Începutul vieții, 1831-1839
James Clerk Maxwell nastere la 14 India Street, Edinburgh. Acum este casa Fundației James Clerk Maxwell.
James Clerk Maxwell s-a născut pe 13 iunie 1831 la 14 India Street, Edinburgh, John Clerk Maxwell a Middlebie, un avocat, și Frances Cay fiica lui Robert Hodshon Cay și sora lui Ioan Cay. (Locul său de naștere găzduiește acum un muzeu operat de Fundația James Clerk Maxwell.,) Tatăl său a fost un om de confortabil mijloc de Grefierul de familie de Penicuik, titularii de baronet de Grefierul de Penicuik. Fratele tatălui său a fost al 6-lea Baronet. S-a născut „John Clerk”, adăugându-l pe Maxwell după ce a moștenit (ca un copil în 1793) Middlebie estate, o proprietate Maxwell din Dumfriesshire. James a fost un văr primar atât al artistului Jemima Blackburn (fiica surorii tatălui său), cât și al inginerului Civil William Dyce Cay (fiul fratelui mamei sale). Cay și Maxwell erau prieteni apropiați și Cay a acționat ca cel mai bun om al său când Maxwell sa căsătorit.,părinții lui Maxwell s-au cunoscut și s-au căsătorit când au împlinit treizeci de ani; mama lui avea aproape 40 de ani când s-a născut. Ei au avut un copil mai devreme, o fiică pe nume Elizabeth, care a murit în copilărie.când Maxwell era tânăr, familia sa s-a mutat în Glenlair, în Kirkcudbrightshire, pe care părinții lui au construit-o pe moșia care cuprindea 1.500 de acri (610 ha). Toate indicațiile sugerează că Maxwell a menținut o curiozitate de neclintit de la o vârstă fragedă. Până la vârsta de trei ani, tot ceea ce a mișcat, a strălucit sau a făcut un zgomot a atras întrebarea: „Ce este go O’ asta?,”Într-un pasaj adăugat la o scrisoare de la tatăl său la sora lui-in-lege Jane Cay în 1834, mama lui a descris acest simț înnăscut de curiozitate:
El este un om foarte fericit, și-a îmbunătățit mult, deoarece vremea a fost moderată; el are mare lucru cu uși, lacăte, chei, etc., și „arată-mi cum doos” nu este niciodată din gura lui. El investighează, de asemenea, cursul ascuns al pârâurilor și al firelor de clopot, modul în care apa ajunge din iaz prin perete….,
Educație, 1839-1847
Recunoscând băiatul are potențial, Maxwell mama lui Frances a luat responsabilitatea pentru educația timpurie, care, în epoca Victoriană a fost în mare parte la slujba de femeie de casa. La opt ani a putut recita pasaje lungi din Milton și întregul psalm al 119-lea (176 de versete). Într-adevăr, cunoștințele sale despre Scriptură erau deja detaliate; el putea da capitol și verset pentru aproape orice citat din Psalmi., Mama sa a fost bolnavă de cancer abdominal și, după o operație nereușită, a murit în decembrie 1839, când avea opt ani. Educația lui a fost apoi supravegheată de tatăl său și de cumnata tatălui său Jane, ambii jucând roluri pivot în viața sa. Școlarizarea sa formală a început fără succes sub îndrumarea unui tutore angajat în vârstă de 16. Se știe puțin despre tânărul angajat să-l instruiască pe Maxwell, cu excepția faptului că l-a tratat aspru pe băiatul mai mic, cerându-l că este lent și capricios. Tutorele a fost demis în noiembrie 1841., Tatăl lui James L-a dus la demonstrația lui Robert Davidson de propulsie electrică și forță magnetică pe 12 februarie 1842, o experiență cu implicații profunde pentru băiat.
Academia din Edinburgh, unde Maxwell a fost educat
Maxwell a fost trimis la prestigioasa Academie din Edinburgh. El a depus în timpul perioadelor de termen la casa mătușii sale Isabella. În acest timp, pasiunea sa pentru desen a fost încurajată de vărul său mai mare, Jemima., Maxwell, în vârstă de 10 ani, care a fost crescut izolat pe moșia rurală a tatălui său, nu s-a încadrat bine la școală. Primul an a fost plin, obligându-l să se alăture al doilea an cu colegii de clasă un an senior lui. Manierele sale și accentul Galloway i-au lovit pe ceilalți băieți ca fiind rustici. După ce a ajuns în prima sa zi de școală purtând o pereche de pantofi de casă și o tunică, a câștigat porecla neplăcută de „Daftie”. Nu părea niciodată să respingă epitetul, purtându-l fără plângere de mulți ani., Izolarea socială la Academie s-a încheiat când i-a cunoscut pe Lewis Campbell și Peter Guthrie Tait, doi băieți de o vârstă similară care urmau să devină savanți notabili mai târziu în viață. Au rămas prieteni pe tot parcursul vieții.Maxwell a fost fascinat de geometrie la o vârstă fragedă, redescoperind poliedra obișnuită înainte de a primi instrucțiuni formale. În ciuda faptului că a câștigat premiul pentru biografia Scripturii școlii În al doilea an, munca sa academică a rămas neobservată până când, la vârsta de 13 ani, a câștigat medalia matematică a școlii și premiul întâi atât pentru engleză, cât și pentru poezie.,interesele lui Maxwell au depășit cu mult programa școlară și nu a acordat o atenție deosebită performanței examenului. A scris prima sa lucrare științifică la vârsta de 14 ani. În el a descris un mijloc mecanic de desenare a curbelor matematice cu o bucată de sfoară și proprietățile elipselor, ovalelor carteziene și curbelor conexe cu mai mult de două focare., Lucrarea, din 1846, „despre descrierea curbelor ovale și a celor care au o multitudine de focare” a fost prezentată Societății Regale din Edinburgh de James Forbes, profesor de filozofie naturală la Universitatea din Edinburgh, deoarece Maxwell era considerat prea tânăr pentru a prezenta el însuși lucrarea. Lucrarea nu a fost în întregime originală, deoarece René Descartes a examinat, de asemenea, proprietățile unor astfel de elipse multifocale în secolul al XVII-lea, dar el a simplificat construcția lor.,
Universitatea din Edinburgh, 1847-1850
Old College, Universitatea din Edinburgh
Maxwell plecat de la Academie în anul 1847 la vârsta de 16 ani și a început participarea la cursuri de la Universitatea din Edinburgh. A avut ocazia să participe la Universitatea din Cambridge, dar a decis, după primul său mandat, să finalizeze cursul complet al studiilor sale de licență la Edinburgh., Personalul academic al Universității a inclus unele nume foarte apreciate; primul său tutori an a inclus Sir William Hamilton, care l-au ținut prelegeri pe logică și metafizică, Philip Kelland pe matematică, și James Forbes pe filozofie naturală. Nu și-a găsit cursurile la universitate solicitante și, prin urmare, a fost capabil să se scufunde în studii private în timpul liber la universitate și mai ales când sa întors acasă la Glenlair. Acolo va experimenta cu aparate chimice, electrice și magnetice improvizate, cu toate acestea preocupările sale principale priveau proprietățile luminii polarizate., El a construit blocuri în formă de gelatină, le-a supus diferitelor solicitări și, cu o pereche de prisme polarizante date de William Nicol, a văzut franjurile colorate care s-au dezvoltat în jeleu. Prin această practică a descoperit fotoelasticitatea, care este un mijloc de determinare a distribuției stresului în structurile fizice.la vârsta de 18 ani, Maxwell a contribuit cu două lucrări pentru tranzacțiile Societății Regale din Edinburgh., Unul dintre acestea, „despre echilibrul solidelor elastice”, a pus bazele unei descoperiri importante mai târziu în viața sa, care a fost refracția dublă temporară produsă în lichide vâscoase prin stresul de forfecare. Cealaltă lucrare a sa a fost ” curbe de rulare „și, la fel ca și în lucrarea” curbe ovale ” pe care o scrisese la Academia din Edinburgh, a fost din nou considerat prea tânăr pentru a sta la tribună pentru a-l prezenta el însuși. Lucrarea a fost livrată Societății Regale de către tutorele său, Kelland.,
Universitatea din Cambridge, 1850-1856
Un tânăr Maxwell la Trinity College, Cambridge. El deține una dintre roțile sale de culoare.în octombrie 1850, deja un matematician desăvârșit, Maxwell a părăsit Scoția pentru Universitatea din Cambridge. El a participat inițial la Peterhouse, însă înainte de sfârșitul primului său mandat s-a transferat la Trinity, unde a crezut că va fi mai ușor să obțină o părtășie. La Trinity a fost ales în societatea secretă de elită cunoscută sub numele de apostolii Cambridge., Înțelegerea intelectuală a lui Maxwell a credinței sale creștine și a științei a crescut rapid în timpul anilor săi de la Cambridge. Sa alăturat „Apostolilor”, o societate exclusivă de dezbatere a elitei intelectuale, unde prin eseurile sale a căutat să realizeze această înțelegere.
acum planul meu mare, care a fost conceput de vechi, … este de a lăsa nimic să fie lăsat intenționat neexaminate. Nimic nu trebuie să fie pământ sfânt consacrat credinței staționare, indiferent dacă este pozitiv sau negativ. Tot terenul necultivat trebuie arat și urmat un sistem regulat de rotație. …, Nu ascundeți niciodată nimic, fie că este vorba de buruieni sau nu, nici nu par să-l doriți ascuns. … Din nou, afirm dreptul de fărădelege pe orice complot de pământ sfânt pe care orice om l-a separat. … Acum sunt convins că nimeni, în afară de un creștin, nu-și poate curăța pământul de aceste locuri sfinte. … Nu spun că niciun creștin nu are locuri închise de acest fel. Mulți au o afacere mare, și fiecare are unele. Dar sunt ample și importante porțiuni din teritoriul Batjocoritor, la Panteiste, care Quietist, Formalist, Dogmatist, Senzual, și restul, care sunt în mod deschis și solemn Tabooed. …,”
creștinismul-adică religia Bibliei-este singura schemă sau formă de credință care neagă orice posesiune pe o astfel de posesiune. Numai aici totul este gratuit. S-ar putea zbura la capetele lumii și de a găsi nici un Dumnezeu, dar autorul mântuirii. Puteți căuta scripturile și nu găsiți un text care să vă oprească în explorările voastre. …Vechiul Testament, legea mozaică și iudaismul sunt de obicei considerate a fi „Tabuizate” de ortodocși. Scepticii pretind că le-au citit și au găsit anumite obiecții spirituale …, ceea ce prea mulți dintre ortodocșii necitiți recunosc și închid subiectul ca bântuit. Dar o lumânare vine să alunge toate fantomele și Bugbears. Să urmăm lumina.
măsura în care Maxwell și-a „arat” credințele creștine și le-a pus la încercare intelectuală, poate fi judecată doar incomplet din scrierile sale. Dar există o mulțime de dovezi, în special din zilele sale de licență, că el și-a examinat profund credința. Cu siguranță, cunoștința sa despre Biblie era remarcabilă, așa că încrederea sa în Scripturi nu se baza pe ignoranță.,
În vara celui de-al treilea an, Maxwell a petrecut ceva timp la Suffolk acasa de Rev C. B. Tayler, unchiul unui coleg de clasa, G. W. H. Tayler. Iubirea de Dumnezeu manifestată de familie l-a impresionat pe Maxwell, mai ales după ce a fost îngrijit de ministru și de soția sa.la întoarcerea sa la Cambridge, Maxwell îi scrie gazdei sale recente o scrisoare vorbăreață și afectuoasă, inclusiv următoarea mărturie,
… Am capacitatea de a fi mai rău decât orice exemplu pe care omul mi-ar putea da, și …, dacă scap, numai prin harul lui Dumnezeu mă ajută să scap de mine, parțial în știință, mai complet în societate, dar nu perfect decât prin a mă angaja lui Dumnezeu …
În noiembrie 1851, Maxwell a studiat cu William Hopkins, al cărui succes în cultivarea geniu matematic i-a adus porecla de „senior wrangler-maker”.în 1854, Maxwell a absolvit Trinity cu o diplomă în matematică. El a marcat al doilea cel mai mare în examenul final, venind în spatele Edward Routh și câștigând el însuși titlul de al doilea Wrangler., Mai târziu, el a fost declarat egal cu Routh în calvarul mai exigent al examenului Premiului Smith. Imediat după ce și-a câștigat diploma, Maxwell și-a citit lucrarea „despre transformarea suprafețelor prin îndoire” către Societatea filosofică din Cambridge. Aceasta este una dintre puținele lucrări pur matematice pe care le-a scris, demonstrând statura sa în creștere ca matematician. Maxwell a decis să rămână la Trinity după absolvire și a aplicat pentru o bursă, care a fost un proces pe care se putea aștepta să dureze câțiva ani., Încurajat de succesul său ca student de cercetare, el ar fi liber, în afară de unele îndatoriri de îndrumare și examinare, să urmărească interesele științifice în timpul liber.
natura și percepția culorii au fost un astfel de interes pe care l-a început la Universitatea din Edinburgh în timp ce era student la Forbes. Cu vârfurile colorate de filare inventate de Forbes, Maxwell a reușit să demonstreze că lumina albă ar rezulta dintr-un amestec de lumină roșie, verde și albastră., Lucrarea sa „experimente pe culoare” a stabilit principiile combinației de culori și a fost prezentată Societății Regale din Edinburgh în martie 1855. Maxwell a fost de data aceasta capabil să-l livreze el însuși.Maxwell a fost făcut membru al Trinity la 10 octombrie 1855, mai devreme decât era normal, și i s-a cerut să pregătească prelegeri despre hidrostatică și optică și să stabilească lucrări de examinare. În februarie următor a fost îndemnat de Forbes să aplice pentru scaunul nou vacant de filozofie naturală la Marischal College, Aberdeen., Tatăl său l-a asistat în sarcina de a pregăti referințele necesare, dar a murit pe 2 aprilie la Glenlair înainte de a ști rezultatul candidaturii lui Maxwell. A acceptat postul de profesor la Aberdeen, părăsind Cambridge în noiembrie 1856.
Marischal College, Aberdeen, 1856-1860
Maxwell a demonstrat că Inelele lui Saturn au fost făcute numeroase particule mici.Maxwell, în vârstă de 25 de ani, era cu 15 ani mai tânăr decât orice alt profesor de la Marischal., S-a angajat cu noile sale responsabilități ca șef de departament, elaborând programa și pregătind prelegeri. S-a angajat să predea 15 ore pe săptămână, inclusiv o prelegere săptămânală pro bono la colegiul local pentru bărbați. El a trăit în Aberdeen cu vărul său William Dyce Cay, un inginer civil scoțian, în timpul celor șase luni ale anului universitar și a petrecut verile la Glenlair, pe care le-a moștenit de la tatăl său.
James Clark Maxwell și soția sa de Jemima Blackburn.,și-a concentrat atenția asupra unei probleme care a ocolit oamenii de știință timp de 200 de ani: natura inelelor lui Saturn. Nu se știa cum ar putea rămâne stabili fără să se despartă, să se îndepărteze sau să se prăbușească în Saturn. Problema a avut o rezonanță deosebită la acel moment, deoarece Colegiul St John, Cambridge, a ales-o ca subiect pentru Premiul Adams din 1857. Maxwell a dedicat doi ani studierii problemei, dovedind că un inel solid obișnuit nu poate fi stabil, în timp ce un inel fluid ar fi forțat prin acțiunea valurilor să se descompună în bloburi., Întrucât niciunul nu a fost observat, el a concluzionat că inelele trebuie să fie compuse din numeroase particule mici pe care le-a numit „lilieci de cărămidă”, fiecare orbitând în mod independent pe Saturn. Maxwell a primit premiul Adams de 130 £în 1859 pentru eseul său „despre stabilitatea mișcării inelelor lui Saturn”; el a fost singurul participant care a făcut suficient progres pentru a trimite o intrare. Lucrarea Sa a fost atât de detaliată și convingătoare încât atunci când George Biddell Airy a citit-o, a comentat: „este una dintre cele mai remarcabile aplicații ale matematicii la fizică pe care le-am văzut vreodată.,”A fost considerat ultimul cuvânt pe această temă până când observațiile directe ale Voyager flybys din anii 1980 au confirmat predicția lui Maxwell că inelele erau compuse din particule. Acum se înțelege însă că particulele inelelor nu sunt deloc stabile, fiind trase de gravitație pe Saturn. Se așteaptă ca inelele să dispară în întregime în următorii 300 de milioane de ani.în 1857 Maxwell s-a împrietenit cu reverendul Daniel Dewar, care era pe atunci directorul Marischalului. Prin el, Maxwell sa întâlnit cu fiica lui Dewar, Katherine Mary Dewar., S-au logodit în februarie 1858 și s-au căsătorit la Aberdeen la 2 iunie 1858. În dosarul căsătoriei, Maxwell este listat ca profesor de filozofie naturală în Colegiul Marischal, Aberdeen. Katherine era cu șapte ani mai mare decât Maxwell. Relativ puțin se știe despre ea, deși se știe că ea a ajutat în laboratorul său și a lucrat la experimente în vâscozitate. Biograful și prietenul lui Maxwell, Lewis Campbell, a adoptat o reticență necaracteristică cu privire la Katherine, deși descrie viața lor căsătorită ca fiind „una de devotament nemaivăzut”.,
în 1860 Colegiul Marischal a fuzionat cu Colegiul regelui vecin pentru a forma Universitatea din Aberdeen. Nu era loc pentru doi profesori de filozofie naturală, așa că Maxwell, în ciuda reputației sale științifice, sa trezit concediat. El nu a reușit să solicite scaunul recent eliberat de Forbes la Edinburgh, postul în loc să meargă la Tait. Maxwell a primit în schimb Catedra de filozofie naturală la King ‘ s College, Londra. După ce și-a revenit după o criză aproape fatală de variolă în 1860, s-a mutat la Londra împreună cu soția sa.,
King ‘ s College, Londra, 1860-1865
Comemorare a ecuațiilor lui Maxwell de la King ‘ s College. Una dintre cele trei plăci identice IEEE Milestone, celelalte fiind la locul de naștere al lui Maxwell din Edinburgh și la casa familiei de la Glenlair. timpul lui Maxwell la King a fost probabil cel mai productiv din cariera sa. A primit Medalia Rumford a Societății Regale în 1860 pentru munca sa asupra culorii și a fost ales ulterior în societate în 1861., Această perioadă a vieții sale l-ar vedea afișând prima fotografie color rapidă în lumină din lume, dezvoltându—și în continuare ideile despre vâscozitatea gazelor și propunând un sistem de definire a cantităților fizice-acum cunoscut sub numele de analiză dimensională. Maxwell participa adesea la prelegeri la instituția Regală, unde intra în contact regulat cu Michael Faraday. Relația dintre cei doi bărbați nu a putut fi descrisă ca fiind aproape, deoarece Faraday a fost de 40 de ani Maxwell senior și a arătat semne de senilitate. Cu toate acestea, ei au menținut un respect puternic pentru talentele celuilalt.,
Albastru placa, 16 Palace Gardens Terrace, Kensington, lui Maxwell acasă, 1860-1865
de Această dată, este deosebit de demn de remarcat pentru avansurile Maxwell făcute în domeniul electricității și magnetismului. El a examinat natura câmpurilor electrice și magnetice în lucrarea sa din două părți „despre liniile fizice de forță”, publicată în 1861. În el a oferit un model conceptual pentru inducția electromagnetică, constând din celule mici de filare a fluxului magnetic., Alte două părți au fost ulterior adăugate și publicate în aceeași lucrare la începutul anului 1862. În prima parte suplimentară a discutat despre natura electrostaticelor și a curentului de deplasare. În cea de-a doua parte suplimentară, el s-a ocupat de rotația planului polarizării luminii într-un câmp magnetic, fenomen descoperit de Faraday și cunoscut acum sub numele de efectul Faraday.,
ani mai Târziu, 1865-1879
piatra De la Parton Kirk (Galloway) de James Clerk Maxwell, părinții lui și a soției sale
Această piatră memorială a lui James Clerk Maxwell se află pe o verde în fața bisericii, alături de memorialul de război de la Parton (Galloway).în 1865 Maxwell a demisionat din funcția de președinte la King ‘ s College, Londra, și s-a întors la Glenlair împreună cu Katherine., În lucrarea sa „despre guvernatori” (1868) a descris matematic comportamentul guvernatorilor, dispozitive care controlează viteza motoarelor cu aburi, stabilind astfel baza teoretică a ingineriei controlului. În lucrarea sa „despre figuri reciproce, cadre și diagrame ale forțelor” (1870) a discutat despre rigiditatea diferitelor modele de zăbrele. A scris manualul teoria căldurii (1871) și Tratatul Matter and Motion (1876). Maxwell a fost, de asemenea, primul care a folosit explicit analiza dimensională, în 1871.în 1871 s-a întors la Cambridge pentru a deveni primul profesor Cavendish de Fizică., Maxwell a fost însărcinat cu dezvoltarea laboratorului Cavendish, supraveghind fiecare pas în progresul clădirii și achiziționarea colecției de aparate. Una dintre ultimele mari contribuții ale lui Maxwell la știință a fost editarea (cu note originale copioase) a cercetării lui Henry Cavendish, din care se pare că Cavendish a cercetat, printre altele, întrebări precum densitatea Pământului și compoziția apei.în martie 1879, Maxwell a trimis o scrisoare importantă astronomului David Todd., În aprilie 1879, Maxwell a început să aibă dificultăți în înghițire, primul simptom al bolii sale fatale.Maxwell a murit la Cambridge de cancer abdominal la 5 noiembrie 1879, la vârsta de 48 de ani. Mama lui a murit la aceeași vârstă de același tip de cancer. Ministrul, care a vizitat în mod regulat de el în ultimele săptămâni a fost uimit de luciditatea și imensa putere și domeniul de aplicare al memoriei sale, dar comentariile de mai deosebit,
…, boala lui a scos toată inima, sufletul și spiritul omului: credința sa fermă și fără îndoială în întrupare și în toate rezultatele ei; în suficiența deplină a ispășirii; în lucrarea Duhului Sfânt. El a măsurat și a înțeles toate schemele și sistemele filozofiei și le—a găsit complet goale și nesatisfăcătoare—cuvântul său despre ele era”nefuncțional” – și s-a întors cu credință simplă către Evanghelia Mântuitorului.,
Ca moartea s-a apropiat Maxwell a spus o Cambridge coleg,
m-am gândit cât de ușor am fost întotdeauna tratate cu. Nu am avut niciodată o lovitură violentă toată viața mea. Singura dorință pe care o pot avea este ca David să slujească generației mele prin voia lui Dumnezeu și apoi să adoarmă.Maxwell este înmormântat la Parton Kirk, lângă Castelul Douglas din Galloway, aproape de locul unde a crescut., Biografia extinsă The Life of James Clerk Maxwell, de către fostul său coleg de școală și prieten de-a lungul vieții, profesorul Lewis Campbell, a fost publicată în 1882. Lucrările sale colectate au fost publicate în două volume de către Cambridge University Press în 1890.executorii moșiei lui Maxwell au fost medicul său George Edward Paget, G. G. Stokes și Colin Mackenzie, care era vărul lui Maxwell. Suprasolicitat de muncă, Stokes a trecut lucrările lui Maxwell lui William Garnett, care a avut custodia efectivă a lucrărilor până în jurul anului 1884.,există o inscripție memorială lângă ecranul Corului de la Westminster Abbey.
James Clark Maxwell de Jemima Blackburn.viața personală
ca mare iubitor al poeziei scoțiene, Maxwell a memorat poezii și a scris propriile sale. Cel mai cunoscut este Rigid body Sings, bazat îndeaproape pe „Comin’ Through the Rye” de Robert Burns, pe care se pare că îl cânta în timp ce se însoțea pe o chitară. Are liniile de deschidere
Gin a body meet a body
Flyin’ prin aer.,
Gin un corp a lovit un corp,va zbura? Și unde?
o colecție de poezii a fost publicată de prietenul său Lewis Campbell în 1882.descrierile lui Maxwell remarcă calitățile sale intelectuale remarcabile fiind însoțite de stângăcia socială.Maxwell a fost un prezbiterian evanghelic și în ultimii săi ani a devenit bătrân al Bisericii din Scoția. Credințele religioase ale lui Maxwell și activitățile conexe au fost în centrul mai multor lucrări., Participând atât la Biserica Scoției (denominația tatălui său), cât și la serviciile Episcopale (denominația mamei sale) în copilărie, Maxwell a suferit mai târziu o convertire evanghelică în aprilie 1853. Este posibil ca o fațetă a acestei conversii să-l fi aliniat cu o poziție antipozitivistă.