James MacCullagh

James MacCullagh (1809 – 24 de octubre de 1847) fue un matemático y científico irlandés. Fue profesor Erasmus Smith de Matemáticas en el Trinity College de Dublín a partir de 1835, y en 1843 fue nombrado profesor Erasmus Smith de Filosofía Natural y Experimental . ^{[ 1 ]} MacCullagh recibió la Medalla Cunningham de la Real Academia Irlandesa en 1838 por su trabajo sobre las leyes de la reflexión cristalina y la refracción de la luz , y la Medalla Copley en 1842 por sus esfuerzos sobre la naturaleza de la luz.

MacCullagh nació en Landahaussy , cerca de Plumbridge , condado de Tyrone , Irlanda, pero la familia se mudó a Curly Hill, Strabane, cuando James tenía unos 10 años. ^{[ 2 ]} Fue el mayor de doce hijos y demostró talento matemático a temprana edad. ^{[ 3 ]} Ingresó en el Trinity College de Dublín como estudiante en 1824, ganó una beca en 1827 y se graduó en 1829. ^{[ 2 ]}

Se convirtió en miembro del Trinity College de Dublín en 1832 y fue contemporáneo de William Rowan Hamilton . ^{[ 2 ] [ 4 ]} Se convirtió en miembro de la Real Academia Irlandesa en 1833. ^{[ 4 ]} En 1835 fue nombrado Profesor Erasmus Smith de Matemáticas en el Trinity College de Dublín y en 1843 se convirtió en Profesor Erasmus Smith de Filosofía Natural y Experimental . ^{[ 5 ]} Fue un maestro inspirador y enseñó a notables académicos, incluidos Samuel Haughton , Andrew Searle Hart , John Kells Ingram y George Salmon . ^{[ 6 ] [ 4 ]}

Había estado involucrado en repetidas disputas de prioridad con Hamilton. En 1832, Hamilton publicó una predicción de refracción cónica . En 1833, MacCullagh afirmó que se trataba de un caso especial de un teorema que había publicado en 1830 y que no había explicado porque no era relevante para ese artículo en particular. En 1842, Hamilton especuló sobre un modelo de éter, a lo que MacCullagh respondió que él también había especulado sobre el mismo modelo. ^{[ 7 ]}

Aunque trabajó principalmente en óptica , también se le recuerda por su trabajo en geometría ; su obra más significativa en óptica se publicó a mediados o finales de la década de 1830; su obra más significativa en geometría, Sobre superficies de segundo orden, se publicó en 1843. Recibió la Medalla Cunningham de la Real Academia Irlandesa en 1838 por su artículo sobre Sobre las leyes de la reflexión y refracción cristalinas . ^{[ 8 ] [ 2 ]} Ganó la medalla Copley por su trabajo sobre la naturaleza de la luz en 1842. ^{[ 2 ]}

MacCullagh participó en la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia . ^{[ 4 ]} Se carteó con muchos científicos notables, incluidos John Herschel y Charles Babbage . ^{[ 3 ]} En Pasajes de la vida de un filósofo , Charles Babbage escribió que MacCullagh era "un excelente amigo mío" y discutió con él los beneficios y los inconvenientes de la máquina analítica .

El artículo más importante de MacCullagh sobre óptica, Un ensayo hacia una teoría dinámica de la reflexión y refracción cristalina , fue presentado a la Real Academia Irlandesa en diciembre de 1839 ^{[ 9 ] [ 10 ]} . El artículo comienza definiendo lo que entonces era un concepto nuevo, el rotacional de un campo vectorial . (El término «rotacional» fue utilizado por primera vez por James Clerk Maxwell en 1870). MacCullagh demostró primero que el rotacional es un vector covariante en el sentido de que sus componentes se transforman de la manera apropiada bajo una rotación de coordenadas. Inspirándose en George Green , se propuso desarrollar una función potencial para una teoría dinámica de la transmisión de la luz.

MacCullagh descubrió que una función potencial convencional proporcional a la norma al cuadrado del campo de desplazamiento era incompatible con las propiedades conocidas de las ondas de luz. Para sustentar únicamente ondas transversales , halló que la función potencial debía ser proporcional a la norma al cuadrado del rotacional del campo de desplazamiento ^{[ 11 ]} . Se aceptó que su elección radical descartaba cualquier esperanza de un modelo mecánico para el medio etéreo. Sin embargo, se demostró que las ecuaciones de campo derivadas de este medio puramente girostático concordaban con todas las leyes conocidas, incluidas las de Snell y Augustin-Jean Fresnel .

En varios momentos, MacCullagh aborda la naturaleza física de un medio etéreo con tales propiedades. Como era de esperar, argumenta en contra de una interpretación mecánica del éter luminífero, pues admite sin reservas que ningún medio físico conocido podría tener una función potencial que se resista únicamente a la rotación de sus elementos. «Respecto a la peculiar constitución del éter, no sabemos ni debemos suponer nada, salvo lo que implican las suposiciones anteriores [vibraciones rectilíneas en un medio de densidad constante]... Habiendo llegado al valor de [la función potencial], podemos tomarlo como punto de partida de nuestra teoría y descartar las suposiciones que nos llevaron a ella».

A pesar del éxito de la teoría, físicos y matemáticos no se mostraron receptivos a la idea de reducir la física a un conjunto de ecuaciones de campo abstractas , desvinculadas de un modelo mecánico. La noción del éter como un fluido compresible o una entidad física similar estaba demasiado arraigada en el pensamiento físico del siglo XIX, incluso décadas después de la publicación de la teoría electromagnética de Maxwell en 1864. Las ideas de MacCullagh fueron en gran medida abandonadas y olvidadas hasta 1880, cuando George Francis FitzGerald redescubrió y reinterpretó sus hallazgos a la luz del trabajo de Maxwell. ^{[ 12 ]}

William Thomson, primer barón Kelvin, logró desarrollar un modelo físicamente realizable del éter de MacCullagh, elástico a la rotación pero insensible a la traslación, que consistía en girostatos montados en una estructura de varillas telescópicas, descrito en su artículo Sobre una constitución adinámica girostática para el éter (1890).

Una discusión bastante moderna del modelo del éter de MacCullagh se puede encontrar en la Sección 15 del libro de Sommerfeld Mecánica de los cuerpos deformables ^{[ 13 ]} .

MacCullagh era un nacionalista idealista, en el sentido de la época ^{[ 4 ] [ 14 ]} . Se presentó sin éxito a las elecciones para la circunscripción de la Universidad de Dublín en 1847. ^{[ 2 ]} Aquejado de exceso de trabajo y un episodio de depresión, murió en 1847 cortándose la garganta en su habitación del Trinity College de Dublín. ^{[ 4 ]}

Tras su muerte, Hamilton ayudó a obtener pensiones para sus hermanas. ^{[ 15 ]}

En mayo de 2009, se inauguró una placa del Círculo de Historia del Ulster en la tumba de su familia en la iglesia de San Patricio en Upper Badoney. ^{[ 6 ]} La placa formó parte de los eventos organizados por la Sociedad Histórica de Glenelly para conmemorar su vida.

... mi trato con el pobre MacCullogh, que constantemente imaginaba que la gente saqueaba sus almacenes, que sin duda valían la pena robar. Esto era sin duda una especie de síntoma premonitorio de la locura que produjo su terrible final. Podía inspirar amor y, sin embargo, era difícil convivir con él; y estoy agradecido de haber escapado, tan bien como lo hice, de una pelea, en parte porque no vivo en el College ni en Dublín. Temo que todo esto pueda parecer un poco cruel; pero me comprenderán. Tenía una excelente relación con MacCullogh; ... hablé de sus primeros trabajos, en 1832, a la Asociación Británica, cuando se reunió por primera vez en Oxford; me esmeré en exponer los méritos de uno de sus trabajos sobre la luz ... con motivo de la entrega de una Medalla de Oro en 1838 ... seguí su ataúd a pie desde el College por las calles de Dublín; colaboré en la obtención de una pensión para sus hermanas; y suscribí el Homenaje a MacCullogh.

• Obras completas de James MacCullagh en el Archivo de Internet