o Início da vida, 1831-1839
James Clerk Maxwell nascimento em 14 India Street, Edimburgo. É agora a casa da Fundação James Clerk Maxwell.
James Clerk Maxwell nasceu em 13 de junho de 1831, em 14 India Street, Edinburgh, para John Clerk Maxwell de Middlebie, um advogado, e Frances Cay, filha de Robert Hodshon Cay e irmã de João Cay. (Seu local de nascimento agora abriga um museu operado pela Fundação James Clerk Maxwell., Seu pai era um homem de meios confortáveis da família de escrivães de Penicuik, detentores do baronete de Escrivão de Penicuik. O irmão de seu pai era o 6º Baronete. Ele tinha nascido “John Clerk”, adicionando Maxwell para o seu próprio depois que ele herdou (como uma criança em 1793) a propriedade Middlebie, uma propriedade Maxwell em Dumfriesshire. James era primo direito do artista Jemima Blackburn (filha da irmã de seu pai) e do Engenheiro Civil William Dyce Cay (filho do irmão de sua mãe). Cay e Maxwell eram amigos íntimos e Cay atuou como seu padrinho quando Maxwell se casou.,os pais de Maxwell conheceram-se e casaram-se quando tinham 30 anos; a mãe dele tinha quase 40 anos quando ele nasceu. Eles tiveram um filho anterior, uma filha chamada Elizabeth, que morreu na infância.quando Maxwell era jovem, sua família mudou-se para Glenlair, em Kirkcudbrightshire, que seus pais haviam construído na propriedade que compreendia 610 hectares. Todas as indicações sugerem que Maxwell manteve uma curiosidade inigualável desde cedo. Aos três anos, tudo o que se movia, brilhava ou fazia barulho fazia a pergunta: “O que é isso?,”Em uma passagem adicionado a uma carta de seu pai, para sua irmã-de-lei Jane Cay, em 1834, a sua mãe descrito neste sentido inato de curiosidade:
Ele é um homem feliz, e tem melhorado muito desde o tempo a moderada; ele tem um grande trabalho com portas, fechaduras, chaves, etc. e “mostra-me como ele faz” nunca sai da boca dele. Ele também investiga o curso escondido de córregos e Fios de sino, a forma como a água sai do lago através da parede….,
Educação, 1839-1847
reconhecendo o potencial do menino, a mãe de Maxwell, Frances, assumiu a responsabilidade por sua educação precoce, que na era vitoriana era em grande parte o trabalho da mulher da casa. Aos oito anos, ele podia recitar longas passagens de Milton e todo o Salmo 119 (176 versos). Na verdade, seu conhecimento da escritura já estava detalhado; ele poderia dar capítulo e versículo para quase qualquer citação dos Salmos., Sua mãe adoeceu com câncer abdominal e, após uma operação fracassada, morreu em dezembro de 1839, quando ele tinha oito anos de idade. Sua educação foi então supervisionada por seu pai e sua cunhada Jane, ambos desempenhando papéis fundamentais em sua vida. Sua escolaridade formal começou sem sucesso sob a orientação de um tutor contratado de 16 anos. Pouco se sabe sobre o jovem contratado para instruir Maxwell, exceto que ele tratou o jovem duramente, repreendendo-o por ser lento e rebelde. O tutor foi demitido em novembro de 1841., O pai de James o levou à demonstração de propulsão elétrica e força magnética de Robert Davidson em 12 de fevereiro de 1842, uma experiência com profundas implicações para o menino.
Edimburgo Academia, onde Maxwell foi educado
Maxwell foi enviado para o prestígio de Edimburgo Academia. Ele alojou-se durante o período na casa de sua tia Isabella. Durante este tempo sua paixão pelo desenho foi encorajada por seu primo mais velho Jemima., Maxwell, de 10 anos, tendo sido criado em isolamento na propriedade rural de seu pai, não se encaixava bem na escola. O primeiro ano tinha sido cheio, obrigando-o a se juntar ao segundo ano com colegas de classe um ano seu senior. Os seus maneirismos e sotaque de Galloway pareciam rústicos aos outros rapazes. Tendo chegado em seu primeiro dia de escola usando um par de sapatos caseiros e uma túnica, ele ganhou o apelido cruel de “Daftie”. Ele nunca pareceu ressentir-se do epíteto, suportando-o sem reclamar por muitos anos., O isolamento Social na Academia terminou quando ele conheceu Lewis Campbell e Peter Guthrie Tait, dois meninos de uma idade semelhante que se tornariam notáveis estudiosos mais tarde na vida. Eles permaneceram amigos ao longo da vida.Maxwell era fascinado pela geometria desde tenra idade, redescobrindo o poliedro regular antes de receber qualquer instrução formal. Apesar de ter ganho o prêmio biográfico da escola em seu segundo ano, seu trabalho acadêmico permaneceu despercebido até que, com a idade de 13 anos, ele ganhou a medalha matemática da escola e o primeiro prêmio tanto para o inglês quanto para a poesia.,os interesses de Maxwell vão muito além do programa escolar e ele não presta atenção especial ao desempenho do exame. Ele escreveu seu primeiro artigo científico aos 14 anos de idade. In it he described a mechanical means of drawing mathematical curves with a piece of twine, and the properties of ellipses, Cartesian ovals, and related curves with more than two foci., O trabalho, de 1846, “Na descrição do oval curvas e aqueles que tem uma pluralidade de focos” foi apresentado à Royal Society de Edimburgo por James Forbes, professor de filosofia natural na Universidade de Edimburgo, porque Maxwell foi considerado muito jovem para apresentar o seu próprio trabalho. A obra não foi inteiramente original, uma vez que René Descartes também examinou as propriedades de tais elipses multifocais no século XVII, mas ele tinha simplificado a sua construção.,
Universidade de Edimburgo, 1847-1850
Old College, da Universidade de Edimburgo
Maxwell deixou a Academia em 1847, aos 16 anos de idade e começou a frequentar aulas na Universidade de Edimburgo. Ele teve a oportunidade de frequentar a Universidade de Cambridge, mas decidiu, após seu primeiro mandato, completar o curso completo de seus estudos de graduação em Edimburgo., A equipe acadêmica da Universidade incluiu alguns nomes altamente conceituados; seus primeiros anos de tutores incluem Sir William Hamilton, que lecionou sobre lógica e metafísica, Philip Kelland sobre matemática, e James Forbes sobre filosofia natural. Ele não encontrou suas aulas na Universidade exigindo, e foi, portanto, capaz de mergulhar em estudos privados durante o tempo livre na Universidade e, particularmente, quando de volta para casa em Glenlair. Lá, ele experimentaria com aparelhos químicos, elétricos e magnéticos improvisados, no entanto suas principais preocupações consideravam as propriedades da luz polarizada., Ele construiu blocos em forma de gelatina, sujeitou-os a vários estresse, e com um par de prismas polarizantes dados a ele por William Nicol, viu as franjas coloridas que se desenvolveram dentro da geleia. Através desta prática ele descobriu a fotoelasticidade, que é um meio de determinar a distribuição de estresse dentro das estruturas físicas.
Aos 18 anos, Maxwell contribuiu com dois artigos para as transações da Royal Society of Edinburgh., Um deles,” On the Equilibrium of Elastic Solids”, lançou as bases para uma importante descoberta mais tarde em sua vida, que foi a dupla refração temporária produzida em líquidos viscosos por esforço cisalhado. Seu outro trabalho foi ” Rolling Curves “e, assim como com o papel” Oval Curves ” que ele havia escrito na Academia de Edimburgo, ele foi novamente considerado muito jovem para estar no rostrum para apresentá-lo ele mesmo. O jornal foi entregue à Royal Society pelo seu tutor Kelland.,
University of Cambridge, 1850-1856
a young Maxwell at Trinity College, Cambridge. Ele tem uma das suas rodas coloridas.
In October 1850, already an accomplished mathematician, Maxwell left Scotland for the University of Cambridge. Ele inicialmente participou Peterhouse, no entanto, antes do final de seu primeiro mandato transferido para Trinity, onde ele acreditava que seria mais fácil obter uma comunhão. Na Trinity foi eleito para a sociedade secreta de elite conhecida como os apóstolos de Cambridge., A compreensão intelectual de Maxwell de sua fé cristã e da ciência cresceu rapidamente durante seus anos em Cambridge. Ele se juntou aos” Apóstolos”, uma sociedade de debate exclusivo da elite intelectual, onde através de seus ensaios ele procurou trabalhar para fora desta compreensão.
now my great plan, which was conceived of old, … é deixar que nada seja voluntariamente deixado por analisar. Nada é para ser solo santo consagrado à fé estacionária, seja positiva ou negativa. Todas as terras de pousio devem ser aradas e seguido um sistema regular de rotação. …, Nunca escondas nada, seja erva ou não, nem parece querer escondê-lo. … Mais uma vez afirmo o direito de invadir qualquer terreno sagrado que qualquer homem tenha separado. … Agora estou convencido de que só um cristão pode purgar a sua terra destes pontos sagrados. … Não digo que nenhum cristão tenha lugares fechados deste tipo. Muitos têm muito, e todos têm. Mas há extensões extensas e importantes no território do escarnecedor, do panteísta, do quietista, formalista, dogmático, sensualista, e o resto, que são abertamente e solenemente Tabuados. …,”
Cristianismo – isto é, a religião da Bíblia—é o único esquema ou forma de crença que nega quaisquer posses em tal posse. Aqui sozinho tudo é livre. Você pode voar até os confins do mundo e não encontrar nenhum Deus a não ser o autor da salvação. Você pode procurar as escrituras e não encontrar um texto para impedi-lo em suas explorações. …
O Antigo Testamento e a lei mosaica e o judaísmo são comumente supostos ser “Tabuado” pelos ortodoxos. Os cépticos fingem tê-los lido, e encontraram certas objeções espirituosas …, que muitos ortodoxos não lidos admitem, e calam o assunto como assombrado. Mas uma vela está a chegar para expulsar todos os fantasmas e Bugbears. Vamos seguir a luz.
the extent to which Maxwell “Plough” his Christian beliefs and put them to the intellectual test, can be judged only incompletely from his writings. Mas há muitas evidências, especialmente de seus dias de graduação, que ele examinou profundamente sua fé. Certamente, seu conhecimento da Bíblia era notável, então sua confiança nas escrituras não foi baseada na ignorância.,no verão de seu terceiro ano, Maxwell passou algum tempo na casa de Suffolk do Rev C. B. Tayler, tio de um colega de classe, G. W. H. Tayler. O amor de Deus mostrado pela família impressionou Maxwell, particularmente depois que ele foi alimentado de volta da doença pelo Ministro e sua esposa.
On his return to Cambridge, Maxwell writes to his recent host a chatty and affectionate letter including the following testimony,
… Tenho a capacidade de ser mais perverso do que qualquer outro exemplo que o homem me possa dar, e … .., se eu escapar, é somente pela graça de Deus que me ajuda a me livrar de mim mesmo, parcialmente na ciência, mais completamente na sociedade —mas não perfeitamente exceto comprometendo-me a Deus …
Em novembro de 1851, Maxwell estudou com William Hopkins, cujo sucesso em nutrir gênio matemático lhe rendeu o apelido de “senior wrangler-maker”.em 1854, Maxwell graduou-se na Trinity com um diploma em matemática. Ele marcou o segundo mais alto no exame final, ficando atrás de Edward Routh e ganhando o título de segundo Wrangler., Mais tarde, ele foi declarado igual a Routh na provação mais exigente do exame do Prêmio Smith. Imediatamente após ganhar seu diploma, Maxwell leu seu artigo “On the Transformation of Surfaces by Bending” para a Sociedade Filosófica de Cambridge. Este é um dos poucos trabalhos puramente matemáticos que ele havia escrito, demonstrando sua crescente estatura como matemático. Maxwell decidiu permanecer no Trinity depois de se formar e se candidatou a uma bolsa, que era um processo que ele poderia esperar para levar um par de anos., Animado por seu sucesso como um estudante de pesquisa, ele seria livre, além de algumas tarefas de tutoria e exame, para perseguir interesses científicos em seu próprio lazer.
A natureza e percepção da cor era um desses interesses que ele tinha começado na Universidade de Edimburgo, enquanto ele era um estudante de Forbes. Com os tops coloridos inventados por Forbes, Maxwell foi capaz de demonstrar que a luz branca resultaria de uma mistura de luz vermelha, verde e azul., Seu artigo “Experiments on Colour” estabeleceu os princípios da combinação de cores e foi apresentado à Royal Society of Edinburgh em março de 1855. Maxwell foi desta vez capaz de entregá-lo ele mesmo.Maxwell foi feito um fellow da trindade em 10 de outubro de 1855, mais cedo do que a norma, e foi convidado a preparar palestras sobre hidrostática e óptica e a definir trabalhos de exame. Em fevereiro seguinte, ele foi instado por Forbes a se candidatar à recém-vaga cadeira de Filosofia Natural no Marischal College, Aberdeen., Seu pai o ajudou na tarefa de preparar as referências necessárias, mas morreu em 2 de abril em Glenlair antes que ambos soubessem o resultado da candidatura de Maxwell. Ele aceitou a cátedra em Aberdeen, deixando Cambridge em novembro de 1856.
Marischal College, Aberdeen, 1856-1860
Maxwell provou que os anéis de Saturno eram feitos de numerosas pequenas partículas.
o Maxwell, de 25 anos, era um bom 15 anos mais novo do que qualquer outro professor em Marischal., Ele se engajou com suas novas responsabilidades como chefe de um departamento, elaborando o programa e preparando palestras. Ele se comprometeu a dar palestras 15 horas por semana,incluindo uma palestra semanal pro bono para a faculdade local de trabalhadores. Ele viveu em Aberdeen com seu primo William Dyce Cay, um engenheiro civil Escocês, durante os seis meses do ano acadêmico e passou os verões em Glenlair, que ele havia herdado de seu pai.
James Clark Maxwell and his wife by Jemima Blackburn.,
he focused his attention on a problem that had eluded scientists for 200 years: the nature of Saturn’s rings. Não se sabia como podiam permanecer estáveis sem se separarem, se afastarem ou colidirem com Saturno. O problema teve uma ressonância particular na época, porque o St John’s College, Cambridge, tinha escolhido o tema para o Prêmio Adams de 1857. Maxwell dedicou dois anos a estudar o problema, provando que um anel sólido regular não poderia ser estável, enquanto um anel fluido seria forçado por ação de onda a se quebrar em bolhas., Como nenhum deles foi observado, ele concluiu que os anéis devem ser compostos de numerosas pequenas partículas que ele chamou de “brick-bats”, cada uma orbitando independentemente Saturno. Maxwell recebeu o prêmio Adams de £130 em 1859 por seu ensaio “On the stability of the motion of Saturn’s rings”; ele foi o único participante a ter feito progressos suficientes para apresentar uma entrada. Seu trabalho foi tão detalhado e convincente que, quando George Biddell Airy o leu, ele comentou: “É uma das aplicações mais notáveis da matemática para a física que eu já vi.,”Foi considerada a última palavra sobre o assunto até que observações diretas da Voyager flybys da década de 1980 confirmaram a previsão de Maxwell de que os anéis eram compostos de partículas. Agora se entende, porém, que as partículas dos anéis não são estáveis, sendo puxadas pela gravidade para Saturno. Espera-se que os anéis desapareçam completamente nos próximos 300 milhões de anos.em 1857 Maxwell fez amizade com o Reverendo Daniel Dewar, que era então o diretor de Marischal. Através dele Maxwell conheceu a filha de Dewar, Katherine Mary Dewar., Eles se casaram em fevereiro de 1858 e se casaram em Aberdeen em 2 de junho de 1858. No registro de casamento, Maxwell é listado como Professor de Filosofia Natural no Marischal College, Aberdeen. A Katherine era finalista do Maxwell há sete anos. Comparativamente pouco se sabe sobre ela, embora se saiba que ela ajudou em seu laboratório e trabalhou em experimentos em viscosidade. O biógrafo e amigo de Maxwell, Lewis Campbell, adotou uma reticência incaracterística sobre o assunto de Catarina, embora descrevendo a sua vida de casado como “uma de devoção não examinada”.,em 1860, o Marischal College fundiu-se com o king’s College vizinho para formar a Universidade de Aberdeen. Não havia espaço para dois professores de Filosofia Natural, então Maxwell, apesar de sua reputação científica, se viu demitido. Ele foi mal sucedido em se candidatar para a cadeira recentemente desocupada de Forbes em Edimburgo, o cargo em vez de ir para Tait. Maxwell recebeu a cadeira de Filosofia Natural no King’s College, em Londres. Depois de se recuperar de um ataque quase fatal de varíola em 1860, ele se mudou para Londres com sua esposa.,
King’s College, de Londres, 1860-1865
Comemoração das equações de Maxwell no King’s College. Uma das três placas idênticas do Marco IEEE, as outras estão no local de nascimento de Maxwell em Edimburgo e na casa da família em Glenlair. o tempo de Maxwell no King’s foi provavelmente o mais produtivo de sua carreira. Foi condecorado com a Medalha Rumford da Royal Society em 1860 por seu trabalho na cor e mais tarde foi eleito para a sociedade em 1861., Este período de sua vida iria vê-lo exibir a primeira fotografia A Cores Luz—rápido do mundo, desenvolver ainda mais suas ideias sobre a viscosidade dos gases, e propor um sistema de definição de quantidades físicas-agora conhecido como análise dimensional. Maxwell freqüentava palestras na Royal Institution, onde ele entrou em contato regular com Michael Faraday. A relação entre os dois homens não podia ser descrita como sendo próxima, porque Faraday era 40 anos senior de Maxwell e mostrou sinais de senilidade. Eles, no entanto, mantiveram um forte respeito pelos talentos uns dos outros.,
placa azul, 16 Palace Gardens Terrace, Kensington, Casa de Maxwell, 1860-1865
desta vez é especialmente notável pelos avanços de Maxwell nos campos da electricidade e do magnetismo. Ele examinou a natureza dos campos elétricos e magnéticos em seu artigo de duas partes “On physical lines of force”, que foi publicado em 1861. In it he provided a conceptual model for electromagnetic induction, consisting of tiny spinning cells of magnetic flux., Mais duas partes foram posteriormente adicionadas e publicadas no mesmo artigo no início de 1862. Na primeira parte adicional ele discutiu a natureza da eletrostática e Corrente de deslocamento. Na segunda parte adicional, ele lidava com a rotação do plano de polarização da luz em um campo magnético, um fenômeno que tinha sido descoberto por Faraday e agora é conhecido como o efeito Faraday.,
, anos mais Tarde, 1865-1879
O túmulo em Parton Kirk (Galloway) de James Clerk Maxwell, seus pais e sua esposa
Este memorial de pedra para James Clerk Maxwell, está em verde na frente da igreja, ao lado do memorial de guerra em Parton (Galloway).
Em 1865 Maxwell renunciou ao cargo no King’s College, Londres, e retornou a Glenlair com Katherine., Em seu artigo “On governors” (1868) ele descreveu matematicamente o comportamento dos Governadores, dispositivos que controlam a velocidade dos motores a vapor, estabelecendo assim a base teórica da engenharia de controle. In his paper “On reciprocal figures, frames and diagrams of forces” (1870) he discussed the rigidity of various designs of lattice. Escreveu a teoria do livro-texto do calor (1871) e o Tratado da matéria e do movimento (1876). Maxwell também foi o primeiro a fazer uso explícito da análise dimensional, em 1871.em 1871 retornou a Cambridge para se tornar o primeiro professor Cavendish de Física., Maxwell foi encarregado do desenvolvimento do Laboratório Cavendish, supervisionando cada passo no progresso do edifício e da compra da coleção de aparelhos. Uma das últimas grandes contribuições de Maxwell para a ciência foi a edição (com notas originais copiosas) da pesquisa de Henry Cavendish, da qual parecia que Cavendish pesquisou, entre outras coisas, questões como a densidade da terra e a composição da água.em Março de 1879 Maxwell enviou uma carta importante ao astrônomo David Todd., Em abril de 1879 Maxwell começou a ter dificuldade em engolir, o primeiro sintoma de sua doença fatal.Maxwell morreu em Cambridge de câncer abdominal em 5 de novembro de 1879, aos 48 anos de idade. Sua mãe tinha morrido na mesma idade do mesmo tipo de câncer. O ministro que regularmente o visitava em suas últimas semanas ficou surpreso com sua lucidez e com o imenso poder e escopo de sua memória, mas comenta mais particularmente,
…, a sua doença despertou todo o coração, a alma e o espírito do homem: a sua fé firme e inquestionável na Encarnação e em todos os seus resultados; a plena suficiência da Expiação; na obra do Espírito Santo. Ele tinha avaliado e estudado todos os esquemas e sistemas da filosofia, e os havia encontrado totalmente vazios e insatisfatórios—”impraticáveis” era sua própria palavra sobre eles—e ele se voltou com fé simples para o Evangelho do Salvador.,
As death approached Maxwell told a Cambridge colleague,
i have been thinking how very gently I have always been dealed with. Nunca tive um empurrão violento toda a minha vida. O único desejo que eu posso ter é como Davi para servir a minha própria geração pela vontade de Deus, e então adormecer.
Maxwell está enterrado em Parton Kirk, perto do Castelo Douglas em Galloway, perto de onde ele cresceu., A biografia estendida a vida de James Clerk Maxwell, por seu antigo colega de escola e amigo ao longo da vida Professor Lewis Campbell, foi publicada em 1882. His collected works were issued in two volumes by the Cambridge University Press in 1890.os executores da propriedade de Maxwell foram seu médico George Edward Paget, G. G. Stokes, e Colin Mackenzie, primo de Maxwell. Sobrecarregado com trabalho, Stokes passou os papéis de Maxwell para William Garnett, que tinha a custódia efetiva dos documentos até cerca de 1884.,
Há uma inscrição memorial para ele perto da tela do coro na Abadia de Westminster.
James Clark Maxwell por Jemima Blackburn.
vida pessoal
como um grande amante da poesia escocesa, Maxwell memorizou poemas e escreveu os seus próprios. The best known is Rigid Body Sings, closely based on “Comin’ Through the Rye ” by Robert Burns, which he apparently used to sing while accompanying himself on a guitar. Tem as linhas de abertura
Gin a body meet a body
Voin ‘ through the air.,Gin a body hit a body, Will it fly? E onde?
uma coleção de seus poemas foi publicada por seu amigo Lewis Campbell em 1882.descrições de Maxwell comentam sobre suas notáveis qualidades intelectuais sendo acompanhadas por constrangimento social.Maxwell era um presbiteriano evangélico e em seus últimos anos tornou-se um ancião da Igreja da Escócia. As crenças religiosas e atividades relacionadas de Maxwell têm sido o foco de uma série de artigos., Freqüentando tanto a Igreja da Escócia (denominação de seu pai) quanto os Serviços Episcopais (denominação de sua mãe) quando criança, Maxwell mais tarde passou por uma conversão Evangélica em abril de 1853. Uma faceta desta conversão pode tê-lo alinhado com uma posição antipositivista.