奥利弗·亥维赛 Oliver Heaviside

奥利弗·亥维赛1850年生于伦敦贫民区，少年失聪仅上过小学完全靠自学。1868年成为电报报务员，1874年辞职独立研究。麦克斯韦《电磁通论》数学复杂晦涩，亥维赛1880年代重写为四个矢量微分方程（现代麦克斯韦方程组），使电磁学清晰可学。发明运算微积（算符法）将微分方程转化为代数方程快速求解电路暂态，是拉普拉斯变换工程形式。1887年提出电报员方程发现加载线圈可减小失真，AT&T靠此专利延长电话传输距离数倍；1902年预言大气上层导电层反射无线电波（肯涅利-亥维赛层即电离层）。亥维赛生前贫困，1925年去世，工作奠定现代电气工程数学基础。

主要成就

奥利弗·赫维赛德是一位自学成才的物理学家、数学家和电气工程师，在电磁学理论、数学方法和通信工程应用方面做出了多项奠基性贡献。

赫维赛德将麦克斯韦方程组从20个方程简化为4个矢量方程，并于1884年与约西亚·吉布斯合作以矢量分析形式重构，成为现代电磁学的标准表达。1884年他独立得到电磁场能量流公式 S = E×H（波因廷矢量）。1902年预言大气电离层（肯涅利-赫维赛德层），1923年被证实。晚年研究电磁质量与电荷运动，其成果为相对论电磁学奠定基础。他还提出磁单极子的概念以完善方程对称性。

赫维赛德提出运算微积分（微分算子法），为求解微分方程和广义函数理论启蒙。他创立了以他名字命名的阶跃函数（Heaviside step function）和遮盖法（Heaviside cover-up method）。并与吉布斯共同发展并推广了矢量分析，取代了四元数在物理中的应用。

1880年赫维赛德发现集肤效应。1885年命名“驻极体”并研究电磁波在波导中的传播。1886年发明电感降噪技术（感应加载），用于改善长途电话线路的传输质量。他还发明了同轴电缆。创造了阻抗、电感、电导等沿用至今的电路术语。早期对电报员方程的修正和扩展也是其贡献之一。

主要作品

奥利弗·赫维赛德的代表性著作包括《电工论文集》与《电磁理论》。《电工论文集》于1892年由麦克米伦公司出版，收录了其在《电工》杂志上发表的多篇重要文章。《电磁理论》共三卷，其第一卷于1893年由The Electrician印刷出版公司出版，该书系统阐述了他的电磁理论，发展了麦克斯韦的思想，并引入了磁导体等概念以完善电路类比。赫维赛德在该书序言中解释了为何保留“麦克斯韦理论”的名称。

赫维赛德在《电工》杂志上发表了大量系列文章，如“Current Energy – V”（1883年7月14日）、“Ohm’s Law. Professor Minchin’s corollary. Erratum. Archbishops.”（1883年7月28日）等。这些文章构成了他早期研究的基础。

荣誉奖项

赫维赛德于1891年当选为英国皇家学会会员。1905年，获哥廷根大学授予的名誉博士学位。1908年，成为无线电工程师协会的荣誉会员。1922年，荣获无线电工程师协会颁发的首枚法拉第奖章。此外，国际天文学联合会将月球背面的一座撞击坑命名为“亥维赛环形山”。

个人生活

奥利弗·赫维赛德性格孤独怪僻，除了在英国−丹麦电缆公司工作过六年以外，几乎过着隐士的生活；由于幼年猩红热导致听力受损，使他很少与人交流，造成了他孤僻、傲慢的性格。1850年5月18日，他出生在伦敦北部卡姆登镇一个破落的街区，父亲托马斯是木雕手，母亲雷切尔是家庭教师；正规教育在他16岁时就结束了。

1894年他的母亲去世，1896年他的父亲去世；1908年起他与查尔斯妻子的未婚妹妹玛丽·韦共同居住在一幢大房子里。进入二十世纪后，他的身体和精神状态变得非常糟糕，1905年后几乎停止了所有的科研活动，并坚定地反对爱因斯坦的相对论。1894年，科学界中亥维赛的一群朋友试图为他从皇家学会救济基金中申请资助，但亥维赛立即加以拒绝；后来，诺贝尔奖得主瑞利爵士亲自出面，向政府反复请求，终于从他64岁那年起，将其院士津贴破例提高到每年220英镑。晚年全靠一位好心的片警定时送来食物维生。

1925年2月3日，赫维赛德从梯子上坠落去世，葬于佩恩顿公墓。在原来的墓碑上，父母的名字下面添上了‘Oliver Heavside’，因年久失修，杂草丛生，他的名字常被遮盖掉，直到2005年，一个匿名捐助者清理了墓碑周边杂草，使之重见光明。

人物生平

1850年5月18日，奥利弗·赫维赛德出生于伦敦卡姆登镇。患过猩红热，令他耳朵听不清楚，但后来听力有所恢复，但是他的学业成绩不俗（1865年，他在五百多个学生中排第五）。他16岁离校，受其姨夫、电报发明者查尔斯·惠斯通的影响，自学了摩尔斯电码，学习摩氏密码和电磁学。他成了丹麦大北电报公司的电报员。1872年，他是泰恩河畔纽卡斯尔的主电报员，他开始研究电力。1874年5月，他辞去了电报公司的工作，在父母家中孤独地研究。这段期间他提出了电报员方程。辞职后，他回到父母家中，依靠哥哥资助进行独立研究，并于1874年至1881年间在学术期刊上发表论文。

他指出，传输线上平均分布的电感会减少衰减和噪声，若电感够大且电阻够小，所有频率的电流会同等地衰减，电路便会无噪声。

1880年，他研究电报传输上的集肤效应。他将在电磁学上举足轻重的麦克斯韦方程组重新表述，由四元数改为矢量，将原来20条方程减到4条微分方程。

1880年至1887年间，他提出了运算微积分（微分算子 D 便是这时引入）——一套将微分方程转换为普通代数方程的方法。数学家批评这个方法不够严谨。

1886年，他提出以电感器来消除噪声。可惜这因政治原因而无法实行。后来AT&T的 George A. Campbell 和一位外部的研究者 Michael Idvorsky Pupin 研究过赫维赛德的方法，并继续发展。AT&T申请了有关的专利，但这不止包括Campbell和Pupin的工作，也包括赫维赛德制作卷线的方法。AT&T之后提出向赫维赛德买下他的工作，但赫维赛德拒绝了，他要求AT&T承认那一部分完全是他的工作。

1888年和1889年，他计算了电场和磁场受移动中的电荷而产生的改变，和电荷进入更密的媒质时的影响。这跟后来的切连科夫辐射和洛伦兹-费兹杰罗收缩理论有关。

1889年左右，受到约瑟夫·汤姆孙提出的电子的影响，赫维赛德钻研了电磁质量。他将电磁质量计算成真实的物质质量般。威廉·维恩后来证实赫维赛德的方程在速度远低于光速时无误。

1902年为了解释无线电波的反射，赫维赛德猜想大气有一层导电物质，这层大气称为肯涅利-赫维赛德层。1923年证实了这层的存在。

1891年他成为皇家学会会员。1905年哥廷根大学授予他一个名誉博士头衔。1894年母亲去世，1896年父亲去世后，他晚年性格变得越来越古怪，晚年生活孤独，健康恶化。1925年2月3日，他在德文郡家中去世，享年74岁，葬于佩恩顿公墓。

名人名言

Logic can be patient for it is eternal. “逻辑能够很有耐性，因为它是永恒的。”词条内容有误，前往反馈纠错

轶事趣闻

在流行文化中，歌曲“Journey to the Heaviside Layer”以及音乐剧《猫》(Cats)中的歌词“Up, Up, Up to Heaviside Layer”，都将其预言的电离层（肯涅利-赫维赛德层）作为天堂或崇高境界的隐喻。

赫维赛德特立独行的性格和写作风格也常为同侪所谈论，物理学家奥利弗·洛奇曾评论其文风“古怪且在某些方面令人排斥”。他与科学家乔治·明钦等人有私人通信往来，例如在1889年曾寄送自己的著作《电磁波》给明钦。

赫维赛德晚年孤独，据称其去世消息公布后，未完成的《电磁理论》第四卷手稿被盗，至今下落不明。他长眠于佩恩顿公墓，但因年久失修，墓碑常被杂草掩盖，直到2005年才由一位匿名捐助者清理了墓碑周边，使其名字重见光明。此外，赫维赛德因早年不愉快的经历，曾拒绝接受某些荣誉。