Les contributions les plus importantes de Gibbs à la science
Josiah Willard Gibbs (1839-1903) était un physicien mathématicien américain dont les travaux pionniers en mécanique statistique ont jeté les bases du développement de la physico-chimie en tant que science.
Lorsque Josiah Willard Gibbs a commencé ses travaux, la thermodynamique était devenue une véritable science, solidement fondée sur des lois de conservation de l’énergie récemment formulées. Celles-ci comprennent la loi qui assimile chaleur et énergie et la loi de la dissipation ou de la dégradation de l’énergie (première et deuxième lois de la thermodynamique), qui ont été élaborées mathématiquement.
Gibbs est parti de la théorie thermodynamique connue des substances homogènes et a élaboré la théorie des propriétés thermodynamiques des substances hétérogènes. C’est ce travail qui, quelques années plus tard, a fourni la théorie de base de la nouvelle branche de la science connue sous le nom de chimie physique. La grande contribution de Gibbs, « On the Equilibrium of Heterogeneous Substances », a été publiée dans les Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences en 1876 et 1878. Avant la fin du XIXe siècle, elle avait été traduite en français et en allemand, et Gibbs était largement reconnu comme l’un des plus grands physiciens mathématiciens depuis Isaac Newton. Il est l’un des rares physiciens américains de ce siècle à avoir acquis une réputation internationale et le seul à avoir apporté une contribution théorique d’importance fondamentale.
Vie et éducation
Josiah Willard Gibbs est né le 11 février 1839 à New Haven, dans le Connecticut, dans une famille érudite et distinguée. Son père, professeur de littérature sacrée à la Yale Divinity School pendant de nombreuses années, est un linguiste réputé. Gibbs a obtenu son diplôme du Yale College en 1858 avec des prix en mathématiques et en latin. Il a poursuivi ses études à Yale et a obtenu son doctorat de philosophie en 1863. Il est ensuite nommé précepteur au collège, où il enseigne le latin pendant deux ans et la philosophie naturelle pendant une troisième année. 
De 1866 à 1869, il étudie à Paris, Berlin et Heidelberg, où ses professeurs comptent parmi les mathématiciens et physiciens les plus éminents du monde. Cette période en Europe constitue sa seule résidence en dehors de New Haven, car en 1871, il est nommé professeur de physique mathématique au Yale College – la première chaire de ce type dans un collège américain – et il occupera cette fonction jusqu’à la fin de sa vie. Le père de J Willard Gibbs, également appelé Josiah Willard Gibbs, était professeur de littérature sacrée à l’Université de Yale. En fait, la famille Gibbs est originaire du Warwickshire, en Angleterre, et a déménagé de là à Boston en 1658. Cependant, on dit que Gibbs a pris après sa mère en apparence physique.
Travaux sur la thermodynamique
Dès le début de son professorat, Gibbs se consacre au développement et à la présentation de sa théorie de la thermodynamique. Ses deux premiers articles scientifiques présentent une étude exhaustive des méthodes géométriques permettant de représenter par des diagrammes les propriétés thermodynamiques des substances homogènes. Ces premiers articles ont attiré l’attention de Gibbs sur le principal physicien anglais, James Clerk Maxwell. Maxwell a construit un modèle illustrant une partie de son travail et a envoyé un moulage en plâtre à Gibbs. Après avoir étudié les substances homogènes, Gibbs se lance dans sa grande œuvre, « On the Equilibrium of Heterogeneous Substances ». C’est dans cette thèse que figure la « règle des phases », qui a été d’une grande utilité pratique en chimie industrielle.
Les travaux ultérieurs de Gibbs en thermodynamique ont été précieux, mais pas du même ordre que les premiers articles. Au cours des années 1880, ses intérêts ont commencé à se tourner dans d’autres directions. Il modifie ses travaux antérieurs sur les quaternions et l’algèbre géométrique en un système d’analyse vectorielle particulièrement adapté aux besoins des physiciens mathématiciens, et il développe sa propre théorie de l’optique basée sur l’électricité plutôt que sur l’électromagnétisme. Sa théorie repose principalement sur l’hypothèse que la lumière est une perturbation périodique qui se propage dans des milieux dont la structure est plus fine que la longueur d’onde de la lumière. Cette théorie a été publiée dans l’American Journal of Science entre 1883 et 1889. Comme dans son article sur la thermodynamique, Gibbs s’est appuyé à un degré inhabituel sur la logique mathématique et a évité toute hypothèse spéciale concernant la constitution de la matière.
Pendant les années 1890, Gibbs ne publie rien du tout. Sa dernière et peut-être sa plus grande contribution, The Elementary Principles of Statistical Mechanics, a été publiée en 1902. Ce livre, qualifié par une autorité de « monument de l’histoire de la physique qui marque la séparation entre le dix-neuvième et le vingtième siècle », jette les bases d’une nouvelle branche de la physique théorique qui deviendra finalement la mécanique quantique.
Il est universellement reconnu que sa publication fut un événement de première importance dans l’histoire de la chimie. Néanmoins, il a fallu plusieurs années avant que sa valeur ne soit généralement connue, ce retard était dû en grande partie au fait que sa forme mathématique et ses processus déductifs rigoureux en rendent la lecture difficile pour quiconque, et en particulier pour les étudiants en chimie expérimentale qui ça concerne surtout…
Bien que Gibbs ait reçu de nombreux honneurs de son vivant, notamment la médaille Copley de la Royal Society et la médaille Rumford de l’Académie américaine des arts et des sciences, son influence immédiate s’est limitée à un petit cercle de physiciens de pointe. La nature ésotérique de son travail le rendait pratiquement inintelligible pour les étudiants. De nature timide et effacée, il n’a fait aucun effort pour attirer des disciples ou pour communiquer avec un public plus large. C’est en Europe que ses travaux, tant théoriques qu’appliqués, ont eu leur premier impact, car l’Amérique ne disposait ni de physiciens ni d’une industrie chimique capables de tirer parti des nombreuses perspectives offertes par ses travaux. Gibbs ne s’est jamais marié. Il est mort le 28 avril 1903, à New Haven.
Josiah Willard Gibbs était un physicien mathématicien et chimiste américain connu pour ses contributions à l’analyse vectorielle et comme l’un des fondateurs de la chimie physique. En 1863, il a reçu le premier doctorat d’ingénieur de l’université de Yale. Son travail principal a consisté à développer la théorie thermodynamique, qui a fait passer la chimie physique d’une enquête empirique à une science déductive. En 1873, il publie deux articles concernant la nature fondamentale de l’entropie d’un système, et établit la « surface thermodynamique », une méthode géométrique et graphique pour l’analyse des propriétés thermodynamiques des substances. Son célèbre ouvrage On the Equilibrium of Homogeneous Substances, publié en 1876, a établi l’utilisation du « potentiel chimique », un concept désormais important en chimie physique. »
J. willard gibbs (1839-1903)
Josiah Willard Gibbs était un physicien mathématicien et chimiste américain connu pour ses contributions à l’analyse vectorielle et comme l’un des fondateurs de la chimie physique. En 1863, il a reçu le premier doctorat en génie de l’Université de Yale. Son travail majeur a été le développement de la théorie thermodynamique, qui a fait passer la chimie physique d’une enquête empirique à une science déductive. En 1873, il publie deux articles concernant la nature fondamentale de l’entropie d’un système et établit la «surface thermodynamique», une méthode géométrique et graphique pour l’analyse des propriétés thermodynamiques des substances. Son célèbre On the Equilibrium of Homogeneous Substances, publié en 1876, établit l’utilisation du « potentiel chimique », désormais un concept important en chimie physique.
Josiah Willard Gibbs, physicien théoricien et chimiste américain (créateur de la mécanique statistique, 1er doctorat américain en ingénierie)
https://biography.yourdictionary.com/josiah-willard-gibbs
https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Gibbs/