James Clerk Maxwell

جیمز کلرک ماکسول (1831-1879) فیزیکدان و ریاضیدان اسکاتلندی بود که به دلیل فرموله کردن نظریه کلاسیک تابش الکترومغناطیسی مشهور است. این نظریه پیشگامانه اولین نظریه ای بود که الکتریسیته، مغناطیس و نور را متحد کرد و آنها را به عنوان مظاهر گوناگون یک پدیده زیربنایی منحصر به فرد معرفی کرد. معادلات او برای الکترومغناطیس نشان دهنده دومین اتحاد بزرگ در فیزیک، پس از دستاورد اولیه ایزاک نیوتن بود. علاوه بر این، ماکسول نقش اساسی در توسعه مکانیک آماری ایفا کرد.

جیمز کلرک ماکسول (۱۳ ژوئن ۱۸۳۱ –۵ نوامبر ۱۸۷۹) یک فیزیکدان و ریاضیدان اسکاتلندی بود که مسئول نظریه کلاسیک تابش الکترومغناطیسی بود، که اولین نظریه ای بود که الکتریسیته، مغناطیس و نور را به عنوان مظاهر مختلف یک پدیده توصیف کرد. معادلات ماکسول برای الکترومغناطیس دومین اتحاد بزرگ را در فیزیک به دست آورد، جایی که اولین مورد توسط اسحاق نیوتن محقق شد. ماکسول همچنین در ایجاد مکانیک آماری نقش کلیدی داشت.

در سال 1854، ماکسول از کالج ترینیتی کمبریج فارغ التحصیل شد و در ریاضیات متمایز شد و جایزه اسمیت را دریافت کرد. او به طور خلاصه به کار خود در کمبریج ادامه داد و تحقیقات اولیه ریاضی و تحقیقات نوری را منتشر کرد، به طور خاص بر اصول ترکیب رنگ و کوررنگی تمرکز کرد. پس از آن، کرسی فلسفه طبیعی در کالج ماریشال در آبردین را اشغال کرد. در آنجا، تحقیقات او بر روی حلقه‌های زحل، او را به پیشنهاد دقیق ترکیب ذرات کوچک بی‌شمارش سوق داد، دستاوردی که به خاطر آن جایزه آدامز را در سال 1859 دریافت کرد. در این دوره، با کاترین مری دوار، که در تحقیقات آزمایشگاهی او کمک کرد، ازدواج کرد. از سال 1860 تا 1865، او سمت پروفسور فلسفه طبیعی در کالج کینگ لندن را داشت و در آنجا نظریه میدان های الکترومغناطیسی خود را ارتقا داد. انتشارات او در سال 1865، "نظریه دینامیکی میدان الکترومغناطیسی" نشان داد که میدان های الکتریکی و مغناطیسی در فضا به صورت امواج با سرعت نور منتشر می شوند. این کار فرض کرد که نور خود موجی است در همان محیطی که مسئول پدیده های الکتریکی و مغناطیسی است. این وحدت نور و پدیده های الکتریکی در پیش بینی امواج رادیویی او به اوج خود رسید.

مکسول پیشگام در استخراج توزیع ماکسول-بولتزمن بود، روشی آماری برای توصیف جنبه های نظریه جنبشی گازها، موضوعی که او به طور متناوب در طول زندگی حرفه ای خود دنبال می کرد. در سال 1861، او از اولین عکس رنگی بادوام پرده برداری کرد و نشان داد که هر رنگی را می توان با مخلوط کردن سه رنگ اصلی: قرمز، سبز و آبی تولید کرد و در نتیجه پایه تلویزیون رنگی را ایجاد کرد. تحقیقات او همچنین شامل تجزیه و تحلیل صلبیت در چارچوب های میله ای و مفصلی است که معمولاً به عنوان خرپا شناخته می شود و در ساخت پل رایج است. او تحلیل ابعادی مدرن را توسعه داد و به ایجاد سیستم اندازه گیری CGS کمک کرد. او اولین کسی بود که نظریه آشوب را درک کرد و مفهوم اثر پروانه را برجسته کرد. مقاله او در سال 1863، درباره فرمانداران، پایه ای اساسی برای تئوری کنترل و سایبرنتیک ایجاد کرد که نشان دهنده اولین تحلیل ریاضی سیستم های کنترل است. در سال 1867، او آزمایش فکری معروف به دیو ماکسول را معرفی کرد که تأثیر اطلاعات بر آنتروپی ترمودینامیکی را بررسی می کند. او در مقاله مهم خود در سال 1867، درباره نظریه دینامیکی گازها، مدل ماکسول را برای توصیف رفتار مواد ویسکوالاستیک ارائه کرد و معادله ماکسول-کاتتانئو را برای توصیف انتقال گرما در یک محیط ایجاد کرد.

در سال 1871، Maxwell در سال 1871 به موقعیت‌های کمبریج و Physaugesum Professor در Cambridge بازگشت. نظارت بر ساخت آزمایشگاه کاوندیش. کار گسترده او منجر به شناخته شدن او به عنوان یک چهره اساسی در مهندسی برق مدرن شد. اکتشافات او در آغاز عصر فیزیک مدرن، ایجاد زمینه‌ای برای رشته‌هایی مانند نسبیت - اصطلاحی که او در فیزیک معرفی کرد - و مکانیک کوانتومی مؤثر بود.

زندگی

زندگی اولیه (1831–1839)

جیمز کلرک ماکسول در 13 ژوئن 1831 در 14 خیابان هند، ادینبورگ به دنیا آمد. پدر و مادر او جان کلرک ماکسول از میدلبی، یک مدافع، و فرانسیس کی، دختر رابرت هادشون کی و خواهر جان کی بودند. (محل تولد او در حال حاضر به عنوان موزه ای است که توسط بنیاد جیمز کلرک ماکسول اداره می شود.) پدرش، از خانواده مرفه کارمند پنیکویک، مسئولیت بارونیت کارمند پنیکویک را بر عهده داشت. برادر پدرش ششمین بارونت بود. پدرش که "جان کلرک" به دنیا آمد، "مکسول" را پس از به ارث بردن املاک میدلبی، ملکی ماکسول در دامفریشایر، در کودکی در سال 1793، "مکسول" را به نام خانوادگی خود اضافه کرد. کی و ماکسول دوستی نزدیکی با هم داشتند و کی به عنوان بهترین مرد ماکسول در مراسم عروسی او خدمت می کرد.

والدین ماکسول در اواخر سی سالگی ازدواج کردند. مادرش در زمان تولد تقریباً 40 سال داشت. آنها قبلاً یک دختر به نام الیزابت داشتند که در دوران شیرخوارگی درگذشت.

در دوران کودکی ماکسول، خانواده او به گلنلر، کرککودبرایت شایر، ملکی به مساحت 1500 هکتار (610 هکتار) که والدینش ساخته بودند، نقل مکان کردند. شواهد نشان می دهد که ماکسول از سنین بسیار پایین دارای کنجکاوی سیری ناپذیری بود. در سن سه سالگی، هر جسمی که حرکت می‌کند، نور ساطع می‌کند یا صدا تولید می‌کند، او را برانگیخته است: "این چه چیزی است؟" در سال 1834 به نامه ای از پدرش به خواهر شوهرش جین کی، مادرش این کنجکاوی ذاتی را مشخص کرد:

او مرد بسیار شادی است و از زمانی که هوا معتدل شد، بسیار بهبود یافته است. او کار بزرگی با درها، قفل ها، کلیدها و غیره دارد، و "به من نشان بده چگونه کار می کند" هرگز از دهان او بیرون نمی آید. او همچنین مسیر پنهان نهرها و سیم‌های زنگ، نحوه عبور آب از حوضچه از طریق دیوار را بررسی می‌کند.

آموزش (1839–1847)

فرانسیس، مادر ماکسول، با شناخت پتانسیل پسرش، مسئولیت آموزش اولیه او را بر عهده گرفت، نقشی که معمولاً توسط زنان در خانواده های ویکتوریایی انجام می شود. در سن هشت سالگی، او می‌توانست قطعات گسترده‌ای از جان میلتون و کل مزمور 119 را که شامل 176 آیه است، بخواند. دانش کتاب مقدس او به طور قابل توجهی جامع بود و او را قادر می ساخت که تقریباً برای هر نقل قولی از مزامیر به فصل و آیه استناد کند. در دسامبر 1839، زمانی که ماکسول هشت ساله بود، مادرش به دنبال یک عمل جراحی ناموفق به سرطان شکم تسلیم شد. پس از آن، آموزش و پرورش او تحت نظارت پدرش و خواهر شوهر پدرش، جین، قرار گرفت که هر دو به طور قابل توجهی بر زندگی او تأثیر گذاشتند. تحصیلات رسمی اولیه او زیر نظر یک مربی 16 ساله استخدام شده ناموفق بود. اطلاعات اندکی در مورد این مربی وجود دارد، جدای از رفتار خشن او با ماکسول جوان، که او را به دلیل کندی و نافرمانی محکوم کرد. معلم در نوامبر 1841 از کار برکنار شد. در 12 فوریه 1842، پدر جیمز او را به نمایش رابرت دیویدسون از نیروی محرکه الکتریکی و نیروی مغناطیسی آورد، رویدادی که به شدت بر پسر تأثیر گذاشت.

در سال 1841، در سن ده سالگی، ماکسول در آکادمی محترم ادینبورگ ثبت نام کرد. در طول دوره، او نزد عمه اش ایزابلا اقامت داشت. پسر عموی بزرگ او، جمیما، علاقه روزافزون او را به طراحی در این دوره تقویت کرد. ماکسول جوان که در انزوای نسبی در املاک روستایی پدرش بزرگ شده بود، تلاش کرد تا خود را با محیط مدرسه وفق دهد. ظرفیت کامل کلاس سال اول باعث شد که او در سال دوم در کنار دانش آموزانی که یک سال بزرگتر از او بودند قرار گیرد. رفتار و لهجه گالووی او توسط همسالانش استانی تلقی می شد. در همان روز اول، با پوشیدن کفش های خانگی و تونیک، لقب تحقیرآمیز «دفتی» را به دست آورد. بنا بر گزارش ها، او این لقب را بدون هیچ شکایتی برای سال ها یدک می کشید و هرگز به نظر نمی رسید که از آن رنجیده باشد. انزوای اجتماعی او در آکادمی زمانی به پایان رسید که با لوئیس کمپبل و پیتر گاتری تایت، دو پسر همسن و سالی که بعداً به عنوان دانشمند شناخته شدند، دوست شد. آنها یک دوستی مادام العمر را حفظ کردند.

مکسول شیفتگی اولیه به هندسه را توسعه داد و به طور مستقل چند وجهی منظم را قبل از دریافت آموزش رسمی دوباره کشف کرد. اگرچه او جایزه زندگی نامه کتاب مقدس مدرسه را در سال دوم خود دریافت کرد، دستاوردهای تحصیلی او تا حد زیادی ناشناخته ماند تا اینکه در سن 13 سالگی، مدال ریاضی مدرسه و جوایز اول را در هر دو زبان انگلیسی و شعر دریافت کرد.

تعقیبات فکری ماکسول به طور قابل توجهی فراتر از امتحانات مقرر در مدرسه بود. او در ۱۴ سالگی اولین مقاله علمی خود را نوشت. این کار یک روش مکانیکی برای ترسیم منحنی‌های ریاضی با استفاده از ریسمان، کاوش در خواص بیضی‌ها، بیضی‌های دکارتی و منحنی‌های مرتبط با کانون‌های متعدد را شرح داد. مقاله 1846 با عنوان «درباره توصیف منحنی‌های بیضی شکل و آن‌هایی که کانون‌های متعددی دارند» توسط جیمز فوربس، استاد فلسفه طبیعی در دانشگاه ادینبورگ، به انجمن سلطنتی ادینبورگ ارائه شد، زیرا ماکسول برای ارائه آن بسیار جوان به حساب می‌آمد. با توجه به تحقیقات رنه دکارت در قرن هفدهم در مورد بیضی‌های چند کانونی، اگرچه کاملاً اصلی نیست، اما سهم ماکسول در ساده‌سازی ساخت آنها بود.

دانشگاه ادینبورگ (1847–1850)

در سال 1847، در سن 16 سالگی، ماکسول آکادمی را ترک کرد تا تحصیلات خود را در دانشگاه ادینبورگ آغاز کند. اگرچه فرصتی برای حضور در دانشگاه کمبریج به او داده شد، اما پس از ترم ابتدایی، تصمیم گرفت کل برنامه درسی خود را در مقطع کارشناسی در ادینبورگ تکمیل کند. هیئت علمی دانشگاه متشکل از چندین محقق برجسته، از جمله معلمان سال اول او بود: سر ویلیام همیلتون، که او را در منطق و متافیزیک آموزش داد. فیلیپ کلند که ریاضیات تدریس می کرد. و جیمز فوربس که در مورد فلسفه طبیعی سخنرانی می کرد. ماکسول که درس های خود را بی نیاز می دانست، اوقات فراغت خود را چه در دانشگاه و چه در خانه اش در گلنلر به مطالعه مستقل اختصاص داد. او در این دوره آزمایش هایی را با وسایل شیمیایی، الکتریکی و مغناطیسی موقت انجام داد. با این حال، علاقه اولیه تحقیقاتی او بر ویژگی های نور پلاریزه متمرکز بود. او بلوک های ژلاتینی ساخت، آنها را تحت فشارهای مختلف قرار داد، و با استفاده از یک جفت منشور قطبی که توسط ویلیام نیکول ارائه شد، حاشیه های رنگی را که در داخل ژلاتین تشکیل شده بود مشاهده کرد. این رویکرد تجربی منجر به کشف فوتوالاستیسیته، روشی برای تجزیه و تحلیل توزیع تنش در ساختارهای فیزیکی شد. ماکسول در سن 18 سالگی دو مقاله را به تراکنش‌های انجمن سلطنتی ادینبورگ ارسال کرد. یکی از موارد ارسالی، با عنوان "در مورد تعادل جامدات الاستیک"، زمینه را برای یک کشف مهم در آینده ایجاد کرد: شکست مضاعف گذرا مشاهده شده در مایعات چسبناک تحت تنش برشی. مقاله دوم او، "منحنی های نورد"، آینه کار قبلی او "منحنی های بیضی" از آکادمی ادینبورگ بود. او دوباره برای ارائه شخصاً یافته های خود بسیار جوان تلقی شد. در نتیجه، معلم او، کلند، مقاله را از طرف او به انجمن سلطنتی تحویل داد.

دانشگاه کمبریج (1850–1856)در اکتبر 1850، ماکسول، که قبلاً ریاضیدان ماهری بود، از اسکاتلند به دانشگاه کمبریج نقل مکان کرد. او ابتدا در پیترهاوس ثبت نام کرد، اما قبل از پایان دوره اول خود به کالج ترینیتی منتقل شد، و پیش بینی مسیری ساده تر برای کمک هزینه تحصیلی در آنجا بود. در ترینیتی، او به عضویت حواریون کمبریج، یک انجمن مخفی انحصاری، انتخاب شد. در طول تصدی خود در کمبریج، درک فکری ماکسول از ایمان مسیحی و اصول علمی خود به طور قابل توجهی توسعه یافت. مشارکت او در "رسولان"، جامعه ای نخبگانی که در حال بحث و مناظره بودند، از طریق مقالاتش، انجمنی را برای بیان و اصلاح این فهم ها فراهم کرد.

"اکنون نقشه بزرگ من، که از قدیم تصور شده بود، ... این است که اجازه دهم هیچ چیز عمداً مورد بررسی قرار نگیرد. من باز هم حق تجاوز را در هر زمین مقدسی که هر مردی از هم جدا کرده است، تایید می کنم... اکنون من متقاعد شده ام که هیچ کس جز یک مسیحی نمی تواند سرزمین خود را از این مکان های مقدس پاک کند پانتئیست، صوری، دگماتیست، و بقیه، که آشکارا و به طور رسمی تابو شده اند..."

"مسیحیت - یعنی دین کتاب مقدس - تنها طرح یا شکلی از اعتقادات است که هر گونه اموالی را که نه تنها شما در اختیار دارید، بلکه برای شما آزاد است ممکن است در کتب مقدس جستجو کنید و متنی را پیدا نکنید که شما را در کاوش‌های شما متوقف کند..." عهد عتیق و قانون موزاییک و یهودیت معمولاً توسط ارتدکس‌ها "تابو" شده‌اند و ایرادات شوخ‌آمیزی را پیدا کرده‌اند می آید تا همه ارواح و Bugbears را بیرون بریزد."

در طول تابستان سال سوم، ماکسول برای مدتی در اقامتگاه سافولک کشیش C. B. Tayler، که عموی همکلاسی خود، G. W. H. Tayler بود، اقامت کرد. ماکسول عمیقاً تحت تأثیر نشان دادن فداکاری مذهبی خانواده قرار گرفت، به ویژه پس از اینکه وزیر و همسرش در طول بهبودی از یک بیماری مراقبت کردند.

پس از بازگشت به کمبریج، ماکسول نامه ای صمیمانه و محبت آمیز به میزبان اخیر خود نوشت که شامل شهادت بعدی بود:

مکسول در مورد ظرفیت ذاتی خود برای بدخواهی تأمل کرد و اظهار داشت: "

... من این توانایی را دارم که بیش از هر نمونه ای که انسان می تواند برای من بگذارد شرور باشم، و ... اگر فرار کنم، فقط به لطف خدا به من کمک می کند تا از شر خود خلاص شوم، تا حدی در علم، به طور کامل تر از خود در جامعه، به جز به خدا، به خدا اکتفا نکنم. ..."

در نوامبر 1851، ماکسول تحصیلات خود را زیر نظر ویلیام هاپکینز، معلمی برجسته که به دلیل توانایی استثنایی خود در پرورش استعدادهای ریاضی شهرت دارد، آغاز کرد و به او لقب «جنگ‌گرساز ارشد» را داد.

مکسول مدرک ریاضی خود را در ترینیتی در سال 1854 به پایان رساند، که در دومین امتحان او بالاترین امتیاز را کسب کرد. عنوان دومی رانگلر، پشت سر ادوارد روث. متعاقباً، او در امتحان دقیق‌تر جایزه اسمیت برابر با روث تلقی شد. بلافاصله پس از فارغ التحصیلی، ماکسول مقاله خود را با عنوان «در مورد تبدیل سطوح با خمش» به انجمن فلسفی کمبریج ارائه کرد. این کار، یکی از کمک های نادر صرفا ریاضی او، بر برجستگی در حال ظهور او به عنوان یک ریاضیدان تاکید کرد. ماکسول با انتخاب ماندن در ترینیتی پس از فارغ التحصیلی، درخواست کمک هزینه تحصیلی کرد، فرآیندی که معمولا چندین سال طول می کشد. دستاوردهای او به عنوان یک دانشجوی پژوهشی به او استقلال داد تا تلاش های علمی را به صلاحدید خود دنبال کند، تنها با تعهدات جزئی برای تدریس خصوصی و امتحان.

یکی از علایق مهم ماکسول، که در طول تحصیلاتش در فوربس در دانشگاه ادینبورگ آغاز شد، طبیعت و درک رنگ بود. ماکسول با استفاده از فرفره های رنگی که توسط فوربس ابداع شده بود، به طور تجربی نشان داد که ترکیبی از نور قرمز، سبز و آبی نور سفید تولید می کند. مقاله اصلی او، "آزمایشات روی رنگ"، که اصول اساسی ترکیب رنگ را روشن می کرد، شخصا توسط او در مارس 1855 به انجمن سلطنتی ادینبورگ ارائه شد.

در 10 اکتبر 1855، ماکسول به عنوان یکی از اعضای کالج ترینیتی منصوب شد، پیشرفتی غیرمعمول سریع، و متعاقباً وظیفه توسعه سخنرانی‌هایی در مورد هیدرواستاتیک و اپتیک و همچنین تهیه مقالات امتحانی بر عهده گرفت. فوریه بعدی، فوربس او را تشویق کرد تا برای کرسی فلسفه طبیعی که اخیراً خالی شده در کالج ماریشال، آبردین درخواست دهد. پدر ماکسول در جمع آوری مراجع لازم به او کمک کرد، اما در 2 آوریل در گلنلر، قبل از نتیجه درخواست ماکسول درگذشت. ماکسول کرسی استادی را در آبردین پذیرفت و در نوامبر 1856 کمبریج را ترک کرد.

Marischal_College,_Aberdeen,_1856–1860">Marischal_College.

مکسول در 25 سالگی تقریباً 15 سال از همکارانش در دانشکده ماریشال جوانتر بود. او با پشتکار مسئولیت‌های جدید ریاست بخش خود را که شامل توسعه برنامه درسی و آماده‌سازی سخنرانی می‌شد، پذیرفت. تعهد تدریس او 15 ساعت در هفته بود که شامل یک سخنرانی منظم pro bono برای کالج مردان کارگر محلی بود. در طول سال تحصیلی شش ماهه، او به همراه پسر عمویش، ویلیام دایس کی، یک مهندس عمران اسکاتلندی، در آبردین اقامت کرد و تابستان‌های خود را در گلنلر، ملکی که از پدرش به ارث رسیده بود، گذراند.

یک دانش‌آموز سابق بعداً شرح زیر را از ماکسول ارائه کرد:

در اواخر دهه 1850، کمی قبل از ساعت 9 صبح هر صبح زمستانی، احتمالاً جیمز کلرک ماکسول جوان، در اواسط تا اواخر 20 سالگی، مردی با قد متوسط، با قاب بافتنی قوی، و فنر و کشسانی خاصی در راه رفتنش را دیده باشید. لباس پوشیدن برای راحتی راحت به جای ظرافت. چهره ای که در آن واحد حکیمانه و شوخ طبعی است، اما با سایه عمیقی از تفکر پوشیده شده است. ویژگی ها به طور جسورانه مشخص شده اند. چشمان تیره و درخشان؛ مو و ریش کاملا مشکی است و تضادی قوی با رنگ پریدگی رنگ او ایجاد می کند.

مکسول تحقیقات خود را به سمت مسئله ای هدایت کرد که دانشمندان را برای دو قرن به چالش کشیده بود: ماهیت بنیادی حلقه های زحل. مکانیسمی که توسط آن این حلقه‌ها ثبات، مقاومت در برابر فروپاشی، پراکندگی یا برخورد با زحل را حفظ کردند، ناشناخته باقی ماند. این موضوع زمانی که کالج سنت جان در کمبریج آن را به عنوان موضوعی برای جایزه آدامز در سال 1857 انتخاب کرد، اهمیت خاصی پیدا کرد. ماکسول دو سال را به این تحقیق اختصاص داد و نشان داد که یک حلقه جامد و منظم نمی تواند پایداری خود را حفظ کند و یک حلقه سیال ناگزیر به دلیل دینامیک موج به جرم های مجزا تقسیم می شود. با مشاهده هیچ یک از این شرایط، او نتیجه گرفت که حلقه ها باید دارای ذرات بسیار دقیقی باشند که آنها را خفاش آجری نامید، که هر یک به طور مستقل به دور زحل می چرخند. در سال 1859، ماکسول جایزه 130 پوندی آدامز را برای مقاله خود، "در مورد ثبات حرکت حلقه های زحل" دریافت کرد، که تنها مدعی برای دستیابی به پیشرفت کافی برای تسلیم بود. تجزیه و تحلیل او به قدری جامع و متقاعدکننده بود که جورج بیدل ایری با خواندن آن گفت: "این یکی از قابل توجه ترین کاربردهای ریاضیات در فیزیک است که من تا به حال دیده ام." این کار توضیحی قطعی در نظر گرفته می‌شد تا اینکه مشاهدات مستقیم پروازهای ویجر در دهه 1980، فرضیه ماکسول را در مورد ترکیب ذرات حلقه‌ها تأیید کرد. با این وجود، درک معاصر تصدیق می کند که ذرات حلقه کاملاً پایدار نیستند و به تدریج توسط نیروهای گرانشی به سمت زحل کشیده می شوند. در نتیجه، پیش‌بینی می‌شود که حلقه‌ها در 300 میلیون سال آینده کاملاً از بین بروند.

در سال 1857، ماکسول با کشیش دانیل دوار، که در آن زمان مدیر کالج ماریشال بود، دوستی برقرار کرد. از طریق این ارتباط، مکسول با دختر دوار، کاترین مری دوار آشنا شد. نامزدی آنها در فوریه 1858 اتفاق افتاد و به دنبال آن در آبردین در 2 ژوئن 1858 ازدواج کردند. گواهی ازدواج ماکسول را به عنوان استاد فلسفه طبیعی در کالج ماریشال آبردین معرفی می کند. کاترین هفت سال از ماکسول بزرگتر بود. اطلاعات محدودی در مورد او در دسترس است، اگرچه مستند شده است که او در آزمایشگاه او کمک کرده و در آزمایش‌های مربوط به ویسکوزیته مشارکت داشته است. لوئیس کمبل، زندگی‌نامه‌نویس و دوست ماکسول، هنگام بحث درباره کاترین، خودداری نامشخصی از خود نشان داد، با این حال زندگی زناشویی آنها را "یکی از فداکاری بی‌نظیر" توصیف کرد.

سال 1860 نشان‌دهنده ادغام کالج ماریشال با کالج کینگز مجاور بود و دانشگاه آبردین را تشکیل داد. ماکسول، علیرغم شهرت علمی تثبیت شده اش، از آنجایی که هیچ پیش بینی ای برای دو استاد فلسفه طبیعی وجود نداشت، با تعدیل کار مواجه شد. درخواست بعدی او برای صندلی فوربس که اخیراً در ادینبورگ خالی شده بود، ناموفق بود و این موقعیت به Tait اعطا شد. در عوض، ماکسول به کرسی فلسفه طبیعی در کینگز کالج لندن منصوب شد. پس از بهبودی از یک حمله شدید و تقریباً کشنده آبله در سال 1860، او با همسرش به لندن نقل مکان کرد.

King's_College,_London,_1860–1865">King's_College,_London:811856–London

دوره تصدی مکسول در کینگز کالج به طور گسترده به عنوان پربارترین دوره زندگی حرفه ای او در نظر گرفته می شود. در سال 1860، او به دلیل تحقیقات پیشگامانه خود در مورد رنگ، با مدال رامفورد انجمن سلطنتی مفتخر شد و متعاقباً در سال 1861 به عضویت انجمن انتخاب شد. در این دوران، او به طور مشخص اولین عکس رنگی نور سریع جهان را ارائه کرد، نظریه های فیزیکی خود را در مورد سیستم های ویسکوزیته و ویسکوزیته فعلی تعریف کرد. به عنوان تحلیل ابعادی شناخته می شود. ماکسول مکرراً در سخنرانی‌های مؤسسه سلطنتی شرکت می‌کرد که تعامل منظم با مایکل فارادی را تسهیل می‌کرد. با این حال، رابطه آنها با صمیمیت نزدیک مشخص نمی شد، در درجه اول به این دلیل که فارادی 40 سال از ماکسول بزرگتر بود و نشانه هایی از پیری را نشان می داد. با این وجود، هر دو مرد احترام متقابل عمیقی را برای مشارکت های فکری یکدیگر حفظ کردند.

این دوره به ویژه برای پیشرفت های پیشگامانه ماکسول در زمینه های الکتریسیته و مغناطیس بسیار مهم است. او در رساله دو قسمتی خود، «درباره خطوط فیزیکی نیرو»، که در سال 1861 منتشر شد، ویژگی‌های میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی را با دقت بررسی کرد. در این اثر، او چارچوبی مفهومی برای القای الکترومغناطیسی معرفی کرد که وجود سلول‌های چرخشی شار مغناطیسی را مطرح کرد. دو بخش اضافی متعاقباً در همان مقاله در اوایل سال 1862 ضمیمه و منتشر شد. اولین بخش تکمیلی ماهیت الکترواستاتیک و جریان جابجایی را توضیح داد. دومین بخش اضافی به چرخش صفحه قطبش نور در یک میدان مغناطیسی می‌پردازد، پدیده‌ای که در ابتدا توسط فارادی کشف شد و اکنون اثر فارادی نامیده می‌شود.

سالهای بعد: 1865–1879

در سال 1865، ماکسول استادی خود را در کالج کینگ لندن رها کرد و با کاترین به گلنلر نقل مکان کرد. مقاله او در سال 1868، "درباره گاورنرها"، توصیفی ریاضی از رفتار گاورنر - وسایل ضروری برای تنظیم سرعت موتور بخار - ارائه کرد، بنابراین نظریه پایه ای را برای مهندسی کنترل ایجاد کرد. در سال 1870، او سفتی ساختاری طرح های مختلف شبکه را در مقاله خود "درباره اشکال متقابل، قاب ها و نمودار نیروها" بررسی کرد. او کتاب درسی نظریه گرما (1871) و اثر علمی ماده و حرکت (1876) را تالیف کرد. علاوه بر این، ماکسول در سال 1871 در کاربرد صریح تحلیل ابعادی پیشگام بود و به ایجاد سیستم اندازه گیری CGS کمک کرد.

مکسول به دلیل درک مفهوم آشوب، به ویژه با شناسایی اهمیت سیستم هایی که "وابستگی حساس به شرایط اولیه" را نشان می دهند، شناخته شده است. در طول دهه 1870، او همچنین اولین کسی بود که "اثر پروانه" را در دو بحث متمایز برجسته کرد.

در سال 1871، ماکسول به کمبریج بازگشت و سمت افتتاحیه پروفسور فیزیک کاوندیش را بر عهده گرفت. او وظیفه نظارت بر تأسیس آزمایشگاه کاوندیش را بر عهده داشت و بر فرآیند ساخت و ساز و دستیابی به تجهیزات علمی نظارت دقیق داشت. یکی از کارهای مهم اخیر ماکسول شامل ویرایش تحقیقات هنری کاوندیش بود که شامل حاشیه نویسی های اصلی بود. این کار تحقیقات کاوندیش را در مورد موضوعات مختلف، مانند چگالی زمین و ترکیب آب، آشکار کرد. او در سال 1876 به عنوان عضو انجمن فلسفی آمریکا معرفی شد.

مرگ

در آوریل 1879، ماکسول دچار دیسفاژی شد که نشانه اولیه بیماری لاعلاج او بود.

مکسول در 5 نوامبر 1879 در سن 48 سالگی به سرطان شکم در کمبریج تسلیم شد. قابل ذکر است که مادرش در همان سن و سال از همان نوع سرطان درگذشت. روحانی که در هفته‌های آخر زندگی به طور مکرر به او مراجعه می‌کرد، از وضوح ذهنی و ظرفیت فوق‌العاده حافظه ماکسول بسیار شگفت‌زده شد و به طور خاص خاطرنشان کرد:

... بیماری او تمام قلب و روح و روح مرد را بیرون کشید: ایمان راسخ و بی شک او به تجسم و همه نتایج آن. در کفاره کامل کفاره؛ در کار روح القدس او تمام طرح‌ها و نظام‌های فلسفه را اندازه‌گیری و درک کرده بود، و آن‌ها را کاملاً پوچ و رضایت‌بخش می‌دید - کلمه‌ی خودش در مورد آنها «غیرقابل اجرا» بود - و با ایمانی ساده به انجیل منجی روی آورد.

با نزدیک شدن به مرگش، ماکسول به یکی از همکاران کمبریج گفت:

به این فکر کرده ام که همیشه چقدر با ملایمت با من برخورد شده است. من در تمام عمرم هیچ ضربه خشونت آمیزی نداشته ام. تنها آرزویی که می توانم داشته باشم این است که مانند داوود به خواست خدا به نسل خودم خدمت کنم و سپس به خواب بروم.

بقایای مکسول در پارتون کرک، واقع در نزدیکی قلعه داگلاس در گالووی، نزدیک به خانه دوران کودکی او دفن شده است. بیوگرافی جامع او، زندگی جیمز کلرک ماکسول، نوشته همکلاسی سابق و همکار مادام العمرش پروفسور لوئیس کمبل، در سال 1882 منتشر شد. انتشارات دانشگاه کمبریج آثار گردآوری شده او را در دو جلد در سال 1890 منتشر کرد.

مجری املاک ماکسول، جورج استو فیزیسین، همکار او، جورج استوفیزیکن، جیمز پیجینکس بود. کالین مکنزی. به دلیل حجم کاری بیش از حد، استوکس مقالات ماکسول را به ویلیام گارنت منتقل کرد، و او تقریباً تا سال 1884 این اسناد را تحت نظر داشت.

یک کتیبه یادبود اختصاص داده شده به ماکسول در نزدیکی صفحه گروه کر در کلیسای وست مینستر قرار دارد.

زندگی شخصی

مکسول، از ستایشگران سرسخت شعر اسکاتلندی، ابیاتی را به یادگار گذاشت و شعرهای خود را سرود. مشهورترین اثر شاعرانه او، بدن سفت و سخت می خواند، از آهنگ "Comin' Through the Rye" اثر رابرت برنز اقتباس شده است، قطعه ای که او در حین نواختن گیتار اجرا کرده است. این ترکیب با خطوط زیر شروع می شود:

مجموعه‌ای از اشعار او متعاقباً توسط دوستش لوئیس کمپبل در سال 1882 منتشر شد.

مجموعه‌ای از شعرهای او توسط دوستش لوئیس کمپبل در سال 1882 منتشر شد.

گزارش‌های ماکسول غالباً بر مهارت فکری استثنایی او تأکید می‌کند که اغلب با درجه‌ای از ناهنجاری‌های اجتماعی در کنار هم قرار می‌گیرد.

مکسول تعبیر حرفه‌ای متعاقب خود را به عنوان راهنمایی بیان کرد:

افرادی که می خواهند زندگی را به طور کامل تجربه کنند و به طور مستقل عمل کنند، باید تمرکز ثابتی روی کارهای روزانه خود داشته باشند. اجتناب از مشغولیت به تلاش‌های گذشته از ناامیدی جلوگیری می‌کند، در حالی که تمرکز انحصاری بر روی آرزوهای آینده خطری است که صرفاً به حدس و گمان تبدیل شود. نه باید صرفاً بر کارهای گذرا و دنیوی تمرکز کرد و نه منحصراً بر روی کارهای ابدی، زیرا اینها به تنهایی اقدام فوری را تسهیل نمی کنند. رضایت واقعی از درک کار روزانه به عنوان جزئی جدایی ناپذیر از هدف زندگی و مظهر اصول ابدی ناشی می شود. چنین فردی دارای اعتماد به نفس تزلزل ناپذیری است که به طور ذاتی با نامتناهی پیوند خورده است. در نتیجه، آنها با جدیت به دنبال تعهدات روزانه خود هستند و لحظه حال را به عنوان یک موهبت ارزشمند می شناسند.

جیمز کلرک ماکسول یک پروتستان انجیلی بود که در اواخر عمر خود به عنوان بزرگ کلیسای اسکاتلند خدمت کرد. اعتقادات مذهبی و اعمال مربوط به او به طور گسترده در نشریات علمی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. ماکسول پس از شرکت در مراسم کلیسای اسکاتلند (مذهب پدرش) و اسقفی (مذهب مادرش)، در آوریل 1853 یک تبدیل انجیلی را تجربه کرد. این تغییر مذهب ممکن است به اتخاذ موضع فلسفی ضد پوزیتیویستی کمک کرده باشد.

میراث علمی

تشخیص

یک نظرسنجی انجام شده توسط Physics World، که 100 فیزیکدان برجسته را شناسایی کرد، ماکسول را به عنوان سومین فیزیکدان بزرگ تاریخ، که تنها توسط ایزاک نیوتن و آلبرت انیشتین پیشی گرفت، رتبه بندی کرد. به طور مشابه، یک نظرسنجی جداگانه از فیزیکدانان شاغل که توسط PhysicsWeb انجام شد نیز او را در جایگاه سوم قرار داد.

بسیاری از فیزیکدانان ماکسول را دانشمند قرن نوزدهمی می دانند که بیشترین تأثیر را بر فیزیک قرن بیستم داشته است. مشارکت‌های علمی او به‌طور گسترده‌ای به‌عنوان همتراز با نیوتن و انیشتین از نظر تأثیر عمیق آنها در نظر گرفته می‌شود. در طول صدمین سالگرد تولد ماکسول، آلبرت انیشتین کار خود را به عنوان "عمیق ترین و پربارترین کاری که فیزیک از زمان نیوتن تجربه کرده است" توصیف کرد. پس از انیشتین، من بر روی شانه های ماکسول ایستاده ام." تام زیگفرید ماکسول را به عنوان "یکی از آن نابغه های قرنی که جهان فیزیکی را با حواس تیزتری نسبت به اطرافیانش درک می کرد" توصیف کرد.

الکترومغناطیس

درگیری ماکسول با الکتریسیته و مغناطیس در اوایل سال 1855 آغاز شد، زمانی که مقاله او، "درباره خطوط نیروی فارادی" به انجمن فلسفی کمبریج ارائه شد. این مقاله اساسی مفهوم سازی ساده ای از تحقیقات فارادی ارائه کرد و رابطه متقابل بین الکتریسیته و مغناطیس را روشن کرد. او مجموعه دانش موجود را در یک سیستم منسجم از 20 معادله دیفرانسیل شامل 20 متغیر ترکیب کرد. این اثر بنیادی متعاقباً تحت عنوان «درباره خطوط فیزیکی نیرو» در مارس 1861 منتشر شد.

تقریباً در سال 1862، در طی سخنرانی‌های خود در کالج کینگ، ماکسول محاسبه کرد که سرعت انتشار یک میدان الکترومغناطیسی نزدیک به سرعت نور است. او این تطابق را بیش از تصادفی محض تلقی کرد و اظهار داشت: «به سختی می‌توانیم از این نتیجه‌گیری اجتناب کنیم که نور شامل موج‌های عرضی همان محیط است که عامل پدیده‌های الکتریکی و مغناطیسی است.»

مکسول در ادامه تحقیقات خود نشان داد که معادلات او وجود امواج مغناطیسی را پیش‌بینی می‌کنند که از طریق میدان‌های الکتریکی پیشرانه می‌شوند. خلاء با سرعتی که از آزمایشات الکتریکی اساسی بدست می آید. ماکسول با استفاده از داده‌های تجربی معاصر، این سرعت را 310740000 متر بر ثانیه (1.0195×10⁹  فوت بر ثانیه) محاسبه کرد. ماکسول در مقاله تأثیرگذار خود در سال 1865، «نظریه دینامیکی میدان الکترومغناطیسی» بیان کرد: «به نظر می‌رسد توافق نتایج نشان می‌دهد که نور و مغناطیس تأثیرات یک ماده هستند و نور یک اختلال الکترومغناطیسی است که طبق قوانین الکترومغناطیسی در میدان منتشر می‌شود.

بیست معادله معروف ماکسول، که در قالب معادلات دیفرانسیل جزئی معاصر ارائه شده است، برای اولین بار در کتاب درسی او در سال 1873، رساله ای در مورد الکتریسیته و مغناطیس به تفصیل شرح داده شد. بخش قابل توجهی از این تحقیق توسط ماکسول در گلنلر انجام شد، به ویژه در فاصله زمانی بین تصدی او در لندن و انتصاب او به کرسی کاوندیش. الیور هیوساید متعاقباً چارچوب نظری پیچیده ماکسول را در مجموعه ای از چهار معادله دیفرانسیل جزئی ساده کرد که اکنون به عنوان قوانین ماکسول یا معادلات ماکسول شناخته می شوند. علیرغم کاهش اهمیت پتانسیل ها در قرن نوزدهم، استفاده از پتانسیل های اسکالر و برداری در حال حاضر یک روش استاندارد برای حل معادلات ماکسول است. این اثر مهم دومین اتحاد عمده در حوزه فیزیک را نشان داد.

همانطور که توسط بارت و گریمز (1995) بیان شد:

مکسول الکترومغناطیس را با استفاده از جبر کواترنیونی فرموله کرد و پتانسیل الکترومغناطیسی را به عنوان عنصر مرکزی چارچوب نظری خود قرار داد. در سال 1881، Heaviside میدان پتانسیل الکترومغناطیسی را با میدان های نیرو به عنوان مفهوم اصلی نظریه الکترومغناطیسی جایگزین کرد. هیوساید ادعا کرد که میدان پتانسیل الکترومغناطیسی خودسرانه است و به "قتل" نیاز دارد (sic). متعاقبا، گفتمانی بین هیوساید و [پیتر گاتری] تیت (sic) در مورد مزایای نسبی تحلیل برداری در مقابل کواترنیون ها پدید آمد. این بحث در درک این نکته به اوج خود رسید که اگر نظریه کاملاً محلی باقی بماند، بینش‌های فیزیکی عمیق ارائه‌شده توسط کواترنیون‌ها غیرضروری است که منجر به پذیرش گسترده تحلیل برداری شد.

گزاره‌های ماکسول از نظر تجربی تأیید شدند و برقراری رابطه کمی بین نور و الکترومغناطیس توسط او به‌عنوان یک دستاورد بزرگ در فیزیک ریاضی قرن نوزدهم در نظر گرفته می‌شود.

مکسول علاوه بر این، مفهوم توصیف آن را با میدان الکترومغناطیسی در تضاد با نیروی فاردی مطرح کرد. ماکسول با مفهوم‌سازی انتشار الکترومغناطیس به‌عنوان میدانی که از ذرات فعال سرچشمه می‌گیرد، تحقیقات خود را در مورد نور به‌طور چشمگیری پیش برد. در آن دوران، ماکسول اظهار داشت که انتشار نور به وسیله ای حامل موج نیاز دارد که او آن را اتر نورانی نامید. با این حال، فرضیه وجود چنین رسانه‌ای، فراگیر در سراسر فضا، اما به ظاهر با روش‌های مکانیکی غیرقابل کشف، در نهایت با یافته‌های تجربی، به‌ویژه آزمایش مایکلسون-مورلی، سازگار نیست. علاوه بر این، به نظر می‌رسد که این مفهوم یک چارچوب مرجع مطلق را برای اعتبار معادلات تعیین می‌کند، که منجر به این مفهوم مشکل‌ساز می‌شود که معادلات برای ناظر در حال حرکت تبدیل می‌شوند. این چالش‌ها در نهایت آلبرت انیشتین را بر آن داشت تا نظریه نسبیت خاص را توسعه دهد، فرآیندی که طی آن انیشتین اتر نورافکن را «زائد» تلقی کرد و در نتیجه آن را از چارچوب نظری خود حذف کرد.

انیشتین مشارکت‌های اصلی ماکسول را تشخیص داد، و اظهار داشت که: دورانی به پایان رسید و دوره جدیدی با مشارکت جیمز کلرک ماکسول آغاز شد.

انیشتین بیشتر تأثیر عمیق کار ماکسول بر نظریه نسبیت خودش را تصدیق کرد:

نظریه خاص ماکسول از نظریه نسبیت الکترومغناطیسی بنیادی آن استخراج می شود. فیلد.

Color Vision

مکسول مطابق با بسیاری از فیزیکدانان معاصر، علاقه زیادی به روانشناسی داشت. او با تقلید از کارهای آیزاک نیوتن و توماس یانگ، شیفتگی خاصی به مطالعه بینایی رنگ نشان داد. بین سال‌های 1855 و 1872، ماکسول به‌طور دوره‌ای مجموعه‌ای از مقالات تحقیقاتی درباره درک رنگ، کوررنگی، و نظریه رنگ منتشر کرد که در نهایت مدال رامفورد را برای رساله‌اش «درباره نظریه بینایی رنگ» به دست آورد.

آزمایش‌های نیوتن با منشورها نشان داد که نور سفید، از جمله نور خورشید، شامل چندین مؤلفه تک رنگ است که می‌توانند برای تشکیل نور سفید دوباره ترکیب شوند. او همچنین نشان داد که یک رنگ نارنجی، مخلوطی از زرد و قرمز، می‌تواند از نظر بصری با نور نارنجی تک رنگ، علی‌رغم ترکیب فیزیکی متمایزش، مطابقت داشته باشد. این مشاهدات منجر به پارادوکس قابل توجهی برای فیزیکدانان معاصر شد: دو نور پیچیده فیزیکی ناهمگون (متشکل از نورهای تک رنگ متعدد) می توانند یکسان به نظر برسند، پدیده ای که متامر نامیده می شود. توماس یانگ متعاقباً اظهار داشت که این پارادوکس را می توان با پیشنهاد اینکه ادراک رنگ از طریق تعداد محدودی کانال چشمی، به ویژه سه کانال، که اساس نظریه رنگ سه رنگ را تشکیل می دهند، حل شود. ماکسول بعداً از میدان نوپای جبر خطی برای اثبات ریاضی فرضیه یانگ استفاده کرد. او اظهار داشت که هر نور تک رنگی که سه گیرنده را تحریک می کند باید پاسخی معادل از ترکیب سه نور تک رنگ متمایز (یا در واقع هر سه نور متفاوت) ایجاد کند. ماکسول به طور تجربی این اصل را تأیید کرد و بدین ترتیب در آزمایش‌های تطبیق رنگ و زمینه رنگ‌سنجی پیشگام شد.

مکسول نظریه ادراک رنگ خود را به حوزه عکاسی رنگی گسترش داد. تحقیقات روان‌شناختی او در مورد ادراک رنگ مستقیماً این فرضیه را نشان داد که اگر ترکیبی از هر سه نور اصلی بتواند هر رنگ قابل درک را تولید کند، آنگاه می‌توان عکس‌های رنگی را با استفاده از مجموعه‌ای از سه فیلتر رنگی تولید کرد. ماکسول در انتشارات خود در سال 1855 روشی را بیان کرد: سه عکس سیاه و سفید از یک صحنه از طریق فیلترهای قرمز، سبز و آبی گرفته می شد. متعاقباً، چاپ‌های شفاف این تصاویر با استفاده از سه پروژکتور، که هر کدام به فیلترهای مشابه مجهز شده‌اند، روی صفحه نمایش داده می‌شوند. هنگامی که این برجستگی ها روی هم قرار می گرفتند، چشم انسان بازتولید تمام رنگی صحنه اصلی را درک می کرد.

در سال 1861، در طی یک سخنرانی موسسه سلطنتی در مورد نظریه رنگ، ماکسول اولین نمایش عکاسی رنگی در جهان را با استفاده از اصل تجزیه و تحلیل و سنتز سه رنگ خود پرده برداری کرد. توماس ساتون که به خاطر اختراع دوربین رفلکس تک عدسی شهرت داشت، کار عکاسی را اجرا کرد. ساتون سه عکس از یک روبان تارتان گرفت که هر کدام از فیلترهای قرمز، سبز و آبی عبور می‌کردند، و همچنین چهارمین عکس را با استفاده از فیلتر زرد گرفت که سوابق ماکسول نشان می‌دهد که در نمایش نهایی از آن استفاده نشده است. با توجه به عدم حساسیت ذاتی صفحات عکاسی ساتون به نور قرمز و حساسیت محدود آنها به نور سبز، نتایج این آزمایش پیشگامانه کمتر از حد مطلوب بود. گزارش منتشر شده از این سخنرانی اشاره می‌کند که «اگر تصاویر قرمز و سبز به اندازه آبی کاملاً عکاسی می‌شدند»، نتیجه «تصویری واقعاً رنگی از نوار می‌شد»، که نشان می‌دهد «یافتن مواد عکاسی حساس‌تر به پرتوهای کمتر شکست‌پذیر» می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی نمایش رنگ‌های شی را افزایش دهد. دهه‌ها بعد، در سال 1961، محققان دریافتند که موفقیت جزئی غیرمنتظره قرار گرفتن در معرض فیلتر قرمز به نور فرابنفش نسبت داده می‌شود. این نور که به شدت توسط رنگ‌های قرمز خاصی منعکس می‌شود، به‌طور کامل توسط فیلتر قرمز تضعیف نشد و در محدوده حساسیت طیفی فرآیند کلودیون مرطوب که ساتون استفاده کرد قرار گرفت.

نظریه جنبشی و ترمودینامیک

تحقیقات ماکسول به نظریه جنبشی گازها گسترش یافت، جایی که او نقشی اساسی در ایجاد مکانیک آماری ایفا کرد. در حالی که این نظریه از دانیل برنولی سرچشمه گرفت و متعاقباً با مشارکت جان هراپات، جان جیمز واترستون، جیمز ژول، و به‌ویژه رودولف کلازیوس پیش رفت و در نتیجه دقت کلی آن را تثبیت کرد، ماکسول توسعه‌های بیشتری را ارائه کرد. در این حوزه، او خود را هم به‌عنوان یک آزمایش‌گر و هم به‌عنوان یک ریاضی‌دان متمایز کرد.

از سال 1859 تا 1866، ماکسول نظریه‌ای را در مورد توزیع سرعت‌ها بین ذرات گاز تدوین کرد، مجموعه‌ای از کارهایی که بعداً توسط لودویگ بولتزمن گسترش یافت. این معادله حاصل که به توزیع ماکسول-بولتزمن معروف است، نسبت مولکول‌های گازی را که با سرعت خاصی در هر دمای معین حرکت می‌کنند، کمیت می‌دهد. در چارچوب تئوری جنبشی، دما و گرما صرفاً به عنوان مظاهر حرکت مولکولی تصور می شوند. این رویکرد نوآورانه نه تنها قوانین ترمودینامیکی موجود را تعمیم داد، بلکه توضیحی عالی برای پدیده های مشاهده شده و نتایج تجربی در مقایسه با مدل های قبلی ارائه کرد. تحقیقات او در مورد ترمودینامیک با مفهوم سازی دیو ماکسول به اوج خود رسید، یک آزمایش فکری که موجودی خیالی را نشان می دهد که قادر به طبقه بندی ذرات بر اساس انرژی است، در نتیجه به نظر می رسد که با قانون دوم ترمودینامیک مغایرت دارد.

در سال 1871، ماکسول روابط ترمودینامیکی خود را فرموله کرد، که برابری ها را بین مشتقات دوم پتانسیل های ترمودینامیکی در مورد متغیرهای مختلف ترمودینامیکی تعریف می کند. متعاقباً، در سال 1874، او یک تجسم ترمودینامیکی گچ را برای بررسی انتقال فاز، با تکیه بر تحقیقات گرافیکی ترمودینامیک دانشمند آمریکایی جوزایا ویلارد گیبس، توسعه داد.

در انتشارات خود در سال 1867، درباره نظریه دینامیکی گازها، مدل رفتاری ماکسولا ماکسول را ارائه کرد. مواد، و همچنین معادله Maxwell-Cattaneo را توسعه دادند که برای توصیف انتقال گرما در یک محیط استفاده می شود.

پیتر گاتری تایت ماکسول را به عنوان "دانشمند مولکولی پیشرو" دوران خود تحسین کرد. پس از مرگ ماکسول، یک مفسر ناشناس اظهار داشت که "تنها یک مرد زندگی می کرد که می توانست مقالات گیبس را بفهمد. آن ماکسول بود و اکنون مرده است."

نظریه کنترل

مقاله ماکسول، "درباره فرمانداران" در مجموعه مقالات انجمن سلطنتی، جلد. 16 (1867-1868). این اثر به عنوان یک متن اساسی در زمینه نوپای تئوری کنترل شناخته می شود. در این زمینه، "Governors" به دستگاه های مکانیکی، به ویژه گاورنرهای گریز از مرکز، اشاره دارد که برای تنظیم موتورهای بخار به کار می روند.

افتخارات

انتشارات

• مکسول، جیمز کلرک (1873)، رساله ای در مورد الکتریسیته و مغناطیس جلد اول، آکسفورد: مطبوعات کلرندونمکسول، جیمز کلرک (1873)، رساله ای در مورد الکتریسیته و مغناطیس جلد دوم، آکسفورد: مطبوعات کلرندونمکسول، جیمز کلرک (1876)، ماده و حرکت، لندن و نیویورک: انجمن ترویج دانش مسیحی و پوت، یانگ و amp; شرکتمکسول، جیمز کلرک (1881)، رساله ابتدایی در مورد الکتریسیته، آکسفورد: مطبوعات کلرندونمکسول، جیمز کلرک (1890)، مقالات علمی جیمز کلرک ماکسول جلد اول، انتشارات دوورمکسول، جیمز کلرک (1890)، مقالات علمی جیمز کلرک ماکسول جلد دوم، کمبریج، انتشارات دانشگاهمکسول، جیمز کلرک (1908)، نظریه گرما، شرکت لانگمنز گرینیادداشت ها

  مراجع

  • بارت، ترنس ویلیام؛ گریمز، دیل میلز (1995). الکترومغناطیس پیشرفته: مبانی، نظریه و کاربردها. علمی جهانی ISBN 978-981-02-2095-2.دوهم، پیر موریس ماری (2015). تئوری های الکتریکی جی. کلرک ماکسول. مطالعات بوستون در فلسفه و تاریخ علم. جلد 314. ترجمه اورسا، آلن. اسپرینگر. doi: 10.1007/978-3-319-18515-6. ISBN 978-3-319-18515-6. بازیابی 8 ژوئیه 2015.Campbell, Lewis; گارنت، ویلیام (1882). زندگی جیمز کلرک ماکسول (PDF). ادینبورگ: مک میلان. OCLC 2472869.ایگز، لئونارد (1972). میدان الکترومغناطیسی کلاسیک. نیویورک: دوور. ISBN 978-0-486-63947-5.گاردنر، مارتین (2007). آخرین تفریحات: هیدراها، تخم مرغ ها و سایر رمز و رازهای ریاضی. Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-25827-0.Glazebrook، R.T. (1896). جیمز کلرک ماکسول و فیزیک مدرن. 811951455. OCLC 811951455.Harman, Peter M. (1998). فلسفه طبیعی جیمز کلرک ماکسول. انتشارات دانشگاه کمبریج ISBN 0-521-00585-X.Harman, Peter M. (2004). "مکسول، جیمز". فرهنگ نامه بیوگرافی ملی آکسفورد (ویرایش آنلاین). انتشارات دانشگاه آکسفورد doi:10.1007/978-3-319-18515-6.ماهون، ریحان (2003). مردی که همه چیز را تغییر داد - زندگی جیمز کلرک ماکسول. وایلی. ISBN 0-470-86171-1.Russo، Remigio (1996). مسائل ریاضی در کشش. علمی جهانی ISBN 981-02-2576-8.تیت، پیتر گاتری (1911). "Maxwell, James Clerk" . در Chisholm، هیو (ویرایش). دایره المعارف بریتانیکا. جلد 17 (یازدهم ویرایش). انتشارات دانشگاه کمبریج.تیموشنکو، استفان (1983). تاریخچه مقاومت مواد. پیک دوور. ISBN 978-0-486-61187-7.تولستوی، ایوان (1982). جیمز کلرک ماکسول: بیوگرافی. انتشارات دانشگاه شیکاگو ISBN 0-226-80787-8. OCLC 8688302.وارویک، اندرو (2003). کارشناس ارشد تئوری: کمبریج و ظهور فیزیک ریاضی. انتشارات دانشگاه شیکاگو ISBN 0-226-87374-9.واترستون، چارلز دی، و آ. مک میلان شیرر (ژوئیه 2006). یاران سابق انجمن سلطنتی ادینبورگ 1783-2002: نمایه بیوگرافی (PDF). جلد II. ادینبورگ: انجمن سلطنتی ادینبورگ. ISBN 978-0-902198-84-5. بایگانی شده از (PDF) اصلی در 9 مه 2015.ویلچک، فرانک (2015). ماکسول اول: زیبایی‌شناسی خدا. دوم: درهای ادراک." در یک سوال زیبا: یافتن طرح عمیق طبیعت. آلن لین، صفحات 117–164. ISBN 978-0-7181-9946-3.
    • پرتره های جیمز کلرک ماکسول در گالری پرتره ملی لندن
    • آثار جیمز کلرک ماکسول یا درباره آن در آرشیو اینترنت
    • اوکانر، جان جی. و ادموند اف. رابرتسون. "جیمز کلرک ماکسول." MacTutor History of Mathematics Archive. دانشگاه سنت اندروز.
    • اوکانر، جان جی. رابرتسون، ادموند اف.، "جیمز کلرک ماکسول"، آرشیو تاریخچه ریاضیات MacTutor، دانشگاه سنت اندروز"تبارشناسی و نشان جیمز کلرک ماکسول (1831–1879)." Numericana."بنیاد جیمز کلرک ماکسول.""مکسول، جیمز کلرک (آخرین وصیت نامه ماکسول)." scotlandspeople.gov.uk. 31 مه 2013. بایگانی شده از نسخه اصلی در 30 دسامبر 2006. بازیابی شده 25 نوامبر 2008."مقالات علمی منتشر شده و کتابهای جیمز کلرک ماکسول" (PDF). بنیاد کارمند ماکسول."کتابشناسی" (PDF). بنیاد کارمند ماکسول.مجموعه مقالات انجمن سلطنتی ادینبورگ، جلد. 3، نه 45، ص 299-301. (فاکس دیجیتال از کتابخانه لیندا هال).
    • "مکسول." گفتگوی رادیو بی بی سی 4 با سیمون شفر، پیتر هارمن و جوانا هیگ. در زمان ما، 2 اکتبر 2003.
    • "انیشتین اسکاتلند: جیمز کلرک ماکسول - مردی که جهان را تغییر داد." مستند بی بی سی دو، 2015.