De Donder, Théophile Ernest (1872-1957)

EnglishNederlandsfrançais

Natuurkundige en scheikundige gespecialiseerd in de thermodynamica, geboren te Schaarbeek op 19 augustus 1872 en overleden te Brussel op 11 mei 1957.

Biografie

Théophile Ernst De Donder werd geboren op 19 augustus 1872 te Schaarbeek. Hij behaalde in 1899 zijn doctoraat in de wis- en natuurkunde terwijl hij les gaf in het middelbaar onderwijs. Hij doceerde wiskunde aan het lyceum van Sint-Gillis. Aan dit lyceum ontmoette hij één van zijn eerste leerlingen, Raymond Defay.
Na het afwerken van zijn doctoraat liep hij stage bij Henri Poincaré.
Hij werd in 1911 belast met de cursus wiskundige natuurkunde aan de ULB. De ontwikkeling van de wiskundige natuurkunde werd echter onderbroken door de Eerste Wereldoorlog.
In 1918 werd hij benoemd aan de leerstoel wiskundige natuurkunde aan de Faculteit Wetenschappen en Toegepaste wetenschappen aan de ULB. Hij doceerde cursussen over thermodynamica en fysische scheikunde.
Hij startte met het maken van een cursus over de theoretische thermodynamica voor ingenieurs.
Deze cursussen vormen dankzij het toedoen van zijn leerling Frans Van den Dungen, een van de uitgangspunten van de door Ilya Prigogine beroemd geworden Brusselse school voor thermodynamica. Maurice Nuyens, Léon Van Hove, Jacques Van Mieghem, Georges Lemaître waren leerlingen van hem. Er werd dus een Belgische school in de relativiteit gevormd.
Hij werd toegelaten tot het emeritaat in 1942.
Hij werd in 1919 benoemd tot corresponderend lid van de Académie royale des Sciences et Belles-Lettres de Bruxelles en lid in 1929. Hij was in 1937 bestuurder van de Klasse Wetenschappen. Hij was medeoprichter en de eerste voorzitter van het Belgisch Wiskundig Genootschap.
Vanaf 1924 nam hij actief deel aan de Solvay-congressen.
Hij zetelde ook in de administratieve raad van het NFWO. Hij was voorzitter van de Wetenschapsraad van de Koninklijke Sterrenwacht. Hij zetelde in de internationale jury van de Francqui-prijs.
Hij was een begaafd muzikant en componeerde meerdere stukken voor piano.
In 1958 werd de Théophile De Donderprijs opgericht.
Hij overleed te Brussel op 11 mei 1957.

Werken

Théophile De Donder was een productieve auteur: hij schreef meer dan tweehonderd artikels en mededelingen, een tiental boeken en onderhield een uitgebreide briefwisseling met Louis-Victor Broglie (1892-1987), Arthur Eddington (1882-1944), Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928), Vito Volterra (1860-1940) en Albert Einstein (1879-1955).
Hij was laureaat van de Tienjaarlijkse prijs voor de toegepaste wiskunde voor de periode 1913-1922.
Zijn doctoraat was getiteld Sur la Théorie des Invariants Intégraux.
Na een verblijf te Parijs, waar hij werkte bij Henri Poincaré (1854-1912), wijdde hij zich aan de theorie van de integraalinvarianten, de variatierekening en de relativititeitstheorie.

Wiskundige publicaties
Aan de ULB lagen de ideeën en het enthousiasme van Théophile De Donder aan de basis van een bloeiende wiskundige traditie. Dankzij Théophile Lepage, een leerling van Théophile De Donder kreeg de externe differentiaalrekening nieuwe toepassingen.
Beïnvloed door het onderricht van Poincaré ontwikkelde Théophile De Donder de theorie van de integraalinverianten en verrichtte hij pionierswerk in wat later de theorie van de buitenste differentiaalvormen zou worden genoemd. Deze laatste was onmisbaar in de wiskunde en de theoretische fysica. Hij gebruikte al in 1904 de werken van Elvin Christoffel (1829-1900), Gregorio Ricci (1853-192) en Tullio Levi-Civita (1873-1941) over absolute differentiaalrekening. Het werk van Joseph-Marie De Tilly over de niet-euclidische mechanica was een inspiratiebron voor hem.

Relativiteitstheorie van Einstein
Als overtuigd relativist was De Donder in 1916 een van de eerste geleerden die correspondeerden met Einstein over diens gravitatietheorie en algemene relativiteit. Hij droeg deze belangstelling over op zijn leerlingen, onder andere Jules Géhéniau.
Théophile De Donder stelde in 1922 het belangrijke werk La gravifique einsteinienne op. Hierin trachtte hij de algemene relativiteit te vertalen in de taal van de variatieprincipes. Zijn invloed op de geschiedenis van de algemene relativiteit en van de kosmologie in België was bepalend.
Théophile De Donder zijn wiskundig standpunt verschilde soms totaal van Einsteins natuurkundig standpunt.
Vanaf 1920 bestudeerde hij samen met Henri Vanderlinden de oplossingen van de Einstein-vergelijking die overeenstemden met een bolsymmetrische (maar niet noodzakelijk homogene ruimte) en de vergelijking van het zwaarteveld in aanwezigheid van een bron van elektromagnetisch veld.

Thermodynamica

In de thermodynamica introduceerde hij een nieuwe formulering van de tweede wet, gebasseerd op het concept affiniteit. Ondanks zijn voorkeur voor fundamentele natuurkundige theorieën en abstracte wiskundige formuleringen, was hij al vroeg bewust van het toepassingspotentieel van een chemische thermodynamica gebaseerd op het concept van affiniteit. Affiniteit is een toestandsfunctie van het niet-evenwicht. Hij ontwikkelde een correlatie tussen de scheikundige affiniteit en de vrije energie van Gibbs. Dit alles heeft geleid tot de ontwikkeling en uitbreiding van de thermodynamica van onomkeerbare processen. Théophile De Donder sloeg hier een bres naar de kinetica. Het was Ilya Prigogine, een leerling, die de theorie van de Théophile De Donder verder zou uitbreiden en vervolledigen. Hij maakte zijn doctoraat onder leiding van Théophile De Donder.
Onder impuls van Raymond Defay werd een systematische uitbreiding van de thermomdynamica ontwikkeld met toevoeging van oppervlakte-effecten.
Théophile De Donder was de stichter van de Brusselse school van thermodynamica van niet-reversibele processen en mathematische fysica, deze school vloeide voort uit zijn cursus thermodynamica voor ingenieurs. Hij en zijn school waren in deze periode de enige die zich bezighielden met echte creatieve theorievorming.

Fysico-chemie van de grensvlakken

De fysico-chemie van lage-dimensie systemen (elektroden, membranen, katalytische oppervlakten, micro-emulsies, films) heeft de aandacht van Belgische onderzoekers getrokken. Een van de eerste werken in deze richting, gewijd aan de galvinistische batterijen, is van de hand van Théophile De Donder in samenwerking met zijn leerling Georges van Lerberghe.

Publicaties

• "Thermodynamische Theorie van Affiniteit: Een boek van Principes". Oxford, Engeland: De Universitaire Pers van Oxford, 1936.
• "De wiskundige Theorie van Relativiteit", Cambridge, MA: MIT, 1937.
• "Sur la théorie des invariants intégraux", thesis, 1899.
• "Théorie du champ électromagnétique de Maxwell-Lorentz et du champ gravifique d'Einstein", 1917.
• "La gravifique Einsteinienne", 1921.
• "Introduction à la gravifique einsteinienne", 1925.
• "Théorie des champs gravifiques", 1926.
• "The Mathematical Theory of Relativity", 1927.
• "Application de la gravifique einsteinienne", 1930.
• "Théorie invariantive du calcul des variations", 1931.
• "Application de la gravifique einsteinienne à l'électrodynamique des corps en mouvement", 1932.

• Archieven:
  

- Publicaties en notities over Théophile De Donder terug te vinden in de Archief van de ULB.
- Portret van hem ook terug te vinden in archief ULB.
- Publicaties van Théophile De Donder bevinden zich ook in het Archief van de ULB.

Bibliografie

• Marage,Pierre, "De kernfysica en de deeltjesfyscia", In: Robert Halleux, Geert Vanpaemel, Jan Vandersmissen en Andrée Despy-Meyer (red.), Geschiedenis van de wetenschappen in België 1815-2000, Brussel: Dexia, 2001, vol. 2
• Lambert,Dominque,"De algemene relativiteit en de kosmologie", In: Robert Halleux, Geert Vanpaemel, Jan Vandersmissen en Andrée Despy-Meyer (red.), Geschiedenis van de wetenschappen in België 1815-2000, Brussel: Dexia, 2001, vol. 2
• Nicolis, Grégoire, "De thermodynamica, de wetenschap van het niet-lineaire en de statische mechanica", In: Robert Halleux, Geert Vanpaemel, Jan Vandersmissen en Andrée Despy-Meyer (red.), Geschiedenis van de wetenschappen in België 1815-2000, Brussel: Dexia, 2001, vol. 2
• Glansdorff, Paul, ,"Théophile De Donder", In:Ciel et Terre, Vol 73, p. 354-356.
• Théophile De Donder geconsulteerd op 12/08/2010 om 14u.
• Mawhin, Jean,"De wiskunde", in: Robert Halleux, Geert Vanpaemel, Jan Vandersmissen en Andrée Despy-Meyer (red.), Geschiedenis van de wetenschappen in België 1815-2000, Brussel: Dexia/La Renaissance du livre, 2001, vol. 1.