جيمس ماكولاغ

كان جيمس ماكولاغ، عضو الأكاديمية الملكية الأيرلندية وزميل الجمعية الملكية (1809 - 24 أكتوبر 1847)، عالم رياضيات وعالمًا أيرلنديًا. شغل منصب أستاذ الرياضيات في كلية ترينيتي بدبلن، حاملًا كرسي إيراسموس سميث، بدءًا من عام 1835، وفي عام 1843، عُيّن أستاذًا للفلسفة الطبيعية والتجريبية، حاملًا كرسي إيراسموس سميث أيضًا . ^{[ 1 ]} حصل ماكولاغ على ميدالية كانينغهام من الأكاديمية الملكية الأيرلندية عام 1838 لأبحاثه حول قوانين الانعكاس البلوري وانكسار الضوء ، وعلى ميدالية كوبلي عام 1842 لجهوده في دراسة طبيعة الضوء.

وُلد ماكولاغ في لانداهاوسي ، بالقرب من بلومبريدج ، مقاطعة تيرون ، أيرلندا، لكن العائلة انتقلت إلى كيرلي هيل، سترابان عندما كان جيمس في العاشرة من عمره تقريبًا. ^{[ 2 ]} كان أكبر إخوته الاثني عشر، وأظهر موهبة رياضية منذ صغره. ^{[ 3 ]} التحق بكلية ترينيتي في دبلن كطالب عام 1824، وحصل على منحة دراسية عام 1827، وتخرج عام 1829. ^{[ 2 ]}

أصبح زميلًا في كلية ترينيتي بدبلن عام 1832، وكان معاصرًا لويليام روان هاميلتون هناك . ^{[ 2 ] [ 4 ]} انضم إلى الأكاديمية الملكية الأيرلندية عام 1833. ^{[ 4 ]} في عام 1835، عُيّن أستاذًا للرياضيات في كلية ترينيتي بدبلن، وفي عام 1843 أصبح أستاذًا للفلسفة الطبيعية والتجريبية . ^{[ 5 ]} كان مُعلّمًا مُلهمًا، ودرّس علماء بارزين، من بينهم صموئيل هوتون ، وأندرو سيرل هارت ، وجون كيلز إنجرام، وجورج سالمون . ^{[ 6 ] [ 4 ]}

دخل ماكولاغ في نزاعات متكررة حول الأسبقية مع هاميلتون. في عام 1832، نشر هاميلتون تنبؤًا بالانكسار المخروطي . وفي عام 1833، ادعى ماكولاغ أن هذه حالة خاصة من نظرية نشرها عام 1830 لم يشرحها لعدم صلتها بتلك الورقة البحثية. وفي عام 1842، تكهن هاميلتون بنموذج للأثير، فادعى ماكولاغ أنه تكهن بالنموذج نفسه. ^{[ 7 ]}

على الرغم من أن معظم أعماله انصبت على علم البصريات ، إلا أنه يُذكر أيضًا لإسهاماته في الهندسة ؛ فقد نُشر أهم أعماله في البصريات في منتصف إلى أواخر ثلاثينيات القرن التاسع عشر؛ أما أهم أعماله في الهندسة، بعنوان " حول أسطح الرتبة الثانية"، فنُشر عام ١٨٤٣. حصل على ميدالية كننغهام من الأكاديمية الملكية الأيرلندية عام ١٨٣٨ عن بحثه بعنوان "حول قوانين الانعكاس والانكسار البلوري" . ^{[ ٨ ] [ ٢ ]} كما فاز بميدالية كوبلي عام ١٨٤٢ عن بحثه حول طبيعة الضوء. ^{[ ٢ ]}

كان ماكولاغ عضواً في الجمعية البريطانية لتقدم العلوم . ^{[ 4 ]} وقد راسل العديد من العلماء البارزين، بمن فيهم جون هيرشل وتشارلز باباج . ^{[ 3 ]} وفي كتابه "مقتطفات من حياة فيلسوف" ، كتب تشارلز باباج أن ماكولاغ كان "صديقاً ممتازاً لي"، وناقش معه مزايا وعيوب المحرك التحليلي .

قُدِّمَتْ أهمُّ ورقةٍ بحثيةٍ لماكولاغ في مجال البصريات، بعنوان "مقالٌ نحو نظريةٍ ديناميكيةٍ للانعكاس والانكسار البلوري "، إلى الأكاديمية الملكية الأيرلندية في ديسمبر 1839 ^{[ 9 ] [ 10 ]} . تبدأ الورقة بتعريف مفهومٍ كان جديدًا آنذاك، وهو التفاف حقلٍ متجهي . (استُخدِم مصطلح "الالتفاف" لأول مرةٍ من قِبَل جيمس كلارك ماكسويل عام 1870). بيّن ماكولاغ أولًا أنَّ الالتفاف متجهٌ متغايرٌ، بمعنى أنَّ مُركِّباته تتحوّل بالطريقة المناسبة عند دوران الإحداثيات. مُستلهمًا من جورج غرين ، شرع في تطوير دالةٍ كامنةٍ لنظريةٍ ديناميكيةٍ لانتقال الضوء.

وجد ماكولاج أن دالة الجهد التقليدية المتناسبة مع مربع معيار حقل الإزاحة لا تتوافق مع الخصائص المعروفة للموجات الضوئية. ولضمان دعم الموجات المستعرضة فقط ، وجد أن دالة الجهد يجب أن تتناسب مع مربع معيار دوران حقل الإزاحة ^{[ 11 ]} . وقد سُلِّم بأن اختياره الجذري هذا قد استبعد أي أمل في نموذج ميكانيكي للوسط الأثيري. ومع ذلك، فقد تبين أن معادلات المجال المنبثقة من هذا الوسط الجيروسكوبي البحت تتوافق مع جميع القوانين المعروفة، بما في ذلك قوانين سنيل وأوغستين -جان فرينل .

يتناول ماكولاغ في عدة مواضع الطبيعة الفيزيائية لوسط أثيري يمتلك هذه الخصائص. ومن الطبيعي أنه يعارض التفسير الميكانيكي للأثير المضيء، لأنه يُقرّ صراحةً بأنه لا يوجد وسط فيزيائي معروف يمكن أن يمتلك دالة جهد كهذه تقاوم دوران عناصره فقط. ويقول: "فيما يتعلق بالتركيب الفريد للأثير، لا نعلم شيئًا ولن نفترض شيئًا، إلا ما ينطوي عليه الافتراض السابق [الاهتزازات المستقيمة في وسط ذي كثافة ثابتة]... بعد أن توصلنا إلى قيمة [دالة الجهد]، يمكننا الآن اعتبارها نقطة انطلاق لنظريتنا، ونتجاهل الافتراضات التي أوصلتنا إليها."

على الرغم من نجاح النظرية، لم يتقبّل الفيزيائيون والرياضيون فكرة اختزال الفيزياء إلى مجموعة من معادلات المجال المجردة بمعزل عن نموذج ميكانيكي. فقد كان مفهوم الأثير كسائل قابل للانضغاط أو كيان فيزيائي مماثل راسخًا بعمق في الفكر الفيزيائي للقرن التاسع عشر، حتى بعد عقود من نشر نظرية ماكسويل الكهرومغناطيسية عام ١٨٦٤. تم التخلي عن أفكار ماكولاغ ونسيانها إلى حد كبير حتى عام ١٨٨٠، عندما أعاد جورج فرانسيس فيتزجيرالد اكتشافها وتفسير نتائجه في ضوء أعمال ماكسويل. ^{[ ١٢ ]}

نجح ويليام طومسون، البارون الأول كلفن، في تطوير نموذج قابل للتحقيق فيزيائيًا للأثير المرن دورانيًا وغير الحساس انتقاليًا لماكولاغ، والذي يتكون من أجهزة جيروسكوبية مثبتة على إطار من قضبان تلسكوبية، كما هو موضح في ورقته البحثية حول بنية جيروسكوبية غير ديناميكية للأثير (1890).

يمكن العثور على مناقشة حديثة إلى حد ما لنموذج ماكولاغ للأثير في القسم 15 من كتاب سومرفيلد ميكانيكا الأجسام القابلة للتشوه ^{[ 13 ]} .

كان ماكولاغ قوميًا مثاليًا، وفقًا لمفهوم عصره ^{[ 4 ] [ 14 ]} . خاض انتخابات دائرة جامعة دبلن عام 1847، لكنه لم يوفق ^{[ 2 ].} وبسبب الإرهاق الشديد ونوبة الاكتئاب، توفي عام 1847 منتحرًا بقطع حنجرته في غرفته بكلية ترينيتي في دبلن ^{[ 4 ] .}

بعد وفاته، ساعد هاميلتون في الحصول على معاشات تقاعدية لأخواته. ^{[ 15 ]}

في مايو 2009، أُزيح الستار عن لوحة تذكارية تابعة لدائرة تاريخ أولستر عند قبر عائلته في كنيسة القديس باتريك في أبر بادوني. ^{[ 6 ]} وكانت اللوحة جزءًا من فعاليات نظمتها جمعية غلينلي التاريخية لإحياء ذكراه.

... علاقتي بماكولوغ المسكين، الذي كان يتوهم باستمرار أن الناس ينهبون بضائعه، التي كانت تستحق السرقة بلا شك. لا شك أن هذا كان نوعًا من الأعراض المنذرة بالجنون الذي أدى إلى نهايته المروعة. كان بإمكانه أن يُلهم الحب، ومع ذلك كان من الصعب العيش معه؛ وأنا ممتن لأنني نجوت، على نحو جيد، من شجار، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنني لا أعيش في الكلية، ولا في دبلن. أخشى أن يبدو كل هذا قاسيًا بعض الشيء؛ لكنك ستتفهمني. كانت علاقتي بماكولوغ ممتازة؛ ... تحدثت عن تلك الأوراق المبكرة له، في عام 1832، إلى الجمعية البريطانية، عندما اجتمعت لأول مرة في أكسفورد؛ بذلت جهدًا كبيرًا لإظهار مزايا إحدى أوراقه في ضوء ... بمناسبة تقديم الميدالية الذهبية له في عام 1838 ... تبعت نعشه سيرًا على الأقدام من الكلية عبر شوارع دبلن؛ تعاونت في الحصول على معاش تقاعدي لأخواته؛ واشترك في شهادة ماكولوغ.

• الأعمال الكاملة لجيمس ماكولاج في أرشيف الإنترنت