Σύνοψη

Ο Oliver Heaviside FRS (18 Μαΐου 1850 - 3 Φεβρουαρίου 1925) ήταν Άγγλος αυτοδίδακτος μαθηματικός και φυσικός που έφερε τους μιγαδικούς αριθμούς στην ανάλυση κυκλωμάτων, εφηύρε μια νέα τεχνική για την επίλυση διαφορικών εξισώσεων (ισοδύναμη με το μετασχηματισμό Laplace), ανέπτυξε ανεξάρτητα το διανυσματικό λογισμό και έγραψε εκ νέου τις εξισώσεις του Maxwell στη μορφή που χρησιμοποιούνται συνήθως σήμερα. Διαμόρφωσε σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο οι εξισώσεις του Μάξγουελ κατανοούνται και εφαρμόζονται τις δεκαετίες που ακολούθησαν τον θάνατο του Μάξγουελ. Η διατύπωση των εξισώσεων του τηλεγραφητή απέκτησε εμπορική σημασία κατά τη διάρκεια της ίδιας του της ζωής, αφού η σημασία τους έμεινε απαρατήρητη για μεγάλο χρονικό διάστημα, καθώς λίγοι άλλοι γνώριζαν τότε τη νέα του μεθοδολογία. Αν και σε αντίθεση με το επιστημονικό κατεστημένο για το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του, ο Heaviside άλλαξε το πρόσωπο των τηλεπικοινωνιών, των μαθηματικών και της επιστήμης.

Πρώιμη ζωή

Ο Heaviside γεννήθηκε στο Camden Town του Λονδίνου, στην οδό Kings Street 55: 13 (σήμερα Plender Street), το μικρότερο από τα τρία παιδιά του Thomas, σχεδιαστή και ξυλογράφου, και της Rachel Elizabeth (το γένος West). Ήταν μικρόσωμο και κοκκινομάλλη παιδί και έπασχε από οστρακιά όταν ήταν μικρός, η οποία του άφησε προβλήματα ακοής. Μια μικρή κληρονομιά επέτρεψε στην οικογένεια να μετακομίσει σε ένα καλύτερο μέρος του Κάμντεν όταν ήταν δεκατριών ετών και τον έστειλαν στο Camden House Grammar School. Ήταν καλός μαθητής, καταλαμβάνοντας την πέμπτη θέση ανάμεσα σε πεντακόσιους μαθητές το 1865, αλλά οι γονείς του δεν μπορούσαν να τον κρατήσουν στο σχολείο μετά τα 16 του χρόνια, οπότε συνέχισε να σπουδάζει για ένα χρόνο μόνος του και δεν είχε περαιτέρω επίσημη εκπαίδευση:  51

Ο θείος του Heaviside από γάμο ήταν ο Sir Charles Wheatstone (1802-1875), ένας διεθνώς διάσημος ειδικός στην τηλεγραφία και τον ηλεκτρομαγνητισμό και ο αρχικός συν-εφευρέτης του πρώτου εμπορικά επιτυχημένου τηλέγραφου στα μέσα της δεκαετίας του 1830. Ο Wheatstone ενδιαφέρθηκε έντονα για την εκπαίδευση του ανιψιού του και το 1867 τον έστειλε βόρεια για να εργαστεί με τον μεγαλύτερο αδελφό του Arthur, ο οποίος διαχειριζόταν μια από τις τηλεγραφικές εταιρείες του Wheatstone στο Newcastle-upon-Tyne.: 53

Δύο χρόνια αργότερα έπιασε δουλειά ως τηλεγραφητής στη δανική Great Northern Telegraph Company, η οποία εγκατέστησε καλώδιο από το Νιούκαστλ στη Δανία χρησιμοποιώντας Βρετανούς εργολάβους. Σύντομα έγινε ηλεκτρολόγος. Ο Heaviside συνέχισε να σπουδάζει ενώ εργαζόταν, και σε ηλικία 22 ετών δημοσίευσε ένα άρθρο στο έγκριτο Philosophical Magazine με θέμα "Η καλύτερη διάταξη της γέφυρας Wheatstone για τη μέτρηση δεδομένης αντίστασης με δεδομένο γαλβανόμετρο και μπαταρία", το οποίο έλαβε θετικά σχόλια από φυσικούς που είχαν προσπαθήσει ανεπιτυχώς να λύσουν αυτό το αλγεβρικό πρόβλημα, συμπεριλαμβανομένου του Sir William Thomson, στον οποίο έδωσε ένα αντίγραφο του άρθρου, και του James Clerk Maxwell. Όταν δημοσίευσε ένα άρθρο σχετικά με τη μέθοδο duplex για τη χρήση ενός τηλεγραφικού καλωδίου, έκανε πλάκα στον R. S. Culley, τον επικεφαλής μηχανικό του τηλεγραφικού συστήματος του Ταχυδρομείου, ο οποίος είχε απορρίψει το duplex ως μη πρακτικό. Αργότερα, το 1873, η αίτησή του να γίνει μέλος της Εταιρείας Τηλεγραφικών Μηχανικών απορρίφθηκε με το σχόλιο ότι "δεν ήθελαν τηλεγραφικούς υπαλλήλους". Αυτό εξόργισε τον Heaviside, ο οποίος ζήτησε από τον Thomson να τον υποστηρίξει, και μαζί με την υποστήριξη του προέδρου της εταιρείας έγινε δεκτός "παρά τους σνομπ της P.O.":  60

Το 1873 ο Heaviside είχε συναντήσει τη νεοεκδοθείσα και αργότερα διάσημη δίτομη πραγματεία του Maxwell για τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό. Σε μεγάλη ηλικία Heaviside θυμόταν:

Θυμάμαι την πρώτη μου ματιά στη μεγάλη πραγματεία του Μάξγουελ όταν ήμουν νέος... Είδα ότι ήταν μεγάλη, μεγαλύτερη και σπουδαιότερη, με τεράστιες δυνατότητες στη δύναμή της... Ήμουν αποφασισμένος να κατακτήσω το βιβλίο και άρχισα να δουλεύω. Ήμουν πολύ αδαής. Δεν είχα καμία γνώση της μαθηματικής ανάλυσης (είχα μάθει μόνο σχολική άλγεβρα και τριγωνομετρία, τις οποίες είχα σε μεγάλο βαθμό ξεχάσει) και έτσι η δουλειά μου ήταν έτοιμη για μένα. Μου πήρε αρκετά χρόνια μέχρι να καταλάβω όσα περισσότερα μπορούσα. Στη συνέχεια άφησα τον Μάξγουελ στην άκρη και ακολούθησα τη δική μου πορεία. Και προχώρησα πολύ πιο γρήγορα... Θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι κηρύττω το ευαγγέλιο σύμφωνα με τη δική μου ερμηνεία του Μάξγουελ.

Πραγματοποιώντας έρευνα από το σπίτι του, βοήθησε στην ανάπτυξη της θεωρίας των γραμμών μεταφοράς (γνωστές και ως "εξισώσεις του τηλεγραφητή"). Ο Heaviside έδειξε μαθηματικά ότι η ομοιόμορφα κατανεμημένη αυτεπαγωγή σε μια τηλεγραφική γραμμή θα μείωνε τόσο την εξασθένηση όσο και την παραμόρφωση και ότι, αν η αυτεπαγωγή ήταν αρκετά μεγάλη και η αντίσταση μόνωσης όχι πολύ υψηλή, το κύκλωμα θα ήταν χωρίς παραμόρφωση, δεδομένου ότι τα ρεύματα όλων των συχνοτήτων θα είχαν ίσες ταχύτητες διάδοσης. Οι εξισώσεις του Heaviside βοήθησαν στην περαιτέρω υλοποίηση του τηλέγραφου.

Μεσαία χρόνια

Από το 1882 έως το 1902, εκτός από τρία χρόνια, συνεισέφερε τακτικά άρθρα στην επαγγελματική εφημερίδα The Electrician, η οποία επιθυμούσε να βελτιώσει το κύρος της, για τα οποία πληρωνόταν 40 λίρες ετησίως. Αυτό ήταν ελάχιστα αρκετό για να ζήσει, αλλά οι απαιτήσεις του ήταν πολύ μικρές και έκανε αυτό που ήθελε περισσότερο. Μεταξύ του 1883 και του 1887 ο μέσος όρος αυτών των άρθρων ήταν 2-3 άρθρα το μήνα και αυτά τα άρθρα αποτέλεσαν αργότερα το μεγαλύτερο μέρος της Ηλεκτρομαγνητικής Θεωρίας και των Ηλεκτρικών Εγγράφων του: 71

Το 1880, ο Heaviside ερεύνησε το φαινόμενο του δέρματος στις γραμμές μεταφοράς τηλεγραφημάτων. Την ίδια χρονιά κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, στην Αγγλία, το ομοαξονικό καλώδιο. Το 1884 αναδιατύπωσε τη μαθηματική ανάλυση του Μάξγουελ από την αρχική δυσκίνητη μορφή της (είχαν ήδη αναδιατυπωθεί ως τεταρτοβάθμια) στη σύγχρονη διανυσματική ορολογία της, μειώνοντας έτσι δώδεκα από τις αρχικές είκοσι εξισώσεις σε είκοσι αγνώστους στις τέσσερις διαφορικές εξισώσεις σε δύο αγνώστους που σήμερα γνωρίζουμε ως εξισώσεις του Μάξγουελ. Οι τέσσερις επαναδιατυπωμένες εξισώσεις του Maxwell περιγράφουν τη φύση των ηλεκτρικών φορτίων (στατικών και κινούμενων), των μαγνητικών πεδίων και της σχέσης μεταξύ των δύο, δηλαδή των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων.

Μεταξύ του 1880 και του 1887, ο Heaviside ανέπτυξε τον λειτουργικό λογισμό χρησιμοποιώντας p{\displaystyle p} για τον διαφορικό τελεστή, (τον οποίο ο Boole είχε προηγουμένως συμβολίσει με D{\displaystyle D}), δίνοντας μια μέθοδο επίλυσης διαφορικών εξισώσεων με άμεση επίλυση ως αλγεβρικές εξισώσεις. Αυτή η μέθοδος προκάλεσε αργότερα μεγάλη διαμάχη, λόγω της έλλειψης αυστηρότητάς της. Είχε πει χαρακτηριστικά: "Τα Μαθηματικά είναι μια πειραματική επιστήμη και οι ορισμοί δεν έρχονται πρώτα, αλλά αργότερα. Δημιουργούνται μόνοι τους, όταν η φύση του αντικειμένου έχει αναπτυχθεί". Σε μια άλλη περίπτωση ρώτησε κάπως πιο αμυντικά: "Να αρνηθώ το δείπνο μου επειδή δεν κατανοώ πλήρως τη διαδικασία της πέψης;".

Το 1887, ο Heaviside συνεργάστηκε με τον αδελφό του Arthur σε μια εργασία με τίτλο "Το σύστημα γέφυρας της τηλεφωνίας". Ωστόσο, η εργασία μπλοκαρίστηκε από τον προϊστάμενο του Άρθουρ, τον William Henry Preece του Ταχυδρομείου, επειδή μέρος της πρότασης ήταν να προστεθούν πηνία φόρτισης (πηνία) στις τηλεφωνικές και τηλεγραφικές γραμμές για να αυξηθεί η αυτοπαλίνδρομή τους και να διορθωθεί η παραμόρφωση που υπέστησαν. Ο Preece είχε πρόσφατα δηλώσει ότι η αυτεπαγωγή είναι ο μεγάλος εχθρός της καθαρής μετάδοσης. Ο Heaviside ήταν επίσης πεπεισμένος ότι ο Preece βρισκόταν πίσω από την απόλυση του εκδότη του The Electrician, η οποία σταμάτησε τη μακρόχρονη σειρά άρθρων του (μέχρι το 1891). Υπήρχε μια μακρά ιστορία εχθρότητας μεταξύ του Preece και του Heaviside. Ο Heaviside θεωρούσε τον Preece μαθηματικά ανίκανο, μια εκτίμηση που υποστηρίζεται από τον βιογράφο Paul J. Nahin: "Ο Preece ήταν ένας ισχυρός κυβερνητικός αξιωματούχος, εξαιρετικά φιλόδοξος και, με μερικούς αξιοσημείωτους τρόπους, ένας εντελώς ανεγκέφαλος". Τα κίνητρα του Preece για την καταστολή του έργου του Heaviside είχαν περισσότερο να κάνουν με την προστασία της φήμης του Preece και την αποφυγή του να παραδεχτεί το σφάλμα παρά με οποιαδήποτε αντιληπτά ελαττώματα στο έργο του Heaviside.: xi-xvii, 162-183

Η σημασία του έργου του Heaviside παρέμεινε ανεξερεύνητη για αρκετό καιρό μετά τη δημοσίευση στο The Electrician, και έτσι τα δικαιώματά του ήταν δημόσια. Το 1897, η AT&T προσέλαβε έναν από τους δικούς της επιστήμονες, τον George A. Campbell, και έναν εξωτερικό ερευνητή, τον Michael I. Pupin, για να βρουν κάποια σημεία στα οποία η εργασία του Heaviside ήταν ελλιπής ή λανθασμένη. Οι Campbell και Pupin επέκτειναν το έργο του Heaviside και η AT&T κατέθεσε διπλώματα ευρεσιτεχνίας που κάλυπταν όχι μόνο την έρευνά τους, αλλά και την τεχνική μέθοδο κατασκευής των πηνίων που είχε εφεύρει προηγουμένως ο Heaviside. Η AT&T προσέφερε αργότερα στον Heaviside χρήματα σε αντάλλαγμα για τα δικαιώματά του- είναι πιθανό ότι ο σεβασμός των μηχανικών της Bell για τον Heaviside επηρέασε αυτή την προσφορά. Ωστόσο, ο Heaviside αρνήθηκε την προσφορά, αρνούμενος να δεχτεί οποιαδήποτε χρήματα εκτός αν η εταιρεία του έδινε πλήρη αναγνώριση. Ο Heaviside ήταν χρόνια φτωχός, γεγονός που καθιστά την άρνησή του στην προσφορά ακόμη πιο εντυπωσιακή.

Όμως αυτή η αναποδιά είχε ως αποτέλεσμα να στρέψει την προσοχή του Heaviside προς την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, και σε δύο εργασίες του 1888 και του 1889, υπολόγισε τις παραμορφώσεις των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων που περιβάλλουν ένα κινούμενο φορτίο, καθώς και τα αποτελέσματα της εισόδου του σε ένα πυκνότερο μέσο. Αυτό περιελάμβανε την πρόβλεψη αυτού που είναι σήμερα γνωστό ως ακτινοβολία Τσερένκοφ και ενέπνευσε τον φίλο του Τζορτζ ΦιτζΓκέραλντ να προτείνει αυτό που σήμερα είναι γνωστό ως συστολή Λόρεντζ-ΦιτζΓκέραλντ.

Το 1889, ο Heaviside δημοσίευσε για πρώτη φορά μια σωστή παραγώγιση της μαγνητικής δύναμης σε ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο, η οποία είναι η μαγνητική συνιστώσα αυτού που σήμερα ονομάζεται δύναμη Lorentz.

Στα τέλη της δεκαετίας του 1880 και στις αρχές της δεκαετίας του 1890, ο Heaviside ασχολήθηκε με την έννοια της ηλεκτρομαγνητικής μάζας. Ο Heaviside την αντιμετώπισε ως υλική μάζα, ικανή να παράγει τα ίδια αποτελέσματα. Ο Wilhelm Wien επαλήθευσε αργότερα την έκφραση του Heaviside (για χαμηλές ταχύτητες).

Το 1891 η Βρετανική Βασιλική Εταιρεία αναγνώρισε τη συμβολή του Heaviside στη μαθηματική περιγραφή των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων, ανακηρύσσοντάς τον μέλος της Βασιλικής Εταιρείας, και το επόμενο έτος αφιέρωσε περισσότερες από πενήντα σελίδες των Φιλοσοφικών Συναλλαγών της Εταιρείας στις διανυσματικές μεθόδους και την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του. Το 1905 ο Heaviside αναγορεύτηκε επίτιμος διδάκτορας του Πανεπιστημίου του Γκέτινγκεν.

Μεταγενέστερα χρόνια και απόψεις

Το 1896, ο FitzGerald και ο John Perry εξασφάλισαν μια σύνταξη από τον πολιτικό κατάλογο ύψους 120 λιρών ετησίως για τον Heaviside, ο οποίος ζούσε πλέον στο Devon, και τον έπεισαν να τη δεχτεί, αφού είχε απορρίψει άλλες φιλανθρωπικές προσφορές από τη Βασιλική Εταιρεία.

Το 1902, ο Heaviside πρότεινε την ύπαρξη αυτού που σήμερα είναι γνωστό ως το στρώμα Kennelly-Heaviside της ιονόσφαιρας. Η πρόταση του Heaviside περιλάμβανε μέσα με τα οποία τα ραδιοσήματα μεταδίδονται γύρω από την καμπυλότητα της Γης. Η ύπαρξη της ιονόσφαιρας επιβεβαιώθηκε το 1923. Οι προβλέψεις του Heaviside, σε συνδυασμό με τη θεωρία της ακτινοβολίας του Planck, πιθανώς αποθάρρυναν περαιτέρω προσπάθειες ανίχνευσης ραδιοκυμάτων από τον Ήλιο και άλλα αστρονομικά αντικείμενα. Για οποιονδήποτε λόγο, δεν φαίνεται να έγιναν προσπάθειες για 30 χρόνια, μέχρι την ανάπτυξη της ραδιοαστρονομίας από τον Jansky το 1932.

Ο Heaviside ήταν αντίπαλος της θεωρίας της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Ο μαθηματικός Howard Eves έχει σχολιάσει ότι ο Heaviside "ήταν ο μόνος πρώτης τάξεως φυσικός της εποχής που αμφισβήτησε τον Αϊνστάιν και οι ύβρεις του κατά της θεωρίας της σχετικότητας συχνά άγγιζαν τα όρια του παραλόγου".

Στα επόμενα χρόνια η συμπεριφορά του έγινε αρκετά εκκεντρική. Σύμφωνα με τον συνεργάτη του B.A. Behrend, έγινε ένας ερημίτης που απεχθανόταν τόσο πολύ να συναντά ανθρώπους, ώστε παρέδιδε τα χειρόγραφα των άρθρων του Electrician σε ένα παντοπωλείο, όπου τα παραλάμβαναν οι συντάκτες.Αν και στα νιάτα του ήταν ενεργός ποδηλάτης, η υγεία του επιδεινώθηκε σοβαρά κατά την έκτη δεκαετία του. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ο Heaviside υπέγραφε επιστολές με τα αρχικά "W.O.R.M." μετά το όνομά του. Ο Heaviside φέρεται επίσης να άρχισε να βάφει τα νύχια του ροζ και να μεταφέρει στο σπίτι του μπλοκ γρανίτη για έπιπλα: xx Το 1922 έγινε ο πρώτος αποδέκτης του μεταλλίου Faraday, το οποίο καθιερώθηκε εκείνη τη χρονιά.

Σχετικά με τις θρησκευτικές απόψεις του Heaviside, ήταν ενωτικός, αλλά όχι θρησκευόμενος. Λέγεται μάλιστα ότι κορόιδευε τους ανθρώπους που πίστευαν σε ένα ανώτερο ον.

Ο Heaviside πέθανε στις 3 Φεβρουαρίου 1925, στο Torquay του Devon μετά από πτώση από σκάλα, και είναι θαμμένος κοντά στην ανατολική γωνία του νεκροταφείου του Paignton. Είναι θαμμένος μαζί με τον πατέρα του, Thomas Heaviside (1813-1896), και τη μητέρα του, Rachel Elizabeth Heaviside. Η ταφόπλακα καθαρίστηκε χάρη σε έναν ανώνυμο δωρητή κάποια στιγμή το 2005. Είχε πάντοτε μεγάλη εκτίμηση από τους περισσότερους ηλεκτρολόγους μηχανικούς, ιδίως μετά τη διόρθωση της ανάλυσης γραμμών μεταφοράς του Κέλβιν που δικαιώθηκε, αλλά το μεγαλύτερο μέρος της ευρύτερης αναγνώρισής του αποκτήθηκε μετά θάνατον.

Έργο μνήμης Heaviside

Τον Ιούλιο του 2014, ακαδημαϊκοί του Πανεπιστημίου του Newcastle, Ηνωμένο Βασίλειο, και η Ομάδα Ενδιαφέροντος Ηλεκτρομαγνητικής του Newcastle ίδρυσαν το Πρόγραμμα Μνήμης Heaviside σε μια προσπάθεια να αποκαταστήσουν πλήρως το μνημείο μέσω δημόσιας συνδρομής. Το ανακαινισμένο μνημείο αποκαλύφθηκε τελετουργικά στις 30 Αυγούστου 2014 από τον Alan Heather, μακρινό συγγενή του Heaviside. Στα αποκαλυπτήρια παρευρέθηκαν ο δήμαρχος του Torbay, ο βουλευτής του Torbay, ένας πρώην επιμελητής του Μουσείου Επιστημών (εκπροσωπώντας το Institution of Engineering and Technology), ο πρόεδρος του Torbay Civic Society και εκπρόσωποι του Πανεπιστημίου του Newcastle.

Η συλλογή Heaviside 1872-1923

Μια συλλογή σημειωματάριων, εγγράφων, αλληλογραφίας, σημειώσεων και σχολιασμένων φυλλαδίων του Heaviside σχετικά με την τηλεγραφία βρίσκεται στο Κέντρο Αρχείων του Institution of Engineering and Technology (IET).

Ο Heaviside έκανε πολλά για να αναπτύξει και να υποστηρίξει τις διανυσματικές μεθόδους και τον διανυσματικό λογισμό. Η διατύπωση του Maxwell για τον ηλεκτρομαγνητισμό αποτελούνταν από 20 εξισώσεις σε 20 μεταβλητές. Ο Heaviside χρησιμοποίησε τους τελεστές κύρτωσης και απόκλισης του διανυσματικού λογισμού για να αναδιατυπώσει 12 από αυτές τις 20 εξισώσεις σε τέσσερις εξισώσεις σε τέσσερις μεταβλητές (B,E,J και ρ{\displaystyle {\textbf {B}},{\textbf {E}},{\textbf {J}}~{\text{and}}~\rho }), τη μορφή με την οποία είναι γνωστές έκτοτε (βλέπε εξισώσεις του Maxwell). Λιγότερο γνωστό είναι ότι οι εξισώσεις του Heaviside και οι εξισώσεις του Maxwell δεν είναι ακριβώς οι ίδιες, και στην πραγματικότητα είναι ευκολότερο να τροποποιηθούν οι πρώτες ώστε να γίνουν συμβατές με την κβαντική φυσική. Η πιθανότητα των βαρυτικών κυμάτων συζητήθηκε επίσης από τον Heaviside χρησιμοποιώντας την αναλογία μεταξύ του νόμου του αντίστροφου τετραγώνου στη βαρύτητα και τον ηλεκτρισμό. Με τον τετραγωνικό πολλαπλασιασμό, το τετράγωνο ενός διανύσματος είναι αρνητική ποσότητα, προς μεγάλη δυσαρέσκεια του Heaviside. Καθώς υποστήριζε την κατάργηση αυτής της αρνητικότητας, του αποδόθηκε από τον C. J. Joly η ανάπτυξη των υπερβολικών τεταρτημορίων, αν και στην πραγματικότητα αυτή η μαθηματική δομή ήταν σε μεγάλο βαθμό έργο του Alexander Macfarlane.

Εφηύρε τη βηματική συνάρτηση Heaviside, χρησιμοποιώντας την για τον υπολογισμό του ρεύματος κατά την ενεργοποίηση ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε τη μοναδιαία συνάρτηση παλμού που σήμερα είναι συνήθως γνωστή ως συνάρτηση δέλτα Dirac. Εφηύρε τη μέθοδο του λειτουργικού λογισμού για την επίλυση γραμμικών διαφορικών εξισώσεων. Αυτή μοιάζει με τη χρησιμοποιούμενη σήμερα μέθοδο μετασχηματισμού Laplace που βασίζεται στο "ολοκλήρωμα Bromwich", το οποίο πήρε το όνομά του από τον Bromwich που επινόησε μια αυστηρή μαθηματική αιτιολόγηση για τη μέθοδο του τελεστή του Heaviside χρησιμοποιώντας ολοκλήρωση περιγράμματος. Ο Heaviside ήταν εξοικειωμένος με τη μέθοδο του μετασχηματισμού Laplace, αλλά θεωρούσε τη δική του μέθοδο πιο άμεση.

Ο Heaviside ανέπτυξε τη θεωρία των γραμμών μετάδοσης (γνωστή και ως "εξισώσεις του τηλεγραφητή"), η οποία είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του ρυθμού μετάδοσης μέσω υπερατλαντικών καλωδίων κατά δέκα φορές. Αρχικά χρειάζονταν δέκα λεπτά για τη μετάδοση κάθε χαρακτήρα, και αυτό βελτιώθηκε αμέσως σε έναν χαρακτήρα ανά λεπτό. Στενά συνδεδεμένη με αυτό ήταν η ανακάλυψή του ότι η τηλεφωνική μετάδοση μπορούσε να βελτιωθεί σημαντικά με την τοποθέτηση ηλεκτρικής επαγωγής σε σειρά με το καλώδιο. Ο Heaviside ανακάλυψε επίσης ανεξάρτητα το διάνυσμα Poynting..:  116-118

Ο Heaviside προώθησε την ιδέα ότι η ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης περιείχε ένα ιονισμένο στρώμα γνωστό ως ιονόσφαιρα- στο πλαίσιο αυτό, προέβλεψε την ύπαρξη αυτού που αργότερα ονομάστηκε στρώμα Kennelly-Heaviside. Το 1947 ο Edward Victor Appleton έλαβε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την απόδειξη της πραγματικής ύπαρξης αυτού του στρώματος.

Ηλεκτρομαγνητικοί όροι

Ο Heaviside επινόησε τους ακόλουθους όρους τέχνης στην ηλεκτρομαγνητική θεωρία:

Ο Heaviside μερικές φορές πιστώνεται επίσης με την επινόηση της susceptance (το φανταστικό μέρος της admittance, το αντίστροφο της reactance), αλλά αυτό στην πραγματικότητα οφείλεται στον Charles Proteus Steinmetz.

Πηγές

1. Όλιβερ Χέβισαϊντ
2. Oliver Heaviside