Питер Гатри Тейт FRSE (28 апреля 1831 — 4 июля 1901) — шотландский физик-математик и пионер термодинамики . Он наиболее известен благодаря учебнику математической физики «Трактат о естественной философии» , который он написал в соавторстве с лордом Кельвином , и своими ранними исследованиями теории узлов .
Его работа по теории узлов способствовала окончательному формированию топологии как математической дисциплины. Его имя известно в теории графов главным образом благодаря гипотезе Тейта о кубических графах. Он также является одним из тезок теоремы Тейта-Кнезера о соприкасающихся окружностях .
Тейт родился в Далките 28 апреля 1831 года и был единственным сыном Мэри Рональдсон и Джона Тейта, секретаря 5-го герцога Баклю . [1]
Он получил образование в средней школе Далкейта, затем в Эдинбургской академии . Он изучал математику и физику в Эдинбургском университете , а затем поступил в Питерхаус в Кембридже , получив высшее образование как старший спорщик и первый лауреат премии Смита в 1852 году . лет, прежде чем уехать, чтобы занять должность профессора математики в Королевском колледже Белфаста . Там он познакомился с Томасом Эндрюсом , с которым он присоединился в исследованиях плотности озона и действия электрического разряда на кислород и другие газы, и которым он познакомился с сэром Уильямом Роуэном Гамильтоном и кватернионами .
В 1860 году Тейт сменил своего старого учителя Джеймса Д. Форбса на посту профессора естественной философии Эдинбургского университета и занимал эту кафедру незадолго до своей смерти. Первая научная статья только под именем Тейта была опубликована в 1860 году. Его ранние работы касались в основном математических предметов, особенно кватернионов , ведущим представителем которых он был после их создателя Уильяма Роуэна Гамильтона . Он был автором двух учебников по ним: одного « Элементарного трактата о кватернионах» (1867 г.), написанного по совету Гамильтона, но опубликованного только после его смерти, а другого « Введение в кватернионы » (1873 г.), в котором ему помогал Филип Келланд (1808–1879), один из его преподавателей в Эдинбургском университете. Кватернионы также были одной из тем его выступления на посту президента математической секции Британской ассоциации содействия развитию науки в 1871 году.
Он также написал оригинальные работы в области математической и экспериментальной физики. В 1864 году он опубликовал небольшую статью по термодинамике , и с этого времени его вклад в эту и смежные области науки стал частым и важным. В 1871 году он подчеркнул значение и будущую важность принципа диссипации энергии ( второго закона термодинамики ). В 1873 году он сделал термоэлектричество предметом своего доклада в качестве лектора Реде в Кембридже , и в том же году он представил первый набросок своей знаменитой термоэлектрической диаграммы перед Королевским обществом Эдинбурга .
Два года спустя исследования « угольного вакуума» с Джеймсом Дьюаром привели его к тому, что истинное динамическое объяснение радиометра Крукса заключалось в большой длине свободного пробега молекулы сильно разреженного воздуха. С 1879 по 1888 год он занимался сложными экспериментальными исследованиями. Они начались с исследования того, какие поправки необходимы для термометров, работающих при большом давлении. Это было сделано для термометров, используемых экспедицией Челленджера для наблюдения за глубоководной температурой, и было расширено, чтобы включить сжимаемость воды, стекла и ртути . [3] Эта работа привела к первой формулировке уравнения Тейта , которое широко используется для сопоставления плотности жидкости с давлением. Между 1886 и 1892 годами он опубликовал серию статей по основам кинетической теории газов , четвертая из которых содержала, по мнению лорда Кельвина , первое когда-либо данное доказательство теоремы Уотерстона - Максвелла ( теоремы о равнораспределении ) среднее равное распределение энергии в смеси двух газов. Примерно в то же время он провел расследование воздействия и его продолжительности.
Можно упомянуть многие другие исследования, проведенные им, и некоторое представление о его научной деятельности можно получить из того факта, что только избранные из его статей, опубликованных издательством Кембриджского университета , занимают три больших тома. Эта масса работы была проделана за то время, которое он мог освободить от профессорской преподавания в университете. Например, в 1880 году он работал над теоремой о четырех цветах и доказал, что она верна тогда и только тогда, когда ни один снарк не является плоским.
Кроме того, он был автором ряда книг и статей. Из первых первая, опубликованная в 1856 году, была посвящена динамике частицы; а за этим последовал ряд кратких трактатов по термодинамике , теплу, свету, свойствам материи и динамике, а также удивительно ясный том популярных лекций о последних достижениях физической науки.
Вместе с лордом Кельвином он сотрудничал в написании известного «Трактата о естественной философии» . «Томсон и Тейт», как его обычно называют («Т и Т'» — это была собственная формула авторов), планировалось вскоре после того, как лорд Кельвин познакомился с Тейтом, при назначении последнего на должность профессора в Эдинбурге, и это было задуман как всеобъемлющий трактат по физической науке, основы которого закладываются в кинематике и динамике , а структура дополнена свойствами материи , тепла, света, электричества и магнетизма . Но литературное товарищество прекратилось примерно через восемнадцать лет, когда была выполнена лишь первая часть плана, потому что каждый из участников чувствовал, что может работать с большей пользой по отдельности, чем совместно. Однако дружба продолжалась оставшиеся двадцать три года жизни Тейта.
Тейт сотрудничал с Бальфуром Стюартом в «Невидимой Вселенной» , за которой последовала «Парадоксальная философия» . Именно в обзоре «Невидимой Вселенной» в 1875 году Уильям Джеймс впервые изложил свою доктрину «Воля верить» . Среди статей Тейта есть статьи, которые он написал для девятого издания Британской энциклопедии о свете, механике, кватернионах, излучении и термодинамике, а также биографические заметки Гамильтона и Джеймса Клерка Максвелла.
Он умер в Эдинбурге 4 июля 1901 года. Он похоронен на второй террасе вниз от Принсес-стрит на кладбище епископальной церкви Святого Иоанна в Эдинбурге .
Гипотезы Тейта — это три гипотезы , выдвинутые Тейтом в ходе исследования узлов. Гипотеза Тейта включает в себя такие понятия теории узлов, как чередующиеся узлы , хиральность и корчание . Все гипотезы Тейта были решены, последней из которых является гипотеза Флайпинга, доказанная Морвен Тистлтуэйт и Уильямом Менаско в 1991 году.
Тейт был женат на Маргарет Арчер Портер (1839–1926), сестре (1) Уильяма Арчера Портера , юриста и педагога , который работал директором государственного колледжа искусств в Кумбаконаме, а также наставником и секретарем махараджи Майсура (2 ) Джеймс Портер (магистр Питерхауса, Кембридж) и (3) Джейн Бэйли Портер, вышедшая замуж за Александра Крама Брауна , шотландского химика-органика.
Тейт был страстным игроком в гольф, и из его семи детей двое, Фредерик Гатри Тейт (1870–1900) и Джон Гатри Тейт (1861–1945), впоследствии стали одаренными чемпионами по гольфу среди любителей. Он был разносторонним спортсменом и представлял Шотландию на международном уровне в союзе регби . В 1891 году Тейт применил эффект Магнуса , чтобы объяснить влияние вращения на полет мяча для гольфа . Его дочь Эдит Тейт была замужем за преподобным Гарри Ридом , который позже стал епископом Эдинбурга .
Его сын Уильям Арчер Портер Тейт был инженером-строителем .
Тейт был другом Джеймса Клерка Максвелла на протяжении всей жизни , а портрет Тейта работы Харрингтона Манна хранится в музее Фонда Джеймса Клерка Максвелла в Эдинбурге. [5]
Есть несколько портретов Тейта работы сэра Джорджа Рида . Один, написанный около 1883 года, принадлежит Национальной галерее Шотландии , которой он был подарен художником в 1902 году. Другой портрет был открыт в Питерхаусе, Кембридж , в октябре 1902 года и оплачен Мастером и членами Питерхауса. , где Тейт был почетным членом. [7]
Одной из кафедр факультета физики Эдинбургского университета является профессор Тейта. [8]
Питер Гатри Тейт-Роуд в комплексе King's Buildings Эдинбургского университета назван в его честь.
