オリヴァー・ヘヴィサイド

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オリヴァー・ヘヴィサイド
Portrait by Frances Hodge
誕生	1850年5月18日 イギリス, ロンドン, Camden
死没	1925年2月3日 (74歳) イギリス, デボン, Torquay
居住国	イギリス
国籍	イギリス
研究分野	電気技師, 数学者, 物理学者
研究機関	Great Northern Telegraph Company
母校	ゲッティンゲン大学名誉博士
主な業績	電離層 インピーダンスの概念 ヘヴィサイドの階段関数 微分演算子 ベクトル解析 同軸ケーブルの発明
主な受賞歴	ファラデー・メダル
チャールズ・ホイートストンの甥 Why should I refuse a good dinner simply because I don't understand the digestive processes involved? (消化のプロセスを知らない私は美味しいディナーを断らなければならないのか。)
表・話・編・歴

オリヴァー・ヘヴィサイド（Oliver Heaviside, 1850年5月18日 - 1925年2月3日）はイギリスの電気技師、物理学者、数学者である。幼時に猩紅熱に罹患したことにより難聴となった。正規の大学教育を受けず研究機関にも所属せず、独学で研究を行った。電気回路におけるインピーダンスの概念を導入、複素数 i の導入や「ヘヴィサイドの演算子法」といった物理数学の方法を開発するなど、大きな功績を残した。また、インダクタンスやコンダクタンスなど、回路理論用語のいくつかを提唱した。

電波を反射するイオン化気体層の存在を予想したことで知られている。

また、チャールズ・ホイートストンの甥にあたる。

[編集] 経歴

[編集] 幼少期

1850年ロンドンに生まれる。幼いころに猩紅熱にかかり、耳が不自由になった。彼の叔父であったホイートストンはヘヴィサイドの教育に多大な関心を示した。

16歳の頃、彼は学校を辞め、その後18歳まで独学で電信技術と電磁気学を学んだ。その後彼は電信技師の職を得、直ぐに主任技師となった。仕事の傍らで研究を続け、21歳、22歳の時に電気回路と電信に関する研究を発表した。24歳の頃、仕事を辞め、ロンドンの両親のもとで研究に専念した。

1873年にヘヴィサイドは、マクスウェルが発表した今日では有名な著作、"Treatise on Electricity and Magnetism"に遭遇する。

ヘヴィサイドは、自宅で研究に打ち込み、伝送線路の理論を発展させた。伝送路中の均質なインダクタンス成分が信号の歪みと減衰を減少させることを数学的に説明した。

[編集] 中年期

1880年、伝送線路の表皮効果に関する研究を行う。同年、同軸ケーブルの発明によりイギリスで特許を取得。1884年、 ヘヴィサイドは、当時は20の式から構成されていたマクスウェル方程式を、今日知られる4つのベクトル形式の式に直した。

1880年から1887年の間に、ヘヴィサイドは微分演算子を用いた微分方程式の解法を発見した。しかし、その解法の導出過程は理論的厳密さを欠いていたため、当初は論議の的となった。ヘヴィサイドはこの問題について、「数学は実験的科学であり、定義が先にくるわけではない、」「私は消化のプロセスを知らないからといって食事をしないわけではない。」いう有名な言葉を残している。

1887年、伝送線路上を伝搬する信号から歪みを除去するために、伝送線路にインダクタンスを付加 (無ひずみ線路) することを提案するが、政治的な理由からすぐには実行されなかった。ヘヴィサイドのこの研究に関する重要性は、The Electrician 誌に掲載されるまで注目されず、この発明に関する権利は認められなかった。AT&TはGeorge A. CampbellとMichael I. Pupinを雇用し、ヘヴィササイドの研究に関する調査を行わせた。CampbellとPupinはヘヴィサイドの研究成果を拡張し、AT&Tはその成果とコイルの設計方法に関する特許を取得した。AT&Tは後に、ヘヴィサイドに対し、彼の権利に対する対価を支払う提案を行った。しかし、ヘヴィサイドは、その特許が完全に彼の業績であると認めないかぎり、その金銭的対価を受けとらないと、提案を拒否した。ヘヴィサイドは慢性的金欠に悩んでいたが、この提案の拒否により、金欠はさらにひどいものになった。

1888年、1889年の論文において、チェレンコフ放射に関する研究を行う。この研究を元にフィッツジェラルドはローレンツ収縮を予想した。

1880年代後半から1890年初頭にかけて、電磁質量に関する研究を行う。後に、ヴィルヘルム・ヴィーンが、ヘヴィサイドの式を証明した。

1891年、英国学士院は、電磁現象の数学的記述に関するヘヴィサイドの業績を称え、学士院のフェローの称号を与えた。

1905年、ゲッティンゲン大学より名誉博士号を授与される。

[編集] 晩年

晩年、ヘヴィサイドは非常に不可解な行動をとるようになる。"W.O.R.M"という意味をなさない文字をサインのあとにつけるようになった。また、指の爪をピンクを塗ったり、御影石を家に持ち込んで家具として使ったりもした。 ヘヴィサイドの業績のほとんどは、彼の死後認められた。

[編集] 発明・発見

• イオン化気体層の存在を予想した。
• 伝送線路に関する理論を構築した。(電信方程式として知られている。)
• ポインティングベクトルを独立に発見した。
• マクスウェルの方程式を見通しよくかつ使いやすい形式に変形した。
• 電気回路中の電流をモデル化するために、ヘヴィサイドの階段関数を発明した。
• ベクトル解析とベクトル演算を発明した。
• 線型微分方程式の演算子法を発明した。後に、Thomas John I'Anson Bromwichはヘヴィサイドの演算子法の厳密な数学的証明を与えた。ヘヴィサイドの演算子法は今日我々が知るところのラプラス変換とほとんど等価なものである。

[編集] 関連項目

• ヘヴィサイドの階段関数
• ヘヴィサイドの定理

[編集] 参考文献

• 『なっとくするフーリエ変換』

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