Peter Tait (físico)
Peter Guthrie Tait FRSE (28 de abril de 1831 – 4 julio de 1901) fue un físico matemático escocés y pionero de la termodinámica. Es más conocido por el libro de texto de física matemática Tratado de filosofía natural, que coescribió con Lord Kelvin, y sus primeras investigaciones sobre la teoría de nudos.
Su trabajo sobre la teoría de nudos contribuyó a la eventual formación de la topología como disciplina matemática. Su nombre es conocido en teoría de grafos principalmente por la conjetura de Tait. También es uno de los homónimos del teorema de Tait-Kneser sobre los círculos osculadores.
Primeros años
Tait nació en Dalkeith el 28 de abril de 1831, hijo único de Mary Ronaldson y John Tait, secretario del quinto duque de Buccleuch.
Fue educado en Dalkeith Grammar School y luego en Edinburgh Academy. Estudió Matemáticas y Física en la Universidad de Edimburgo, y luego se fue a Peterhouse, Cambridge, donde se graduó como luchador principal y primer premio Smith's en 1852. Como miembro y profesor de su facultad, permaneció en la Universidad durante más dos años, antes de partir para ocupar la cátedra de matemáticas en el Queen's College de Belfast. Allí conoció a Thomas Andrews, a quien se unió en las investigaciones sobre la densidad del ozono y la acción de la descarga eléctrica sobre el oxígeno y otros gases, y por quien conoció a Sir William Rowan Hamilton y los cuaterniones.
Años intermedios
En 1860, Tait sucedió a su antiguo maestro, James D. Forbes, como profesor de filosofía natural en la Universidad de Edimburgo y ocupó la cátedra hasta poco antes de su muerte. El primer artículo científico con el nombre de Tait solo se publicó en 1860. Sus primeros trabajos trataban principalmente de temas matemáticos, y especialmente de cuaterniones, de los que fue el principal exponente después de su creador, William Rowan Hamilton. Fue autor de dos libros de texto sobre ellos: uno, un Tratado elemental sobre cuaterniones (1867), escrito con el consejo de Hamilton, aunque no se publicó hasta después de su muerte, y el otro, un Introducción a los cuaterniones (1873), en la que fue ayudado por Philip Kelland (1808–1879), uno de sus profesores en la Universidad de Edimburgo. Quaternions también fue uno de los temas de su discurso como presidente de la sección matemática de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia en 1871.
También produjo trabajos originales en física matemática y experimental. En 1864, publicó un breve artículo sobre termodinámica, y desde ese momento sus contribuciones a ese y otros departamentos de ciencia afines se hicieron frecuentes e importantes. En 1871, enfatizó el significado y la importancia futura del principio de la disipación de energía (segunda ley de la termodinámica). En 1873 tomó la termoelectricidad como tema de su discurso como profesor de Rede en Cambridge, y en el mismo año presentó el primer boceto de su conocido diagrama termoeléctrico ante la Royal Society de Edimburgo.
Dos años después, investigaciones sobre "Carbón Vacua" con James Dewar lo llevó a ver la verdadera explicación dinámica del radiómetro de Crookes en la gran trayectoria libre media de la molécula del aire altamente enrarecido. De 1879 a 1888, se dedicó a difíciles investigaciones experimentales. Estos comenzaron con una investigación sobre qué correcciones se requerían para los termómetros que operaban a gran presión. Esto fue en beneficio de los termómetros empleados por la expedición Challenger para observar las temperaturas de las profundidades marinas y se amplió para incluir la compresibilidad del agua, el vidrio y el mercurio. Este trabajo condujo a la primera formulación de la ecuación de Tait, que se usa ampliamente para ajustar la densidad del líquido a la presión. Entre 1886 y 1892 publicó una serie de artículos sobre los fundamentos de la teoría cinética de los gases, el cuarto de los cuales contenía lo que fue, según Lord Kelvin, la primera demostración del teorema de Waterston-Maxwell (teorema de equipartición) de la partición igual promedio de energía en una mezcla de dos gases. Casi al mismo tiempo llevó a cabo investigaciones sobre el impacto y su duración.
Se pueden mencionar muchas otras investigaciones realizadas por él, y se puede obtener una idea de su actividad científica por el hecho de que solo una selección de sus artículos, publicados por Cambridge University Press, llena tres grandes volúmenes. Esta gran cantidad de trabajo se hizo en el tiempo que le sobraba de su enseñanza como profesor en la universidad. Por ejemplo, en 1880 trabajó en el teorema de los cuatro colores y demostró que era cierto si y solo si ningún snark era plano.
Años posteriores
Además, fue autor de varios libros y artículos. De los primeros, el primero, publicado en 1856, trataba sobre la dinámica de una partícula; y luego siguió una serie de tratados concisos sobre termodinámica, calor, luz, propiedades de la materia y dinámica, junto con un volumen admirablemente lúcido de conferencias populares sobre Avances Recientes en Ciencias Físicas.
Con Lord Kelvin, colaboró en la redacción del conocido Tratado de Filosofía Natural. "Thomson y Tait," como se le llama familiarmente (" T y T' " era la propia fórmula de los autores), se planeó poco después de que Lord Kelvin se familiarizara con Tait, en el nombramiento de este último para su cátedra en Edimburgo, y estaba destinado a ser un tratado completo sobre ciencia física, con los cimientos establecidos en cinemática y dinámica, y la estructura completada con las propiedades de la materia, el calor, la luz, la electricidad y el magnetismo. Pero la sociedad literaria cesó en unos dieciocho años, cuando sólo se había completado la primera parte del plan, porque cada uno de los miembros sintió que podía trabajar mejor por separado que en conjunto. La amistad, sin embargo, perduró durante los veintitrés años restantes de la vida de Tait.
Tait colaboró con Balfour Stewart en Unseen Universe, a la que siguió Paradoxical Philosophy. Fue en su revisión de 1875 de El Universo Invisible, que William James presentó por primera vez su Doctrina de la Voluntad de Creer. Los artículos de Tait incluyen los que escribió para la novena edición de la Encyclopædia Britannica sobre luz, mecánica, cuaterniones, radiación y termodinámica, y las reseñas biográficas de Hamilton y James Clerk Maxwell.
Murió en Edimburgo el 4 de julio de 1901. Está enterrado en la segunda terraza de Princes Street en el cementerio de la Iglesia Episcopal de San Juan, Edimburgo.
Topología
Las conjeturas de Tait son tres conjeturas hechas por Tait en su estudio de los nudos. Las conjeturas de Tait involucran conceptos en la teoría de nudos como nudos alternos, quiralidad y retorcimiento. Todas las conjeturas de Tait han sido resueltas, siendo la más reciente la conjetura de Flyping, demostrada por Morwen Thistlethwaite y William Menasco en 1991.
Publicaciones
- Dinámica de una partícula (1856)
- Treatise on Natural Philosophy (1867); v. 1 y v. 2 (PDF/DjVu en el Archivo de Internet).
- Un tratado elemental sobre las cuaterniones (1867); PDF/DjVu Copia de la primera edición en el Archivo de Internet y PDF/DjVu Copia de la tercera edición en el Archivo de Internet.
- Elementos de la filosofía natural (1872); (PDF/DjVu en el Archivo de Internet). Una porción no matemática Treatise on Natural Philosophy".
- Sketch of Thermodynamics (1877); PDF/DjVu Copia en el Archivo de Internet.
- Avances recientes en Ciencias Físicas (1876); PDF/DjVu Copia en el Archivo de Internet.
- Calor (1884); PDF/DjVu Copia en el Archivo de Internet.
- Luz (1884); PDF/DjVu Copia en el Archivo de Internet.
- Propiedades de la materia (1885); PDF/DjVu Copia en el Archivo de Internet.
- Dinámica (1895); PDF/DjVu Copia en el Archivo de Internet.
- El Universo invisible (1875; nueva edición, 1901)
- Documentos científicos vol. 1 (1898–1900) PDF/DjVu Copiado en el Archivo de Internet.
- Documentos científicos vol. 2 (1898–1900) PDF/DjVu Copiado en el Archivo de Internet.
Vida privada
Tait estaba casado con Margaret Archer Porter (1839-1926), hermana de (1) William Archer Porter, abogado y educador que se desempeñó como director de Government Arts College, Kumbakonam y tutor y secretario del maharajá de Mysore, (2) James Porter (Maestro de Peterhouse, Cambridge) y (3) Jane Bailie Porter, quien se casó con Alexander Crum Brown, el químico orgánico escocés.
Tait era un golfista entusiasta y, de sus siete hijos, dos, Frederick Guthrie Tait (1870–1900) y John Guthrie Tait (1861–1945) se convirtieron en talentosos campeones de golf amateur. Era un deportista completo y representó a Escocia a nivel internacional en la unión de rugby. En 1891, Tait invocó el efecto Magnus para explicar la influencia del giro en el vuelo de una pelota de golf. Su hija Edith Tait estaba casada con el reverendo Harry Reid, quien más tarde se convirtió en obispo de Edimburgo.
Su hijo William Archer Porter Tait era ingeniero civil.
Reconocimiento
Tait fue amigo de toda la vida de James Clerk Maxwell, y un retrato de Tait realizado por Harrington Mann se exhibe en el museo de la Fundación James Clerk Maxwell en Edimburgo.
Hay varios retratos de Tait realizados por Sir George Reid. Uno, pintado alrededor de 1883, es propiedad de las Galerías Nacionales de Escocia, a las que el artista se lo dio en 1902. Otro retrato se inauguró en Peterhouse, Cambridge, en octubre de 1902, pagado por el Maestro y los becarios de Peterhouse, donde Tait había sido miembro honorario.
Una de las cátedras del Departamento de Física de la Universidad de Edimburgo es la cátedra Tait.
Peter Guthrie Tait Road en el complejo King's Buildings de la Universidad de Edimburgo recibe su nombre en su honor.
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