от Ампера до Максвелла, многим нравятся своей простотой. То же можно сказать и о работах Хевисайда, они не ли¬шены мастерства, таланта и сложности. Он продемонстрировал глубокий знания математического анализа, интегрального и дифференциаль¬ного исчислений, методов Фурье, теории кватернионов Тота и другие, а также умение их использовать, находить верные обобщения и расши¬рения области применения.
   Несмотря на чрезвычайные способности в математике, Хевисайд старался решать неизвестные проблемы менее теоретического характера, касающиеся проблем электротехники, физики, телеграфа. Такими работами являются исследования генераторов то¬ка и их конструирование, включающая глубо¬кие исследования теории микрофона и сопротивления угольных контак¬тов или угольного порошка. Эти работы подтверждают, что автор не чужд экспериментальных исследований и сохранил из занятий молодос¬ти замечательную наблюдательность. В 1884г.,в мае он опубликовал работу о проблеме индуктивного возбуждения. В ней применен термин импеданс, а в феврале 1887г. Хевисайд дал объяснение роли магнита в телефоне [123]. Очень немногие знают автора этого объяс¬нения, ставшего давно классическим.
   Систематизация Хевисайдом теории Максвелла. Этот цикл в творчестве Хевисайда следует начать с того, что он независимо от Пойнтинга ввел в электродинамику вектор [EH] исходя из выражения плотности энергии, обосновав его на анализе уравнений Максвелла. В 1885г. он начал печатать в журнале «Eteciucian» серию работ под названием "Электромагнитная индукция, и ее распространение". Печатать их прекратили - из-за недоступности работ для инженера-электрика - на работе, в которой Хевисайд обосновал вывод теории полезности большой самоиндукции цепи для телефонных, линий на больших расстояниях. С его работами поступили так потому, что они включали толкования теории Максвела, к которой тогда относились с большими предосторожностями, как и ко всем нововведениям.
   Отношение к теории Максвелла изменилось в 188бг., когда Юг предложил результаты экспериментальной проверки теории поверхностной проводимости, о которой Хевисайд писал годом раньше. Затем последовали опыты Г,Герца и О. Лоджа (1886-18Б8гг.) получения электромагнитных волн, их распространения и исследования свойств.
   О. Хевисайд сообщал, что переменные токи, в отличие от постоянных токов, не распределяются равномерно по сечению проводника, а концентрируются на его поверхности. Это явление назвали позже скин-эффектом, и оно ведет к изменению эффективного сопротивления и самоиндукции проводника (уравнения скин-эффекта Хевисайд записал позже).
В январе 1889г. В.Томсон, будучи президентом королевского общества, проанализировал работы Хевисайда и высоко их оценил (позже он выступил с детальным анализом некоторых работ перед членами Королевского общества). Было решено поручить Лоджу написать письмо О. Хевисайду с просьбой, чтобы он дал согласие на выдвижение его кандидатуры в почетные, члены Королевского общества (Академия наук Англии). Хевисайд сначала возражал, а затем согласился и в июне 1891г. был избран почетным членом Королевского общества. К большому сожалению, он не внес взносы ни за один месяц и его вычеркнули из списков почетных членов Королевского общества.
   В ноябре 1887г. поменялся редактор журнала «Eectrician». Он вежливо информировал Хевисайда, что им выполнен опрос читателей журнала и оказалось - нет желающих читать его статьи. Последовало заявление редактора, что если появится хотя бы один читатель, его работы станут печатать. И только в ноябре 1888г. в журнале "Eectrician" вновь появились статьи Хевисайда, касающиеся исследований электромагнитных эффектов движущихся зарядов. Можно отметить новый этап развития фундаментальных понятий Хевисайдом. Он одним из первых заявил, что катодные лучи являются потоком отрицательных частиц. Позже он приходит к выводу, что эти частицы - электроны, отмечает, их материальность и существование их массы. Хевисайд, определил удельный заряд электрона, но не смог найти массу электрона. Наблюдая за движущимися зарядами, Хевисайд сравнивает их с элементом тока (элемент тока первым ввел Хевисайд. Об этом узнаем из высказываний его друзей Дж.Перри, О.Лодаа и Сирла).
   В 1891г. редактор журнала «Eectrician» предложил Хевисайду опубликовать книгу, в которую войдут статьи по электричеству, напечатанные раньше. Таким образом, первые публикации Хевисайда были собраны и изданы в двух томах «Eectrician papers» в 1892г. Хевисайд писал, что самая большая и серьезная часть его работы находится в «Eectrician papers». Однако это издание было распродано в Англии очень с большими трудностями. Только около 350 экземпляров книг было продано, а 400 экземпляров продали редактору журнала «Eectrician», который переплел их и большую часть отослал в Америку, и там их продали по незначительной цене.
   Тематика "Статей по электричеству" самая разнообразная. Цель издания – представить новую теорию электромагнетизма с применением классических методов математической физики, дать новую интерпретацию уже известных явлений, ввести новые физические понятия, новые явления. Двухтомник включает работы Хевисайда с основными уравнениями математической физики - телеграфными уравнениями, с описанием и объяснением явления поверхностной проводимости (или скин-эффекта), с уравнениями Максвелла в векторной форме и общим их решением, с теорией телеграфа и телефона, с теорией электромагнитных .волн и другие. Первые шесть статей, вошедших в двухтомник, написаны с использованием элементарных математических методов» а последующие - интегральное и дифференциальное исчисление, методы математической физики, математический анализ, а также новый математический метод - операционное исчисление и векторный анализ.
   В 1893-1912гг. Хевисайд опубликовал монографию «Электромагнитная теория», в трех томах. В предисловии к первому тому Хевисайд писал, что "...изложение электромагнитной теории выполнено с точки зрения Фарадея-Максвелла с некоторыми изменениями и обобщениями уравнений Максвелла". Под изменениями Хевисайд имел в виду векторный анализ, операционное исчисление, рациональные электромагнитные единицы, которые в соединении с практическими легли в основу Международной системы единиц СИ, операторы Гамильтона и Лапласа,, элементы тензорной алгебры, теорию линейных операторов, прямоугольные и криволинейные системы координат, кватернионы и другие.
   Хевисайд почти никогда не бывал на научных конференциях, на. заседаниях Королевского общества и общества инженеров-электриков. Он имел много друзей, с которыми переписывался шли встречался у себя .дома. С Г. Герцем Хевисайд никогда не виделся (Герц приезжал в Лондон повидаться с Хевисайдом, однако по непонятным причинам встреча не состоялась), а дружеская переписка длилась многие годы. Интересно, что выдающиеся ученые, работали параллельно над подобными проблемами: исследование полученных электромагнитных волн, создание теории плоских, сферических, цилиндрических, стоячих волн, изучение, их свойств (диффузия, интерференция и дифракция, отражение и другие). Разница исследований – Г. Герц получил электромагнитные волны экспериментально, а Хевисайд создал теорию электромагнитных волн, в основу которой была положена теория Максвелла. Герца, и Хевисайда интересовал вопрос исследования движущихся электрических зарядов, поверхностная плотность и проводимость, другие.
   У него, не было средств к существованию. Поэтому его друзья Фитцджеральд и Сирл, Перри и Лодж стали добиваться, чтобы ему дали гражданскую пенсию из научных фондов помощи Королевского общества. Хевисайд посмотрел .на это, как на "милостыню" и гневно отказался. Весной 1896г. рекомендацию его друзей поддержали Кельвин и Рэйли. Они убедили Белфора внести фамилию Хевисайда в списки для получения гражданской пенсии, и только тогда Хевисайд согласился (ему выплачивали 120 фунтов в год, через 12 лет пенсия немного увеличилась). Однако ее не хватало на-нужды ученого: он не платил за газ, налоги, ему не было за что покупать еду (жил впроголодь).
   Такие условия работы не сказывались на его научных исследованиях. В эти годы, его волновали проблемы: возраст Земли, метеорологические исследования и предсказание погоды, рационализация электромагнитных единиц, исследования движущихся электронов по различным орбитам и излучение ими энергии, исследования движущихся частиц со скоростями близкими скорости света (сделал два открытия – установил зависимость изменения энергии с изменением массы частицы, ввел понятие электромагнитная масса частицы), совершенствование векторного анализа и введение его в физику, обобщение исследований по теории электромагнитных волн, исследования распространения сигналов в кабелях, исследования строения атома, философские вопросы, вопросы об эфире, совершенствование новых катодов операционного исчисления и введение их в электромагнитную теорию, создание теории телеграфа и телефона и ее совершенствование, изучение электрона и другие. Все эти исследования находим в монографии Хевисайда "Электромагнитная теория".
   Жизнь Хевисайда была тяжелой, принесла ему много разочарований. Поэтому и неудивительно, что в спорах он бывал задиристым, но спорил с присущим ему чувством юмора. Одной из тягот жизни было то, что его работы не печатали ( хотя он был почетным членом Королевского .общества ). Судьба его работ была в руках выдающихся математиков которые должны были решить: будут, ли напечатаны работы Хевисайда или нет? Математики решили - не допускать печатать, так как работы не содержали строгости "классической" математики того времени, не было соответствующих доказательств, а когда и были, то основа их базировалась на его необычайной интуиции инженера и ученого-аналитика и теоретика (наиболее важная причина нежелание математиков приспосабливаться к новым методам Хевисайда и, возможно, непонимание его работ и нежелание их понять). Спор Хевисайда с математиками особенно заострился в последние 10 лет XIX века. Его операционное исчисление, упрощающее решение дифференциальных уравнений и применение его в электромагнитной теории телеграфа, теории теплоты, сразу пришлось не по душе членам Королевского общества, и они решили положить конец этому новшеству Хевисайда. Подобного мнения били и математики Кембриджа, что усугубило разногласия, и Хевисайд стал сторониться их общества.
   Рецензенты журнала Королевского общества жаловались на исключительную трудность его статей. Они просили Хевисайда сделать что-либо в отношение облегчения - внести иллюстрации или больше пояснений потому, что в предложенном виде его статьи едва ли смогут читать. Хевисайда обвинили в том, что он пытался получить с помощью несовершенных методов то, что уже сделано с помощью точных.
   В работах Хевисайда была большая доля юмора, смешанного с философией, и, читая их, можно понять автора, получить представление о Хевисайде, ученом и человеке. Последняя работа Хевисайда в "Электромагнитной теории" содержит следующее: «Всем известно, что волнения передаются электромагнитно или гравитационно... с определенной скоростью, следует, что разрушение этого безнравствен-ного мира может наступить в любой момент без предупреждения. Нет возможности предсказать это бедствие (или благословение, возможно) потому, что информация о нем поступит слишком поздно, чтобы предпринять какие-либо меры для спасения... Мир безграничен, и путь к большому, так же бесконечен, как и путь к малому, и возможно продолжить его внутри атомов и даже внутри электронов. Энергетически это нетрудно. Колоссальная энергия может быть сгущена большими силами на малых расстояниях. Какое строение атома, еще не известно. От атома до электрона - большой шаг, но и это не окончательно». Такое размышление Хевисайда интересно читать сейчас, когда понятно, что он уже тогда думал о разрушительном действии внутриядерных сил.
   Конец этой статьи, таков: «...ход событий в физическом мире, обуславливается его настоящим и следующим за ним законом. Но я не вижу, как живая материя может быть совершенно уничтожена. Для нас не известно, как началась жизнь, если она имеет начало. Быть может, что и нет окончательной разницы между жизнью и смертью. Но даже если имеется четкое разделение, длительное действие и реакции, происходящие между жизнью и смертью, должны заставить включить живую материю. Так же определенно нужно обратиться ко всей вселенной... Даже духовный мир, если таков существует, должен быть частицей самой природы.»
   Трудность новых математических методов Хевисайда привели к тому что ученый мир и практики медленно осознавали его гений. Постепенно пришло признание. В одном из писем Лармор благодарил Хевисайда за копию "Электромагнитной теории", которая, по его словам, полезна не только для математиков, но и для философов, физиков, инженеров. В 1904г. Лармор убеждал Хевисайда принять золотую медаль, которую ему предложило Королевское общество. Он писал, что чувствует себя виноватым перед ним (Хеэисайдом), так как в списке награжденных за заслуги в области электричества не было фамилии Хевисайда. Хевисайд отказался от таких почестей.
   Лорд Кельвин писал Хевисайду: «Я очень рад, что Вам доставило удовольствие мое упоминание о Вашей работе, Я полагаю, что не было-понятно, как тщательно Вы применили свои результаты в важных практических вопросах или это может быть более широко оценено уже сейчас, однако имеется сравнительно мало таких, которые разбираются в предмете электричества, могут прочесть и понять такой математический труд как Ваш, и это, без сомнения, главная причина, почему он известен и ценим намного меньше, чем это должно быть".
   Почести пришли к Хевисайду слишком поздно. В 1894г. его избирают почетным членом Манчестерского литературного и философского общества. В 1898г. его избрали почетным членом американской Академии наук. В 1903г. он почетный член общества инженеров-электриков. В 1905г. Геттингенский университет, где работал Вебер и Гауср, присвоил ему степень почетного доктора физических (философских наук). Известность и почести за пределами Англии умиляли его. Б.А. Беренд писал Хевисайду, что его друг по новой работе на авиазаводе рассказывал ему забавную историю о поездке в США несколько лет назад. Упомянули имя Хевисайда. "Хевисайд? Он еще жив? А я думал, что это один из классиков».
   Доктор Берг, навестивший Хевисайда в 1922г., увидел, что входные двери его дома были оклеены разного рода бумагами - при¬глашением президента Королевского общества, письмами из газовой компании о долгах, рекламой краски, ведомостями о понижении налогов и другими. В июле 1922г. Хевисайд писал, что зима была ужас¬ной - почти все время в кровати, без газа, холодный дом, холодная пища, простыл, но хуже всего была погода для его ревматизма. Он совсем не мог надеть сапоги, не мог найти соответствующие носки, прятался под всеми одеялами, которые имел. Соседка, увидев его однажды за работой в саду почти окоченевшим, посоветовала ему по¬йти в дом и согреться у огня. "Мадам, - ответил Хевисайд - у меня нет огня, у меня есть лишь мой гений, чтобы держать меня в тепле" ( с августа 1921г. по октябрь 1922г. газ в его доме был отключен).
   Хевисайд не закончил монографию "Электромагнитная теория". Он подготовил рукопись IV тома к публикации (о чем подтвердил док¬тор Зильберштейн, помогавший ему корректировать рукопись), который из-за непонятных обстоятельств так и не был опубликована. Сразу по¬сле объявления по радио о его смерти дверь дома взломали и украли огромную рукопись, над которой он трудился свыше 20 лет. Из раз¬бросанных бумаг, оставленных грабителями, можно было восстановить некоторые записи IV тома. Однако их оказалось недостаточно. Мно¬гие листы старой и плохой бумаги находились в таком состоянии, что не было возможности что-либо прочесть. Все же установили, что он предлагал новые математические методы для создания теории элек¬трических зарядов.
   Хевисайд.был хорошим учителем. Среди его учеников Лжон Стоун, Дж.Джорджи, А.Кекпбелл, Дж.Карсон .и другие. В работах Карсон, излагая теорию электрических цепей, придал более современный вид операционному исчислению Хевисайда. "Я должник Хевисайда, так как я был одним из многих, которые черпали вдохновение в его работах, особенно в годы, когда я был занят созданием загруженно¬го подводного кабеля".
   Хевисайд умер 3 февраля 1925 года в частной больнице в Торки и похоронен в семейном склепе в Пейгтоне.

   Значительный интерес представляют методы операционного исчис¬ления Хевисайда: метод степенных рядов, теорема разложения, метод дробного дифференцирования, единичная и импульсная функции, пере¬водной оператор, теория линейных операторов, теория электрических операторов. Эти методы Хевисайда имели ряд недостатков и вызыва¬ли критику и возражения его современников. Существенное возраже¬ние вызывало не введение Хевисайдом символа р для производных и р1 для интегралов по времени, а обращение с символами, как с ал¬гебраическими величинами, которые он отделял от функции времени. Только после строгого обоснования операционного исчисления Хеви¬сайда Дж.Карсоном, П.Леви, Г.В.Марчем, Т.Дж.Бромвичем, другими математиками и развития советскими учеными Н.М.Крыловым и Н.Н.Бо¬голюбовым. это исчисление оказалось весьма ценным и актуальным в XX веке, вплоть до настоящего времени.
Заслуга Хевисайда в том, что он внес существенный вклад в разработку векторного анализа (1885г.), позже ввел в физику. Он взял из теории кватернионов векторы и ту часть теории, которая содержит операции над ними, а затем согласовал ее с декартовой схемой построения. Одним из первых он в 1885г. записал урав¬нения Максвелла в векторной форме, а в 1889г. нашел возможные их решения.
   Значительный вклад в развитие математической фи¬зики Хевисайд внес в 187бг.0н одним из первых вывел основные уравнения математической физики - телеграфные уравнения. Позже, в 1885г., Хевисайд независимо от Пойнтинга ввел вектор EH в электро¬динамику.
   Большой научный интерес представляет данная проблема в исследовании электромагнитной теории Хевисайда, так как многие ее положения стали впоследствии классическими (распространение элект¬ромагнитных волн в разных средах, открытие Хевисайдом скин-эффек- та, теория потенциала, теория движения электрических зарядов и ис¬следование энергии, излучаемой зарядами, теория передачи сигналов вдоль телеграфных линий ).
   Представляет интерес оригинальное решение.Хевисайдом задачи В.Гиббса о нахождении энтропии. Он обобщил и расширил области применения интеграла Эйлера, показательной функции и применил их в электромагнитной теории.
   Наибольшую ценность представляет монография Хевисайда "Электромагнитная теория". В предисловии к первому тону Хевисайд писал, что "...изложение электромагнитной теории выполнено с точки зре¬ния Фарадея-Максвелла с некоторыми изменениями и обобщениями уравнений Максвелла. В монографии он использовал векторный анализ, операционное исчисление, ввел рациональные электромагнитные единицы, которые в соединении с практическими единицами легли в основу Международной системы единиц СИ, применил оператор Гамильтона и Лапласа, первым указал и применил симметрию электричес¬ких, магнитных и электромагнитных явлений, дал примеры операции в преобразовании криволинейного интеграла к поверхностному и приме¬ры действия дифференцирования оператора ▼, ввел элементы тензорной алгебры, прямоугольные и криволинейные системы коорди¬нат, кватернионы, использовал теорию линейных операторов.


[Применко Л.А. Развитие математической физики в творчестве Хевисайда. Дисс. на соискание уч. ст. канд. физ.мат. наук. Киев. 1984г.]

Рейтинг@Mail.ru