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 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 formación de la topología como disciplina matemática. Su nombre es conocido en la teoría de grafos principalmente por la conjetura de Tait sobre grafos cúbicos. También es uno de los homónimos del teorema de Tait-Kneser sobre 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]
Estudió en la Dalkeith Grammar School y luego en la Edinburgh Academy , donde inició su amistad de por vida con James Clerk Maxwell . Estudió matemáticas y física en la Universidad de Edimburgo y luego fue a Peterhouse, Cambridge , donde se graduó como vaquero principal y primer premio Smith en 1852. [2]
Como miembro y profesor de su colegio, permaneció en la Universidad durante dos años más, antes de marcharse para ocupar la cátedra de matemáticas en el Queen's College de Belfast . Allí conoció a Thomas Andrews , con quien se unió en sus investigaciones sobre la densidad del ozono y la acción de la descarga eléctrica sobre el oxígeno y otros gases, y gracias a quien conoció a Sir William Rowan Hamilton y los cuaterniones . [ cita requerida ]
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 en 1860. Sus primeros trabajos trataron principalmente de temas matemáticos, y especialmente de los 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, Tratado elemental sobre cuaterniones (1867), escrito con el asesoramiento de Hamilton, aunque no publicado hasta después de su muerte, y el otro, Introducción a los cuaterniones (1873), en el que contó con la ayuda de Philip Kelland (1808-1879), uno de sus profesores y colegas en la Universidad de Edimburgo. Los cuaterniones también fueron uno de los temas de su discurso como presidente de la sección matemática y física de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia en 1871.
Tait también produjo trabajos originales en física matemática y experimental. En 1864, publicó un breve artículo sobre termodinámica y, a partir de ese momento, sus contribuciones a ese y otros departamentos científicos afines se hicieron 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 la Cátedra Rede en Cambridge y, ese mismo año, presentó el primer esbozo de su conocido diagrama termoeléctrico ante la Royal Society de Edimburgo .
Dos años más tarde, las investigaciones sobre el "vacío de carbón" con James Dewar lo llevaron a ver la verdadera explicación dinámica del radiómetro de Crookes en el gran recorrido libre medio de la molécula del aire altamente enrarecido. De 1879 a 1888, se dedicó a difíciles investigaciones experimentales. Estas 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 amplió 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 usa ampliamente para ajustar la densidad de los líquidos 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 prueba 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 realizó investigaciones sobre el impacto y su duración.
Se podrían mencionar muchas otras investigaciones que llevó a cabo, y se puede tener una idea de su actividad científica por el hecho de que sólo una selección de sus artículos, publicados por Cambridge University Press , llena tres grandes volúmenes. Esta gran cantidad de trabajo se realizó en el tiempo que podía ahorrar de su docencia universitaria. Por ejemplo, en 1880 trabajó en el teorema de los cuatro colores y demostró que era cierto si y sólo si ningún snark era plano.
Además, fue autor de numerosos libros y artículos. El primero de ellos, publicado en 1856, trataba sobre la dinámica de una partícula; a continuación, se publicaron varios tratados concisos sobre termodinámica , calor, luz, propiedades de la materia y dinámica, junto con un volumen admirablemente lúcido de conferencias populares sobre los últimos avances 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), fue planeado poco después de que Lord Kelvin conociera a Tait, cuando este último fue nombrado profesor en Edimburgo, y estaba destinado a ser un tratado integral sobre la ciencia física, con las bases establecidas en la cinemática y la dinámica , y la estructura completada con las propiedades de la materia , el calor, la luz, la electricidad y el magnetismo . Pero la asociación literaria cesó en unos dieciocho años, cuando solo se había completado la primera parte del plan, porque cada uno de los miembros sintió que podía trabajar con más provecho por separado que juntos. Sin embargo, la amistad perduró durante los veintitrés años restantes de la vida de Tait.
Tait colaboró con Balfour Stewart en El universo invisible , al que siguió Filosofía paradójica . Fue en su reseña de 1875 de El universo invisible donde William James expuso 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, a los 70 años. Está enterrado en la segunda terraza desde Princes Street en el cementerio de la Iglesia Episcopal de San Juan, Edimburgo . [ cita requerida ]
Las conjeturas de Tait son tres conjeturas formuladas por Tait en su estudio de los nudos. Las conjeturas de Tait involucran conceptos de la teoría de nudos como nudos alternantes , 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. [ cita requerida ]
Tait se casó con Margaret Archer Porter (1839-1926), hermana de (1) William Archer Porter , un abogado y educador 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) llegaron a convertirse en talentosos campeones de golf amateur. Fue un deportista completo y representó a Escocia a nivel internacional en rugby union . (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 , fue 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]
Existen varios retratos de Tait realizados por Sir George Reid . Uno de ellos, 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 rector y los miembros 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]
La calle Peter Guthrie Tait Road en el complejo King's Buildings de la Universidad de Edimburgo lleva su nombre en su honor.
