انجازات “جوزيه جيبس” في الثرموديناميك

2013 الرمل والسيليكون

دنيس ماكوان

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

ويجدر الرجوع للحديث عن جوزيه ويلارد جيبس، أحد كبار الفيزيائيين الأميركيين، الذي نشر بين 1876 و 1878 سلسلة من المقالات الأساسية في الثرموديناميك عنوانها " حول توازن المواد غير المتجانسة " (Gibbs 1876).

تناولت هذه المقالات تقريباً كل خاصة ثرموديناميكية ممكنة لنظام وقدّم جيبس علم الثرموديناميك الأساسي للغازات والمزائج والسطوح والأجسام الصلبة وتغيرات الأطوار والتفاعلات الكيميائية والخلايا الكهركيميائية والترسيب والتناضح.

ومضى جيبس ليكون واحداً من مؤسسي حيز الميكانيك الإحصائي من خلال نشر كتابه المبادئ الأساسية للميكانيك الإحصائي (Gibbs 1902). أخيراً، تعلّم كل طالب فيزياء أو هندسة طرائق التحليل الشعاعي التي تعتمد على مبادئ التحليل الشعاعي الذي نشره جيبس بشكلٍ خاص من أجل طلابه بين 1881 و1884 وتحول لاحقاً إلى كتاب تعليمي من قبل أحد طلابه (Wilson 1901). ويعتبر ذلك كماً هائلاً من البحث الأصيل الناتج عن عبقري يعمل أساساً بمفرده طوال حياته.

وُلد جيبس في نيو هافن في ولاية كونيكتيكت في 11 شباط/ فبراير 1839، وكان والده، الذي حمل نفس الاسم، أستاذ اللغات المقدسة في المدرسة اللاهوتية في جامعة يال (Yale). تخرج ابنه من يال ومُنح درجة الدكتوراه الأولى في الهندسة في الولايات المتحدة عام 1858.

ومثل العديد من العلميين الأميركيين في ذلك الوقت، أمضى ثلاث سنوات في أوروبا للدراسة في جامعات باريس وبرلين وهيدلبرغ قبل العودة ليصبح أستاذ الفيزياء الرياضية في يال.

بقي في يال خلال كامل حياته المهنية لكن ليس دون عارض ممتع، فقد كان يعتمد على ميراث صغير وكان غارقاً في بحوثه حتى أن يال لم تكن تعطيه أجراً مع أنه كان أستاذ الفيزياء الرياضية. في عام 1879، دُعي لإعطاء مجموعة من المحاضرات في جامعة جون هوبكينز (Johns Hopkins) التي كانت في صدد توسيع قسم الفيزياء فعرضوا عليه مباشرة منصب أستاذ مع أجر جيد. تسرب النبأ إلى يال حيث كانوا على وشك خسارة أكثر أساتذة الفيزياء مكانة. أخيراً، ارتفعت يال إلى المستوى وعرضوا على جيبس عام 1880 أجراً قدره 2000 دولار في العام وأقنعوه بعدم المغادرة.

كانت مساهمات جيبس في العلوم بعيدة المنال مع أنه كان غير معروف نسبياً خارج مجتمع الفيزياء، لأنه اختار تقريباً العمل بالكامل لحسابه. وُلد في نيو هافن وعاش وعمل وتوفي فيها في 28 نيسان 1903.

كان عالمه هو بحثه وابتعد بصعوبة عن قسم الفيزياء ومنزل أخته وعائلتها الذين عاش معهم بعض المعوقات. كان يركّز بشكلٍ كامل على بحوثه التي سيطرت عليه طوال 45 عاماً.