Питер Гатри Тейт FRSE (28 апреля 1831 г. – 4 июля 1901 г.) был шотландским физиком-математиком и одним из первых пионеров термодинамики . Он наиболее известен учебником по математической физике « Трактат о натуральной философии» , который он написал в соавторстве с лордом Кельвином , и своими ранними исследованиями в области теории узлов .
Его работа по теории узлов способствовала окончательному формированию топологии как математической дисциплины. Его имя известно в теории графов в основном по гипотезе Тейта о кубических графах. Он также является одним из тезок теоремы Тейта–Кнезера о соприкасающихся окружностях .
Тейт родился в Далкейте 28 апреля 1831 года и был единственным сыном Мэри Рональдсон и Джона Тейта, секретаря 5-го герцога Бакклю . [1]
Он получил образование в Dalkeith Grammar School, затем в Edinburgh Academy , где началась его пожизненная дружба с Джеймсом Клерком Максвеллом . Он изучал математику и физику в Эдинбургском университете , а затем отправился в Peterhouse, Cambridge , окончив его в качестве старшего рэнглера и первого призера Смита в 1852 году. [2]
Как член и преподаватель своего колледжа он оставался в университете еще два года, прежде чем уйти, чтобы занять должность профессора математики в Королевском колледже в Белфасте . Там он познакомился с Томасом Эндрюсом , к которому присоединился в исследованиях плотности озона и действия электрического разряда на кислород и другие газы, и который познакомил его с сэром Уильямом Роуэном Гамильтоном и кватернионами . [ требуется ссылка ]
В 1860 году Тейт сменил своего старого учителя Джеймса Д. Форбса на посту профессора естественной философии в Эдинбургском университете и занимал кафедру до самой его смерти. Первая научная работа под именем Тейта была опубликована в 1860 году. Его самые ранние работы были посвящены в основном математическим предметам, и особенно кватернионам , ведущим представителем которых он был после их создателя Уильяма Роуэна Гамильтона . Он был автором двух учебников по ним — один « Элементарный трактат о кватернионах» (1867), написанный по совету Гамильтона, хотя и опубликованный только после его смерти, и другой « Введение в кватернионы» (1873), в котором ему помогал Филип Келланд (1808–1879), один из его учителей и коллег в Эдинбургском университете. Кватернионы также были одной из тем его выступления на посту президента математической и физической секции Британской ассоциации содействия развитию науки в 1871 году.
Тейт также создал оригинальные работы в области математической и экспериментальной физики. В 1864 году он опубликовал короткую статью по термодинамике , и с этого времени его вклад в эту и родственные области науки стал частым и важным. В 1871 году он подчеркнул значимость и будущую важность принципа рассеивания энергии ( второй закон термодинамики ). В 1873 году он взял термоэлектричество в качестве предмета своего выступления в качестве лектора Реде в Кембридже , и в том же году он представил первый набросок своей известной термоэлектрической диаграммы Королевскому обществу Эдинбурга .
Два года спустя исследования «Charcoal Vacua» с Джеймсом Дьюаром привели его к тому , что он увидел истинное динамическое объяснение радиометра Крукса в большой средней длине свободного пробега молекулы сильно разреженного воздуха. С 1879 по 1888 год он занимался сложными экспериментальными исследованиями. Они начались с исследования того, какие поправки требуются для термометров, работающих при большом давлении. Это было сделано для термометров, используемых экспедицией « Челленджера » для наблюдения за глубоководными температурами, и было расширено, чтобы включить сжимаемость воды, стекла и ртути . [3] Эта работа привела к первой формулировке уравнения Тейта , которое широко используется для подгонки плотности жидкости к давлению. Между 1886 и 1892 годами он опубликовал ряд статей по основам кинетической теории газов , четвертая из которых содержала то, что, по словам лорда Кельвина , было первым доказательством теоремы Уотерстона - Максвелла ( теоремы о равнораспределении ) о среднем равном распределении энергии в смеси двух газов. Примерно в то же время он провел исследования удара и его продолжительности.
Можно упомянуть и многие другие проведенные им исследования, и некоторое представление о его научной деятельности можно получить из того факта, что выборка только его статей, опубликованных Cambridge University Press , заполняет три больших тома. Эта масса работы была проделана в то время, которое он мог выделить от своего профессорского преподавания в университете. Например, в 1880 году он работал над теоремой о четырех красках и доказал, что она верна тогда и только тогда, когда ни один снаркинг не является плоским.
Кроме того, он был автором ряда книг и статей. Из первых, первая, опубликованная в 1856 году, была посвящена динамике частицы; а затем последовало несколько кратких трактатов по термодинамике , теплу, свету, свойствам материи и динамике, вместе с превосходно ясным томом популярных лекций по последним достижениям в физической науке.
С лордом Кельвином он сотрудничал в написании известного «Трактата о натуральной философии» . «Томсон и Тэт», как его обычно называют («Т и Т'» — собственная формула авторов), был задуман вскоре после того, как лорд Кельвин познакомился с Тэтом, при назначении последнего на должность профессора в Эдинбурге, и он должен был стать всеобъемлющим трактатом по физической науке, основы которого закладывались в кинематике и динамике , а структура дополнялась свойствами материи , тепла, света, электричества и магнетизма . Но литературное партнерство прекратилось примерно через восемнадцать лет, когда была завершена только первая часть плана, потому что каждый из членов чувствовал, что может работать с большей пользой по отдельности, чем совместно. Однако дружба продолжалась в течение оставшихся двадцати трех лет жизни Тэта.
Тейт сотрудничал с Бальфуром Стюартом в работе «Невидимая Вселенная» , за которой последовала «Парадоксальная философия» . Именно в своем обзоре « Невидимой Вселенной» 1875 года Уильям Джеймс впервые выдвинул свою доктрину «Воли к вере» . Статьи Тейта включают статьи, написанные им для девятого издания Encyclopaedia Britannica о свете, механике, кватернионах, излучении и термодинамике, а также биографические заметки Гамильтона и Джеймса Клерка Максвелла.
Он умер в Эдинбурге 4 июля 1901 года в возрасте 70 лет. Он похоронен на второй террасе вниз от Принсес-стрит на кладбище епископальной церкви Святого Иоанна в Эдинбурге . [ необходима цитата ]
Гипотезы Тейта — это три гипотезы , выдвинутые Тейтом в ходе его исследования узлов. Гипотезы Тейта включают в себя такие концепции теории узлов , как чередующиеся узлы , хиральность и скручивание . Все гипотезы Тейта были решены, самой последней из них является гипотеза Флайпинга, доказанная Морвен Тистлтуэйт и Уильямом Менаско в 1991 году. [ требуется ссылка ]
Тейт был женат на Маргарет Арчер Портер (1839–1926), сестре (1) Уильяма Арчера Портера , юриста и педагога, который был директором Государственного колледжа искусств в Кумбаконаме, а также наставником и секретарем махараджи Майсура , (2) Джеймса Портера (магистра Питерхауса, Кембридж) и (3) Джейн Бейли Портер, которая вышла замуж за Александра Крама Брауна , шотландского химика-органика.
Тейт был увлеченным игроком в гольф, и из его семи детей двое, Фредерик Гатри Тейт (1870–1900) и Джон Гатри Тейт (1861–1945), стали одаренными чемпионами по гольфу среди любителей. Он был всесторонним спортсменом и представлял Шотландию на международном уровне в регбийном союзе . (В 1891 году Тейт применил эффект Магнуса , чтобы объяснить влияние вращения на полет мяча для гольфа .) Его дочь Эдит вышла замуж за преподобного Гарри Рида , который позже стал епископом Эдинбургским . Другой сын, Уильям , был инженером-строителем .
Тейт был другом Джеймса Клерка Максвелла на протяжении всей его жизни , а портрет Тейта работы Харрингтона Манна хранится в музее Фонда Джеймса Клерка Максвелла в Эдинбурге. [5]
Существует несколько портретов Тейта, написанных сэром Джорджем Ридом . Один из них, написанный около 1883 года, принадлежит Национальной галерее Шотландии , которой он был подарен художником в 1902 году. [6] Другой портрет был представлен в Питерхаусе, Кембридж , в октябре 1902 года, на деньги Мастера и членов Питерхауса, где Тейт был почетным членом. [7]
Одна из кафедр физического факультета Эдинбургского университета — профессор Тейта. [8]
В честь Питера Гатри названа улица Тейт-роуд в комплексе зданий Кингс-Билдингс Эдинбургского университета .
