Early life, 1831-1839
lugar de nacimiento de James Clerk Maxwell en 14 India Street, Edimburgo. Ahora es el hogar de la Fundación James Clerk Maxwell.James Clerk Maxwell nació el 13 de junio de 1831 en 14 India Street, Edimburgo, hijo de John Clerk Maxwell de Middlebie, un abogado, y Frances Cay hija de Robert Hodshon Cay y hermana de John Cay. (Su lugar de nacimiento ahora alberga un museo operado por la Fundación James Clerk Maxwell., Su padre era un hombre de medios cómodos de la familia de Escribanos de Penicuik, titulares de la baronetcy de escribano de Penicuik. El hermano de su padre fue el 6º Baronet. Había nacido como «John Clerk», añadiendo a Maxwell a la suya después de heredar (de niño en 1793) la finca Middlebie, una propiedad de Maxwell en Dumfriesshire. James era primo hermano del artista Jemima Blackburn (hija de la hermana de su padre) y del ingeniero civil William Dyce Cay (hijo del hermano de su madre). Cay y Maxwell eran amigos cercanos y Cay actuó como su padrino cuando Maxwell se casó.,
Los padres de Maxwell se conocieron y se casaron cuando estaban en la treintena; su madre tenía casi 40 años cuando nació. Habían tenido un hijo anterior, una hija llamada Elizabeth, que murió en la infancia.
Cuando Maxwell era joven, su familia se mudó a Glenlair, en Kirkcudbrightshire, que sus padres habían construido en la finca que comprendía 1.500 acres (610 ha). Todos los indicios sugieren que Maxwell había mantenido una curiosidad inextinguible desde una edad temprana. A la edad de tres años, todo lo que se movía, brillaba o hacía ruido hacía la pregunta: «¿Qué pasa con eso?, En un pasaje añadido a una carta de su padre a su cuñada Jane Cay en 1834, su madre describió este sentido innato de curiosidad:
es un hombre muy feliz, y ha mejorado mucho desde que el clima se moderó; tiene un gran trabajo con puertas, cerraduras, llaves, etc. y «muéstrame cómo funciona» nunca sale de su boca. También investiga el curso oculto de arroyos y alambres de campana, la forma en que el agua llega del estanque a través de la pared….,
Educación, 1839-1847
reconociendo el potencial del niño, la madre de Maxwell, Frances, asumió la responsabilidad de su educación temprana, que en la era victoriana era en gran parte el trabajo de la mujer de la casa. A los ocho años podía recitar largos pasajes de Milton y todo el Salmo 119 (176 versículos). De hecho, su conocimiento de la escritura ya estaba detallado; podía dar capítulo y versículo para casi cualquier cita de los Salmos., Su madre se enfermó de cáncer abdominal y, después de una operación sin éxito, murió en diciembre de 1839 cuando tenía ocho años de edad. Su educación fue supervisada por su padre y la cuñada de su padre, Jane, quienes jugaron papeles fundamentales en su vida. Su escolaridad formal comenzó sin éxito bajo la dirección de un tutor contratado de 16 años. Poco se sabe sobre el joven contratado para instruir a Maxwell, excepto que trató al chico más joven con dureza, reprendiéndolo por ser lento y caprichoso. El tutor fue despedido en noviembre de 1841., El padre de James lo llevó a la demostración de Robert Davidson de propulsión eléctrica y fuerza magnética el 12 de febrero de 1842, una experiencia con profundas implicaciones para el niño.
de la Academia de Edimburgo, donde Maxwell fue educado
Maxwell fue enviado a la prestigiosa Edimburgo Academia. Se alojó durante el período en la casa de su tía Isabella. Durante este tiempo su pasión por el dibujo fue alentada por su prima mayor Jemima., Maxwell, de 10 años de edad, habiendo sido criado en aislamiento en la finca rural de su padre, no encajaba bien en la escuela. El primer año había sido completo, obligándolo a unirse al segundo año con compañeros de clase un año mayor. Sus gestos y acento Galloway llamaron la atención de los otros chicos como rústicos. Habiendo llegado en su primer día de escuela con un par de zapatos caseros y una túnica, se ganó el desagradable apodo de «Daftie». Nunca pareció resentir el epíteto, llevándolo sin quejarse durante muchos años., El aislamiento Social en la Academia terminó cuando conoció a Lewis Campbell y Peter Guthrie Tait, dos niños de una edad similar que se convertirían en notables académicos más adelante en la vida. Siguieron siendo amigos de por vida.
Maxwell estaba fascinado por la geometría a una edad temprana, redescubriendo los poliedros regulares antes de recibir ninguna instrucción formal. A pesar de haber ganado el Premio de biografía Bíblica de la escuela en su segundo año, su trabajo académico permaneció desapercibido hasta que, a la edad de 13 años, ganó la medalla matemática de la escuela y el primer premio de inglés y poesía.,
Los intereses de Maxwell iban mucho más allá del programa de estudios de la escuela y no prestó especial atención al rendimiento de los exámenes. Escribió su primer artículo científico a la edad de 14 años. En él se describe un medio mecánico de dibujar curvas matemáticas con un pedazo de hilo, y las propiedades de las elipses, óvalos Cartesianos, y curvas relacionadas con más de dos focos., El trabajo, de 1846, «sobre la descripción de las curvas ovaladas y las que tienen una pluralidad de focos» fue presentado a la Royal Society de Edimburgo por James Forbes, un profesor de filosofía natural en la Universidad de Edimburgo, porque Maxwell se consideraba demasiado joven para presentar el trabajo él mismo. La obra no era totalmente original, ya que René Descartes también había examinado las propiedades de tales elipses multifocales en el siglo XVII, pero había simplificado su construcción.,
University of Edinburgh, 1847-1850
Old College, University of Edinburgh
Maxwell dejó la Academia en 1847 a los 16 años y comenzó a asistir a clases en la Universidad de Edimburgo. Tuvo la oportunidad de asistir a la Universidad de Cambridge, pero decidió, después de su primer mandato, para completar el curso completo de sus estudios de pregrado en Edimburgo., El personal académico de la Universidad incluyó algunos nombres muy respetados; sus tutores de primer año incluyeron a Sir William Hamilton, quien le dio conferencias sobre lógica y metafísica, Philip Kelland sobre matemáticas, y James Forbes sobre filosofía natural. No encontró sus clases en la Universidad exigente, y por lo tanto fue capaz de sumergirse en el estudio privado durante el tiempo libre en la universidad y sobre todo cuando de vuelta a casa en Glenlair. Allí experimentaría con aparatos químicos, eléctricos y magnéticos improvisados, sin embargo, sus principales preocupaciones se referían a las propiedades de la luz polarizada., Construyó bloques en forma de gelatina, los sometió a diversas tensiones, y con un par de prismas polarizantes que le dio William Nicol, vio los flecos de colores que se habían desarrollado dentro de la gelatina. A través de esta práctica descubrió la fotoelasticidad, que es un medio para determinar la distribución del estrés dentro de las estructuras físicas.
a los 18 años, Maxwell contribuyó con dos artículos para las transacciones de la Royal Society de Edimburgo., Uno de ellos,» On the Equilibrium of Elastic Solids», sentó las bases para un importante descubrimiento más tarde en su vida, que fue la doble refracción temporal producida en líquidos viscosos por el esfuerzo cortante. Su otro artículo fue » Rolling Curves «y, al igual que con el papel» Oval Curves » que había escrito en la Academia de Edimburgo, fue considerado de nuevo demasiado joven para estar en la tribuna para presentarlo él mismo. El documento fue entregado a la Royal Society por su tutor Kelland en su lugar.,
University of Cambridge, 1850-1856
a young Maxwell at Trinity College, Cambridge. Está sosteniendo una de sus ruedas de color.
en octubre de 1850, ya un matemático consumado, Maxwell dejó Escocia para la Universidad de Cambridge. Inicialmente asistió a Peterhouse, sin embargo antes del final de su primer mandato fue transferido a Trinity, donde creía que sería más fácil obtener una beca. En Trinity fue elegido miembro de la sociedad secreta de élite conocida como los Apóstoles de Cambridge., La comprensión intelectual de Maxwell de su fe cristiana y de la ciencia creció rápidamente durante sus años de Cambridge. Se unió a los» Apóstoles», una sociedad de debate exclusiva de la élite intelectual, donde a través de sus ensayos trató de resolver este entendimiento.
Ahora mi gran plan, que fue concebido de edad, … es dejar que nada quede deliberadamente sin examinar. Nada debe ser Tierra Santa consagrada a la fe estacionaria, ya sea positiva o negativa. Toda la tierra en barbecho debe ararse y debe seguirse un sistema regular de rotación. …, Nunca escondas nada, sea hierba o no, ni parece que desees esconderlo. … De nuevo afirmO el derecho de transgredir cualquier parcela de tierra santa que cualquier hombre haya separado. … Ahora estoy convencido de que nadie más que un cristiano puede realmente purgar su tierra de estos lugares santos. … No digo que ningún cristiano tenga lugares cerrados de este tipo. Muchos tienen mucho, y cada uno tiene algo. Pero en el territorio del burlador, del panteísta, del quietista, del formalista, del Dogmatista, del sensualista y de los demás hay extensos e importantes tratados que son abierta y solemnemente tabúes. …,»
el Cristianismo, es decir, la religión de la Biblia es el único esquema o forma de creencia que rechaza cualquier posesiones en dicha tenencia. Aquí solo todo ES GRATIS. Puedes volar hasta los confines del mundo y no encontrar más dios que el autor de la salvación. Puedes buscar en las Escrituras y no encontrar un texto que te detenga en tus exploraciones. …
el Antiguo Testamento y la Ley Mosaica y el judaísmo se supone comúnmente que son «tabú» por los ortodoxos. Los escépticos fingen haberlos leído, y han encontrado ciertas objeciones ingeniosas …, que muchos de los ortodoxos no leídos admiten, y callar el tema como embrujado. Pero una vela está llegando para expulsar a todos los fantasmas y bichos. Sigamos la luz.
El grado en que Maxwell «aró» sus creencias cristianas y las puso a prueba intelectual, puede ser juzgado solo de forma incompleta a partir de sus escritos. Pero hay mucha evidencia, especialmente de sus días de estudiante, de que sí examinó profundamente su fe. Ciertamente, su conocimiento de la Biblia era notable, por lo que su confianza en las Escrituras no estaba basada en la ignorancia.,
en el verano de su tercer año, Maxwell pasó algún tiempo en la casa de Suffolk del Reverendo C. B. Tayler, el tío de un compañero de clase, G. W. H. Tayler. El amor de Dios mostrado por la familia impresionó a Maxwell, particularmente después de que el ministro y su esposa lo cuidaran de su mala salud.
a su regreso a Cambridge, Maxwell escribe a su reciente anfitrión de un hablador y afectuosa carta incluyendo el siguiente testimonio,
… Tengo la capacidad de ser más malvado que cualquier ejemplo que el hombre pueda darme, y …, si escapo, es solo por la gracia de Dios ayudándome a deshacerme de mí mismo, parcialmente en la ciencia, más completamente en la sociedad, pero no perfectamente, excepto por comprometerme con Dios …
en noviembre de 1851, Maxwell estudió con William Hopkins, cuyo éxito en la crianza del genio matemático le había valido el apodo de «Senior wrangler-maker».
en 1854, Maxwell se graduó de Trinity con un título en matemáticas. Anotó el segundo más alto en el examen final, detrás de Edward Routh y se ganó el título de segundo Wrangler., Más tarde fue declarado igual a Routh en la prueba más exigente del examen del Premio Smith. Inmediatamente después de obtener su título, Maxwell leyó su artículo «On the Transformation of Surfaces by Bending» a la Cambridge Philosophical Society. Este es uno de los pocos documentos puramente matemáticos que había escrito, demostrando su creciente estatura como matemático. Maxwell decidió permanecer en Trinity después de graduarse y solicitó una beca, que era un proceso que podía esperar tomar un par de años., Animado por su éxito como estudiante de investigación, sería libre, aparte de algunas tareas de tutoría y examen, para perseguir intereses científicos en su propio ocio.
la naturaleza y la percepción del color era uno de esos intereses que había comenzado en la Universidad de Edimburgo mientras era estudiante de Forbes. Con las peonzas de colores inventadas por Forbes, Maxwell fue capaz de demostrar que la luz blanca sería el resultado de una mezcla de luz roja, verde y azul., Su artículo «Experiments on Colour» estableció los principios de la combinación de colores y fue presentado a la Royal Society de Edimburgo en marzo de 1855. Maxwell fue esta vez capaz de entregarlo él mismo.
Maxwell fue nombrado miembro de Trinity el 10 de octubre de 1855, antes de lo normal, y se le pidió que preparara conferencias sobre hidrostática y óptica y que preparara exámenes. El febrero siguiente fue instado por Forbes a solicitar la Cátedra de Filosofía Natural recientemente vacante en el Marischal College, Aberdeen., Su padre le ayudó en la tarea de preparar las referencias necesarias, pero murió el 2 de abril en Glenlair antes de conocer el resultado de la candidatura de Maxwell. Aceptó la cátedra en Aberdeen, dejando Cambridge en noviembre de 1856.
Marischal College, Aberdeen, 1856-1860
Maxwell demostró que los anillos de Saturno estaban hechos de numerosas partículas pequeñas.
Maxwell, de 25 años, era 15 años más joven que cualquier otro profesor de Marischal., Se comprometió con sus nuevas responsabilidades como jefe de un departamento, La elaboración del plan de estudios y la preparación de conferencias. Se comprometió a dar conferencias 15 horas a la semana, incluyendo una conferencia semanal pro bono a la universidad local de los hombres de trabajo. Vivió en Aberdeen con su primo William Dyce Cay, un Ingeniero Civil escocés, durante los seis meses del año académico y pasó los veranos en Glenlair, que había heredado de su padre.
James Clark Maxwell and his wife by Jemima Blackburn.,
centró su atención en un problema que había eludido a los científicos durante 200 años: la naturaleza de los anillos de Saturno. Se desconocía cómo podían permanecer estables sin romperse, alejarse o estrellarse contra Saturno. El problema tomó una resonancia particular en ese momento porque St John’s College, Cambridge había elegido como el tema para el Premio Adams 1857. Maxwell dedicó dos años a estudiar el problema, demostrando que un anillo sólido regular no podía ser estable, mientras que un anillo fluido sería forzado por la acción de la onda para romperse en manchas., Dado que ninguno de los dos fue observado, concluyó que los anillos deben estar compuestos de numerosas partículas pequeñas que llamó «murciélagos de ladrillo», cada uno de forma independiente orbitando Saturno. Maxwell fue galardonado con el Premio Adams de £130 en 1859 por su ensayo «On the stability of the motion of Saturn’s rings»; fue el único participante que ha avanzado lo suficiente como para presentar una entrada. Su trabajo fue tan detallado y convincente que cuando George Biddell Airy lo leyó comentó: «Es una de las aplicaciones más notables de las matemáticas a la física que he visto.,»Fue considerada la última palabra sobre el tema hasta que las observaciones directas de la Voyager flybys de la década de 1980 confirmaron la predicción de Maxwell de que los anillos estaban compuestos de partículas. Ahora se entiende, sin embargo, que las partículas de los anillos no son estables en absoluto, siendo arrastradas por la gravedad sobre Saturno. Se espera que los anillos desaparezcan por completo en los próximos 300 millones de años.
en 1857 Maxwell se hizo amigo del Reverendo Daniel Dewar, que era entonces el director de Marischal. A través de él, Maxwell conoció a la hija de Dewar, Katherine Mary Dewar., Se comprometieron en febrero de 1858 y se casaron en Aberdeen el 2 de junio de 1858. En el registro de matrimonio, Maxwell aparece como profesor de Filosofía Natural En Marischal College, Aberdeen. Katherine era siete años mayor que Maxwell. Comparativamente se sabe poco de ella, aunque se sabe que ayudó en su laboratorio y trabajó en experimentos de viscosidad. El biógrafo y amigo de Maxwell, Lewis Campbell, adoptó una reticencia poco característica sobre el tema de Katherine, aunque describió su vida matrimonial como»una de devoción sin precedentes».,
en 1860 Marischal College se fusionó con el vecino King’s College para formar la Universidad de Aberdeen. No había lugar para dos profesores de Filosofía Natural, por lo que Maxwell, a pesar de su reputación científica, se encontró despedido. No tuvo éxito en solicitar la silla recientemente Vacante de Forbes en Edimburgo, el puesto en lugar de ir a Tait. A Maxwell se le concedió la Cátedra de Filosofía Natural en el King’s College de Londres, en su lugar. Después de recuperarse de un ataque casi fatal de viruela en 1860, se mudó a Londres con su esposa.,
King’s College, London, 1860-1865
conmemoración de las ecuaciones de Maxwell en King’s College. Una de las tres placas idénticas de IEEE Milestone, las otras están en el lugar de nacimiento de Maxwell en Edimburgo y la casa familiar en Glenlair.
El tiempo de Maxwell en King’s fue probablemente el más productivo de su carrera. Fue galardonado con la Medalla Rumford de la Royal Society en 1860 por su trabajo en el color y más tarde fue elegido para la sociedad en 1861., Este período de su vida lo llevaría a mostrar la primera fotografía en color rápida a la luz del mundo, desarrollar aún más sus ideas sobre la viscosidad de los gases y proponer un sistema de definición de cantidades físicas, ahora conocido como análisis dimensional. Maxwell asistía a menudo a conferencias en la Royal Institution, donde entraba en contacto regular con Michael Faraday. La relación entre los dos hombres no podía describirse como cercana, porque Faraday era 40 años mayor que Maxwell y mostraba signos de senilidad. Sin embargo, mantuvieron un fuerte respeto por los talentos del otro.,
Blue plaque, 16 Palace Gardens Terrace, Kensington, Maxwell’s home, 1860-1865
Esta vez es especialmente notable por los avances realizados por Maxwell en los campos de la electricidad y el magnetismo. Examinó la naturaleza de los campos eléctricos y magnéticos en su artículo de dos partes «On physical lines of force», que fue publicado en 1861. En él proporcionó un modelo conceptual para la inducción electromagnética, que consiste en pequeñas células giratorias de flujo magnético., Más tarde se añadieron dos partes más y se publicaron en ese mismo documento a principios de 1862. En la primera parte adicional discutió la naturaleza de la electrostática y la corriente de desplazamiento. En la segunda parte adicional, se ocupó de la rotación del plano de la polarización de la luz en un campo magnético, un fenómeno que había sido descubierto por Faraday y ahora se conoce como el efecto Faraday.,
últimos años, 1865-1879
la lápida en Parton Kirk (Galloway) de James Clerk Maxwell, sus padres y su esposa
esta piedra conmemorativa a James Clerk Maxwell se encuentra en un verde frente a la iglesia, al lado del monumento a la guerra en Parton (Galloway).
en 1865 Maxwell renunció a la cátedra en King’s College, Londres, y regresó a Glenlair con Katherine., En su Documento ‘sobre los gobernadores’ (1868) describió matemáticamente el comportamiento de los gobernadores, dispositivos que controlan la velocidad de las máquinas de vapor, estableciendo así la base teórica de la ingeniería de control. En su artículo «on reciprocal figures, frames and diagrams of forces» (1870) discutió la rigidez de varios diseños de celosía. Escribió El Libro de texto Theory of Heat (1871) y el Tratado Matter and Motion (1876). Maxwell fue también el PRIMERO en hacer uso explícito del análisis dimensional, en 1871.
en 1871 regresó a Cambridge para convertirse en el primer profesor Cavendish de Física., Maxwell fue puesto a cargo del desarrollo del Laboratorio Cavendish, supervisando cada paso en el progreso del edificio y de la compra de la colección de aparatos. Una de las últimas grandes contribuciones de Maxwell a la ciencia fue la edición (con copiosas notas originales) de la investigación de Henry Cavendish, de la que parecía que Cavendish investigaba, entre otras cosas, cuestiones como la densidad de la Tierra y la composición del agua.en marzo de 1879 Maxwell envió una importante carta al astrónomo David Todd., En abril de 1879 Maxwell comenzó a tener dificultades para tragar, el primer síntoma de su enfermedad fatal.Maxwell murió en Cambridge de cáncer abdominal el 5 de noviembre de 1879 a la edad de 48 años. Su madre había muerto a la misma edad, del mismo tipo de cáncer. El ministro que lo visitaba regularmente en sus últimas semanas estaba asombrado por su lucidez y el inmenso poder y alcance de su memoria, pero comenta más particularmente,
…, su enfermedad sacó todo el corazón, el alma y el espíritu del hombre: su fe firme e indudable en la Encarnación y todos sus resultados; en la plena suficiencia de la Expiación; en la obra del Espíritu Santo. Había medido y comprendido todos los esquemas y sistemas de la filosofía, y los había encontrado completamente vacíos e insatisfactorios—»impracticables» era su propia palabra sobre ellos—y se volvió con fe sencilla al Evangelio del Salvador.,
mientras la muerte se acercaba, Maxwell le dijo a un colega de Cambridge,
he estado pensando en lo gentilmente que siempre me han tratado. Nunca he tenido un empujón violento en toda mi vida. El único deseo que puedo tener ES como David servir a mi propia generación por la voluntad de Dios, y luego dormirme.
Maxwell está enterrado en Parton Kirk, cerca del Castillo Douglas en Galloway, cerca de donde creció., La biografía extendida The Life of James Clerk Maxwell, de su antiguo compañero de escuela y amigo de toda la vida, el profesor Lewis Campbell, fue publicada en 1882. Sus obras completas fueron publicadas en dos volúmenes por la Cambridge University Press en 1890.
los ejecutores del Patrimonio de Maxwell fueron su médico George Edward Paget, G. G. Stokes, y Colin Mackenzie, que era primo de Maxwell. Sobrecargado de trabajo, Stokes pasó los papeles de Maxwell a William Garnett, quien tuvo la custodia efectiva de los papeles hasta alrededor de 1884.,
Hay una inscripción conmemorativa a él cerca de la pantalla del coro en la Abadía de Westminster.
James Clark Maxwell por Jemima Blackburn.
vida personal
como gran amante de la poesía Escocesa, Maxwell memorizó poemas y escribió los suyos propios. El más conocido es Rigid Body Sings, estrechamente basado en» Comin’ Through The Rye » de Robert Burns, que aparentemente solía cantar mientras se acompañaba a sí mismo en una guitarra. Tiene las líneas de apertura
Gin a body meet a body
Flyin ‘ through the air.,Gin a body hit a body, Will it fly? ¿Y dónde?
Una colección de sus poemas fue publicada por su amigo Lewis Campbell en 1882.
Las descripciones de Maxwell comentan que sus notables cualidades intelectuales están emparejadas con la torpeza social.Maxwell era un Presbiteriano evangélico y en sus últimos años se convirtió en un anciano de la Iglesia de Escocia. Las creencias religiosas de Maxwell y las actividades relacionadas han sido el foco de una serie de documentos., Asistiendo a los servicios de la Iglesia de Escocia (denominación de su padre) y episcopaliano (denominación de su madre) como un niño, Maxwell más tarde se sometió a una conversión evangélica en abril de 1853. Una faceta de esta conversión puede haberlo alineado con una posición antipositivista.