Kolekcje

James Clerk Mawell

James Clerk Mawell

James Maxwell jest prawdopodobnie jednym z najważniejszych naukowców XIX wieku. Wielu naukowców umieszcza go obok takich nazwisk jak Albert Einstein i Sir Isaac Newton. Dzieje się tak, ponieważ jego rewolucyjna praca nad definiowaniem promieniowania elektromagnetycznego za pomocą równań pola stworzyła podwaliny dla wielu innych osób, nad którymi mogli rozwijać swoje prace. Doprowadziło to do odkrycia i zrozumienia fal radiowych oraz rozwoju technologii radiowej i bezprzewodowej, która jest integralną częścią dzisiejszego świata. Rzeczywiście, takie znaczenie ma jego praca, że ​​Albert Einstein określił ją jako „najgłębszą i najbardziej owocną, jaką fizyka doświadczyła od czasów Newtona”.

Dziś inżynierowie RF znają nazwisko Maxwell w wyniku jego równań. Niektórzy mogliby zapisać lub manipulować jego równaniami, ale bardzo niewiele osób wiedziałoby dużo o samym człowieku.

Wczesne życie Maxwella

James Clerk Maxwell był jedynym dzieckiem urodzonym w wygodnym środkowym środowisku przy 14 India Street w Edynburgu 13th Czerwiec 1831. Jego rodzice, John i Frances, pobrali się w 1826 roku i po urodzeniu syna przeprowadzili się do nowo wybudowanego domu „Glenair” w rodzinnej posiadłości w wiejskim Kirkcudbrightshire, który został odziedziczony przez rodzinę.

Maxwell już od najmłodszych lat wykazywał żywe zainteresowanie otaczającymi go ludźmi. Pytał otaczających go ludzi i ciągle pytał: „Po co to? Co to robi?” Najwyraźniej nie zadowalała go niejasna odpowiedź i naciskał na swoje pytanie, dopóki nie uzyska satysfakcjonującej odpowiedzi.

Niestety matka Jamesa zmarła w 1839 roku na raka brzucha. Najwyraźniej odczuwała wielki ból, ponieważ kiedy powiedziano Maxwellowi, że „jest teraz w niebie”, podobno zauważył: „Tak się cieszę, że nie będzie już miała bólu”.

Plan jego rodziców był taki, że powinni uczyć młodego Jamesa w domu do 13 roku życia, a potem pójdzie na Uniwersytet w Edynburgu. Jednak śmierć jego matki oznaczała, że ​​potrzebne były inne plany. Początkowo do jego nauczania zatrudniono 16-letniego chłopca. Ten układ nie zadziałał, a jego ciotka, Jane Cay, pomogła mu, opiekując się nim, aby w 1841 roku mógł uczęszczać do Akademii Edynburskiej. Jednak często odwiedzał swojego ojca, z którym był bardzo bliski.

W Akademii początkowo uważano go za nieśmiałego, tępego i nieco ekscentrycznego. Nie zaprzyjaźnił się, a większość wolnego czasu spędzał na czytaniu, rysowaniu niezwykłych diagramów i tworzeniu modeli mechanicznych. W rezultacie zyskał przydomek „Dafty”, którego nie próbował stracić. Jednak zaskoczył wiele osób, gdy w wieku czternastu lat opublikował swoją pierwszą pracę naukową w postępowaniu Royal Society of Edinburgh. Artykuł dotyczył elips i chociaż Kartezjusz zajmował się wcześniej tematem pracy, nadal było to niezwykłe osiągnięcie dla czternastolatka.

Maxwell na uniwersytecie

Następnie, w wieku szesnastu lat, jego ojciec zapisał go na Uniwersytet w Edynburgu. Spędził tu trzy lata, na przemian z Glenair i Edynburgiem. Na Uniwersytecie studiował różne tematy, od światła spolaryzowanego i stereoskopu po galwanizm, krzywizny toczenia i kompresję ciał stałych. Zaprezentował kolejny artykuł, chociaż został on dla niego przeczytany ze względu na jego wiek.

Maxwell musiał podjąć decyzję dotyczącą swojej kariery. Oczekiwano, że podąży za swoim ojcem do prawa, ale jak powiedział Maxwell, czuł, że został wezwany do studiowania „innego rodzaju prawa”. Tak więc trzy lata po wstąpieniu na Uniwersytet w Edynburgu Maxwell przeniósł się do Cambridge. Było to dla niego trudne, ponieważ oznaczało to opuszczenie ojca. Były też obawy o jego delikatne zdrowie.

Niemniej jednak przeniósł się do Cambridge w 1850 r. Jego nauczyciel powiedział, że ma ogromną wiedzę, która była naprawdę ogromna jak na takiego młodego człowieka, ale była w stanie znacznego nieporządku. Spędził czas w Cambridge w Trinity College, gdzie wierzył, że łatwiej będzie uzyskać jego stypendium! Tutaj studiował matematykę i po trzech latach pracy, którą nazwał bardzo przyjemną i bardzo wzmacniającą, w styczniu 1854 r. Usiadł na Tripo i zajął drugie miejsce.

Pierwsze odkrycia

Maxwell pozostał w Cambridge i spędzał czas pracując nad rozszerzeniem teorii elektryczności i linii siły magnetycznej Faradaya. Artykuł będący wynikiem tej pracy zatytułowany „O liniach siły Faradaya” został odczytany w Cambridge Philosophical Society w dwóch częściach w 1855 i 1856 roku. Pokazał, że kilka stosunkowo prostych równań matematycznych może opisać pola elektryczne i magnetyczne oraz ich wzajemne oddziaływanie. .

Podczas gdy Maxwell osiągał te ważne osiągnięcia i cieszył się czasem, jego ojciec zachorował w 1856 roku. Maxwell chciał z nim być, więc przeniósł się do Szkocji, aby objąć stanowisko profesora filozofii przyrodniczej w Marischal College w Aberdeen. Jednak zaraz po przyjęciu stanowiska zmarł ojciec Maxwella. Niemniej Maxwell nadal objął to stanowisko i rozpoczął w listopadzie 1856 r.

Nieco później St John's College w Cambridge ogłosił, że tematem nagrody Adama ma być ruch Pierścieni Saturna. Maxwell i jego przyjaciel rozmawiali o nich, kiedy byli w Akademii w Edynburgu i bardzo zainteresował się nagrodą. W związku z tym wiele z jego pierwszych dwóch lat badań w Aberdeen było poświęconych temu zagadnieniu. W swojej analizie wykazał, że pierścienie mogą istnieć tylko wtedy, gdy składają się z małych cząstek stałych, co zostało potwierdzone dobrze ponad sto lat później, gdy sonda Voyager je zbadała. Nic dziwnego, że badania Maxwella przyniosły mu nagrodę Adama.

Podczas pobytu w Aberdeen, Maxwell poznał Katherine Dewar i oboje pobrali się w 1859 roku. Chociaż para nigdy nie miała dzieci, ich związek był bardzo bliski i mówiono, że jest to małżeństwo „niezrównanego oddania”.

Małżeństwo dla Maxwella

Katherine była córką dyrektora college'u, ale mimo to, kiedy Marischal i King's College zostały połączone, aby utworzyć Uniwersytet w Aberdeen, Maxwell nie zdołał utrzymać swojego stanowiska. W rezultacie z powodzeniem ubiegał się o wolne stanowisko profesora filozofii naturalnej w King's College London i objął to stanowisko w 1860 roku.

Maxwell piastował stanowisko w Kings przez sześć lat i to właśnie w tym czasie podjął swoją najważniejszą pracę, prowadząc dalsze badania właściwości pól elektromagnetycznych, które postulował. Odkrył, że podróżowali z mniej więcej taką samą prędkością jak światło i zaproponował, że światło jest w rzeczywistości falą elektromagnetyczną. Opublikował również dwa klasyczne artykuły na ten temat.

Jednak nie ograniczył się do swoich badań do teorii elektromagnetycznej. Podjął pracę badającą kinetyczną teorię gazów, w wyniku czego jego imię nosi funkcja prawdopodobieństwa. Ta praca doprowadziła go do wygłoszenia wykładu dla Towarzystwa Królewskiego w 1866 roku. Wcześniej został wybrany do Towarzystwa w 1861 roku.

Będąc w Londynie miał również okazję poznać i dobrze poznać Faradaya. Przykład ich przyjaźni został pokazany, gdy Maxwell uczęszczał na jeden z wykładów Faradaya. Kiedy gęstość tłumu opuszczającego salę wykładową uniemożliwiła Maxwellowi wyjście, usłyszano, jak Faraday, odnosząc się do jego pracy nad gazami, powiedział: „Ho Maxwell, czy nie możesz się wydostać? Jeśli jakikolwiek człowiek może znaleźć wyjście z tłumu, powinien być tobą!"

W King's College

W 1865 roku Maxwell zrezygnował z profesury w Kings i przeniósł się na emeryturę do swojej rodzinnej posiadłości w Glenair. Spędził tu większość czasu i powiększył dom zgodnie z planem przygotowanym przez ojca. Jednak nadal utrzymywał pewne kontakty z King's College, gdy służył jako zewnętrzny egzaminator, wracając każdej wiosny. Wiosną i latem 1867 roku wraz z żoną odbył także podróż po Włoszech. Jednak nadal zajmował się swoją działalnością naukową, pisząc ważną pracę zatytułowaną Treatise on Electricity and Magnetism. W tym tomie zawarte są jego cztery równania. Praca, która jest uznawana za jeden z wielkich tekstów naukowych i ma przedmowę, w której Maxwell stwierdza, że ​​jego głównym celem było przekształcenie fizycznych idei Faradaya w formę matematyczną, która służyłaby i wyjaśniała, w jaki sposób powstały. Jednym z wniosków płynących z pracy było stwierdzenie, że istnieje pewna forma fali elektromagnetycznej i że „z trudem mógł on uniknąć wniosku, że światło składa się z tych samych fal tego samego ośrodka, który jest przyczyną zjawisk elektrycznych i magnetycznych”.

Pomimo faktu, że Maxwell był na „emeryturze”, Uniwersytet Cambridge zwrócił się do niego z ofertą zostania pierwszym profesorem fizyki w Cavendish. Nieco niechętnie przyjął to stanowisko w marcu 1871 r. Wkrótce jednak z przyjemnością podjął się nowych obowiązków. W ramach swoich obowiązków Maxwell mógł założyć nowe laboratorium fizyczne, które miało nazywać się laboratorium Cavendisha. Maxwell chciał uczynić z tego centrum światowej sławy i był tak entuzjastyczny, że pomógł nawet w zaprojektowaniu laboratorium.

Podczas pobytu w Cambridge Maxwell uczył tylko kilku studentów, ale ci byli najwyższego kalibru. Jednym z nich był Ambrose (później Sir Ambrose) Fleming, wynalazca zaworu diodowego i profesor UCL. Później skomentował, że Maxwell miał zbyt dużo wiedzy i zbyt dużo oryginalności, aby najlepiej radzić sobie z nauczaniem elementarnym. Dodanie tego dla tych, którzy mogli naśladować jego naukę, było radością.

Ostatnie dni Maxwella

Kilka lat później, w okresie wielkanocnym 1879 roku, Maxwell zachorował. Jego zdrowie zawsze było dość delikatne, a dwa lata wcześniej miał problemy z trawieniem, ale zdecydował się je zignorować. Teraz jego stan zdrowia zdecydowanie się pogorszył. Mimo to wygłaszał wykłady do końca semestru. Po zakończeniu semestru wrócił na lato do Glenair z chorą żoną. Jego stan zdrowia stale się pogarszał i pomimo bólu, który doznawał, pozostał bardzo wesoły. Po lecie wrócił do Cambridge prawie nie mogąc chodzić, i w końcu zmarł w wieku 5 latth Listopad.

Wygląda na to, że Maxwell cierpiał na raka brzucha, dokładnie tę samą chorobę, która zabrała jego matkę w dokładnie tym samym wieku. Jego Doktor skomentował: „Żaden człowiek nigdy nie spotkał śmierci bardziej świadomie i spokojniej”.

W ciągu swojego życia Maxwell osiągnął znaczną kwotę. Jego głównym wkładem jest niewątpliwie jego teoria pola elektromagnetycznego i wynikające z niej równania. Jednak wniósł znaczący wkład w wiele innych dziedzin nauki, w tym termodynamikę i kinetyczną teorię gazów. Studiował także i przyglądał się wczesnym formom fotografii kolorowej, opracowując kilka eksperymentów, aby pokazać, że może ona działać. Przyczynił się do czegoś, co dziś jest znane jako teoria informacji, a jest o wiele więcej.

W życiu osobistym był znany z żywego poczucia humoru i humoru, często żartował ludziom i drażnił ich. Kiedyś złośliwie wyjaśnił grupie wybitnych naukowców różnicę między stopniami Celsjusza i Fahrenheita.

W swoim życiu James Clark Maxwell w znacznym stopniu przyczynił się do pogłębienia naszego zrozumienia wielu aspektów nauki. Jednak Maxwell nie otrzymał publicznego odznaczenia i został pochowany po cichu na małym cmentarzu kościelnym w Parton w Szkocji.


Obejrzyj wideo: James Clerk Maxwell Biography (Grudzień 2021).