Peter Guthrie Tait FRSE (28 de abril de 1831 - 4 de julio de 1901) fue un físico matemático escocés y pionero de la termodinámica . Es mejor 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 sobre gráficas cúbicas. También es uno de los homónimos del teorema de Tait-Kneser sobre los círculos osculadores .
Tait nació en Dalkeith el 28 de abril de 1831, hijo único de Mary Ronaldson y John Tait, secretario del quinto duque de Buccleuch . [1]
Fue educado en la Dalkeith Grammar School y luego en la Academia de Edimburgo . Estudió Matemáticas y Física en la Universidad de Edimburgo y luego fue a Peterhouse, Cambridge , donde se graduó como wrangler senior y primer premio de Smith en 1852. [2]
Como miembro y profesor de su facultad, permaneció en la Universidad durante dos años más, antes de partir para ocupar la cátedra de matemáticas en el Queen's College de Belfast . Allí conoció a Thomas Andrews , con quien participó en investigaciones sobre la densidad del ozono y la acción de la descarga eléctrica sobre el oxígeno y otros gases, y con quien conoció a Sir William Rowan Hamilton y los cuaterniones . [ cita necesaria ]
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 bajo el nombre de Tait se publicó únicamente en 1860. Sus primeros trabajos trataron principalmente de temas matemáticos, y especialmente de cuaterniones , de los cuales 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 los cuaterniones (1867), escrito con el consejo de Hamilton, aunque no se publicó hasta después de su muerte, y el otro, una Introducción a los cuaterniones (1873), en el que contó con la ayuda de Philip Kelland (1808-1879), uno de sus profesores en la Universidad de Edimburgo. Los cuaterniones fueron también 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 entonces, sus contribuciones a ese y otros departamentos de ciencia afines se volvieron frecuentes e importantes. En 1871, destacó la importancia y la importancia futura del principio de 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 ese mismo año presentó el primer boceto de su conocido diagrama termoeléctrico ante la Royal Society de Edimburgo .
Dos años más tarde, las investigaciones sobre el "Charcoal Vacua" con James Dewar le llevaron a ver la verdadera explicación dinámica del radiómetro Crookes en el gran camino libre medio de la molécula del aire altamente enrarecido. De 1879 a 1888 emprendió difíciles investigaciones experimentales. Estos comenzaron con una investigación sobre qué correcciones eran necesarias 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 ampliaron para incluir la compresibilidad del agua, el vidrio y el mercurio . [3] Este trabajo condujo a la primera formulación de la ecuación de Tait , que se utiliza 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 jamás dada 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.
Podrían mencionarse muchas otras investigaciones realizadas por él, y puede hacerse una idea de su actividad científica por el hecho de que sólo una selección de sus artículos, publicados por Cambridge University Press , ocupa tres grandes volúmenes. Esta gran cantidad de trabajo se realizó en el tiempo que le quedaba de su docencia como profesor en la universidad. Por ejemplo, en 1880 trabajó en el teorema de los cuatro colores y demostró que era cierto si y sólo si ningún snarks era plano.
Además, fue autor de numerosos libros y artículos. De los primeros, el primero, publicado en 1856, trataba sobre la dinámica de una partícula; y después siguieron 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 la ciencia física.
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 fórmula del propio autor), se planeó poco después de que Lord Kelvin conociera a Tait, cuando este último fue nombrado profesor en Edimburgo, y fue pretendía ser un tratado completo sobre ciencia física, sentando las bases en la cinemática y la dinámica , y completando la estructura con las propiedades de la materia , el calor, la luz, la electricidad y el magnetismo . Pero la sociedad literaria cesó unos dieciocho años después, cuando sólo se había completado la primera parte del plan, porque cada uno de los miembros sintió que podía trabajar con mayor ventaja por separado que juntos. La amistad, sin embargo, perduró durante los veintitrés años restantes de la vida de Tait.
Tait colaboró con Balfour Stewart en Unseen Universe , al que siguió Paradoxical Philosophy . Fue en su reseña 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 notas biográficas de Hamilton y James Clerk Maxwell.
Murió en Edimburgo el 4 de julio de 1901, a la edad de 70 años. Está enterrado en la segunda terraza de Princes Street en el cementerio de la Iglesia Episcopal de San Juan, Edimburgo . [ cita necesaria ]
Las conjeturas de Tait son tres conjeturas realizadas por Tait en su estudio de los nudos. Las conjeturas de Tait involucran conceptos de la teoría de nudos como la alternancia de nudos , quiralidad y contorsión . Todas las conjeturas de Tait han sido resueltas, la más reciente es la conjetura de Flyping, probada por Morwen Thistlethwaite y William Menasco en 1991. [ cita necesaria ]
Tait estaba casado con Margaret Archer Porter (1839-1926), hermana de (1) William Archer Porter , abogado y pedagogo que se desempeñó como director del 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 polifacético y representó a Escocia a nivel internacional en el 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, se casó con el reverendo Harry Reid , quien más tarde se convirtió en obispo de Edimburgo . Otro hijo, William , era ingeniero civil .
Tait fue amigo de toda la vida de James Clerk Maxwell , y un retrato de Tait realizado por Harrington Mann se conserva en el museo de la Fundación James Clerk Maxwell en Edimburgo. [5]
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 lo donó en 1902. [6] Otro retrato fue presentado en Peterhouse, Cambridge, en octubre de 1902, pagado por el maestro y los becarios de Peterhouse. , donde Tait había sido miembro honorario. [7]
Una de las cátedras del Departamento de Física de la Universidad de Edimburgo es la cátedra Tait. [8]
Peter Guthrie Tait Road en el complejo King's Buildings de la Universidad de Edimburgo lleva su nombre en su honor.
