ГИББС, ДЖОЗАЙЯ УИЛЛАРД

ГИББС, ДЖОЗАЙЯ УИЛЛАРД
ГИББС, ДЖОЗАЙЯ УИЛЛАРД (Gibbs, Josiah Willard) (1839-1903), американский физик и математик, один из основоположников химической термодинамики и статистической физики. Родился 11 февраля 1839 в Нью-Хейвене (шт. Коннектикут) в семье известного филолога, профессора богословия. Окончил Йельский университет, где его успехи в греческом языке, латыни и математике были отмечены призами и премиями. В 1863 получил степень доктора философии. Стал преподавателем университета, причем первые два года преподавал латынь и лишь затем математику. В 1866-1869 продолжил образование в Парижском, Берлинском и Гейдельбергском университетах, где познакомился с ведущими математиками того времени. Через два года после возвращения в Нью-Хейвен возглавил кафедру математической физики Йельского университета и занимал ее до конца жизни. Первую работу в области термодинамики Гиббс представил Коннектикутской Академии наук в 1872. Она называлась Графические методы в термодинамике жидкостей (Graphical Methods in the Thermodynamics of Fluids) и была посвящена разработанному Гиббсом методу энтропийных диаграмм. Метод позволял графически представить все термодинамические свойства вещества и сыграл большую роль в технической термодинамике. Гиббс развил свои идеи в следующей работе - Методы геометрического представления термодинамических свойств веществ при помощи поверхностей (Methods of Geometrical Representation of the Thermodynamic Properties of Substances by Means of Surfaces, 1873), введя трехмерные диаграммы состояния и получив соотношение между внутренней энергией системы, энтропией и объемом. В 1874-1878 Гиббс опубликовал фундаментальный трактат О равновесии гетерогенных веществ (On the Equilibrium of Heterogeneous Substances), ставший основой химической термодинамики. В нем он изложил общую теорию термодинамического равновесия и метод термодинамических потенциалов, сформулировал правило фаз (ныне носящее его имя), построил общую теорию поверхностных и электрохимических явлений, вывел фундаментальное уравнение, устанавливающее связь между внутренней энергией термодинамической системы и термодинамическими потенциалами и позволяющее определять направление химических реакций и условия равновесия для гетерогенных систем. Теория гетерогенного равновесия - наиболее абстрактная из всех теорий Гиббса - нашла в последующем широкое практическое применение. Работы Гиббса по термодинамике были мало известны в Европе до 1892. Одним из первых оценил значение его графических методов Дж.Максвелл, который построил несколько моделей термодинамических поверхностей для воды. В 1880-х годах Гиббс увлекся работами У.Гамильтона по кватернионам и алгебраическими работами Г.Грассмана. Развивая их идеи, он создал векторный анализ в его современном виде. В 1902 работой Основные принципы статистической механики (Elementary Principles in Statistical Mechanics) Гиббс завершил создание классической статистической физики. Разработанные им статистические методы исследования позволяют получать термодинамические функции, характеризующие состояние систем. Гиббс дал общую теорию величин флуктуаций этих функций от равновесных значений и описание необратимости физических процессов. С его именем связаны такие понятия, как "парадокс Гиббса", "каноническое, микроканоническое и большое каноническое распределения Гиббса", "адсорбционное уравнение Гиббса", "уравнение Гиббса - Дюгема" и др. Гиббс был избран членом Американской академии искусств и наук в Бостоне, членом Лондонского королевского общества, награжден медалью Копли, медалью Румфорда. Умер Гиббс в Йеле 28 апреля 1903.