მაქსველის ფიზიკოსის მოკლე შინაარსი. მაქსველ ჯეიმსი - ბიოგრაფია, ფაქტები ცხოვრებიდან, ფოტოები, ფონური ინფორმაცია
ედინბურგი. 1831-1850 წწ ……………………………………………………………..3
ბავშვობა და სკოლის წლები
პირველი აღმოჩენა
ედინბურგის უნივერსიტეტი …………………………………………………….4
კემბრიჯი. 1850-1856 წწ ……………………………………………………………5
ელექტროენერგიის კლასები
აბერდინი. 1856-1860 წწ…………………………………………………………………………………… 7 ტრაქტატი სატურნის რგოლებზე
ლონდონი - გლენლერი. 1860-1871 წწ ………………………………………………….9
პირველი ფერადი ფოტო
ალბათობის თეორია
მაქსველის მექანიკური მოდელი
ელექტრომაგნიტური ტალღები და სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორია
კემბრიჯი 1871-1879 წწ ……………………………………………………………11
კავენდიშის ლაბორატორია
მსოფლიო აღიარება
გამოყენებული ლიტერატურის სია ………………………………………..13
ედინბურგი. 1831-1850 წწ
ბავშვობა და სკოლის წლები
1831 წლის 13 ივნისი ედინბურგში, ინდოეთის ქუჩის 14 ნომერში, ფრენსის ქეიმ, ედინბურგელი მოსამართლის ქალიშვილს, ქალბატონ კლერკ მაქსველთან ქორწინების შემდეგ, შეეძინა ვაჟი ჯეიმსი. ამ დღეს მთელ მსოფლიოში არაფერი მომხდარა, 1831 წლის მთავარი მოვლენა ჯერ არ მომხდარა. მაგრამ თერთმეტი წლის განმავლობაში ბრწყინვალე ფარადეი ცდილობდა გაეგო ელექტრომაგნიტიზმის საიდუმლოებები და მხოლოდ ახლა, 1831 წლის ზაფხულში, მან აიღო გაუგებარი ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კვალი და ჯეიმსი მხოლოდ ოთხი თვის იქნება, როცა ფარადეი შეაჯამებს. მისი ექსპერიმენტი "მაგნიტიზმიდან ელექტროენერგიის მისაღებად". და ამით გაიხსნება ახალი ერა - ელექტროენერგიის ერა. ეპოქა, რომლისთვისაც იცხოვრებს და შექმნიან პატარა ჯეიმსი, შოტლანდიელი კლერკებისა და მაქსველების დიდებული ოჯახების შთამომავალი.
ჯეიმსის მამას, ჯონ კლერკ მაქსველს, პროფესიით იურისტი, სძულდა კანონი და არ მოსწონდა, როგორც თავად ამბობდა, „ბინძური ადვოკატი“. როდესაც ამის შესაძლებლობა ჩნდებოდა, ჯონი წყვეტდა ედინბურგის სასამართლოს მარმარილოს ვესტიბიულების გარშემო გაუთავებელ ტრიალს და მიეძღვნა მეცნიერულ ექსპერიმენტებს, რასაც ის შემთხვევით, სამოყვარულოდ აკეთებდა. სამოყვარულო იყო, ეს იცოდა და მძიმედ მიიღო. იოანეს უყვარდა მეცნიერება, მეცნიერები, პრაქტიკულ ადამიანებზე, სწავლულ ბაბუაზე გიორგი. სწორედ მის ძმასთან, ფრენსის კეისთან ერთად ჩატარდა აფეთქებული ბუხრის აგების ექსპერიმენტები, რამაც იგი მომავალ მეუღლესთან ერთად მოიყვანა; ქორწილი შედგა 1826 წლის 4 ოქტომბერს. ბუზი არასოდეს მუშაობდა, მაგრამ ვაჟი ჯეიმსი შეეძინა.
როდესაც ჯეიმსი რვა წლის იყო, დედა გარდაეცვალა და ის დარჩა საცხოვრებლად მამასთან. მისი ბავშვობა სავსეა ბუნებით, მამასთან კომუნიკაციით, წიგნებით, ნათესავების შესახებ ისტორიებით, „სამეცნიერო სათამაშოებით“ და მისი პირველი „აღმოჩენებით“. ჯეიმსის ოჯახი წუხდა, რომ ის არ იღებდა სისტემატურ განათლებას: სახლში ყველაფრის შემთხვევითი კითხვა, ასტრონომიის გაკვეთილები სახლის ვერანდაზე და მისაღებში, სადაც ჯეიმსმა და მისმა მამამ ააშენეს "ციური გლობუსი". კერძო მასწავლებელთან სწავლის წარუმატებელი მცდელობის შემდეგ, რომლისგანაც ჯეიმსი ხშირად გარბოდა უფრო საინტერესო საქმიანობებზე, გადაწყდა მისი ედინბურგში სასწავლებლად გაგზავნა.
მიუხედავად იმისა, რომ სწავლობდა სახლში, ჯეიმსმა დააკმაყოფილა ედინბურგის აკადემიის მაღალი სტანდარტები და ჩაირიცხა იქ 1841 წლის ნოემბერში. მისი შესრულება კლასში შორს იყო ვარსკვლავური. ის ადვილად ასრულებდა დავალებებს უკეთესად, მაგრამ უსიამოვნო საქმიანობაში კონკურენციის სული მისთვის ღრმად უცხო იყო. სკოლის პირველი დღის შემდეგ ის თანაკლასელებთან არ ერწყმოდა და ამიტომ, ყველაფერზე მეტად, ჯეიმსს უყვარდა მარტო ყოფნა და მიმდებარე საგნების ყურება. ერთ-ერთი ყველაზე ნათელი მოვლენა, რომელმაც უდავოდ გაანათა მოსაწყენი სკოლის დღეები, იყო მამაჩემთან ვიზიტი ედინბურგის სამეფო საზოგადოებაში, სადაც პირველი „ელექტრომაგნიტური მანქანები“ იყო გამოფენილი.
ედინბურგის სამეფო საზოგადოებამ შეცვალა ჯეიმსის ცხოვრება: სწორედ იქ მიიღო მან პირამიდის, კუბის და სხვა რეგულარული პოლიედრების პირველი ცნებები. სიმეტრიის სრულყოფილებამ და გეომეტრიული სხეულების ბუნებრივმა გარდაქმნებმა შეცვალა ჯეიმსის სწავლის კონცეფცია - მან დაინახა სილამაზისა და სრულყოფილების სწავლაში. როდესაც გამოცდების დრო დადგა, აკადემიის სტუდენტები გაოცებულები დარჩნენ - "დურალი", როგორც მაქსველს უწოდებდნენ, ერთ-ერთი პირველი იყო.
პირველი აღმოჩენა
თუ ადრე მამამისი ჯეიმსს დროდადრო მიჰყავდა თავის საყვარელ გასართობზე - ედინბურგის სამეფო საზოგადოების შეხვედრებზე, ახლა ამ საზოგადოებაში ვიზიტები, ისევე როგორც ედინბურგის ხელოვნების საზოგადოება ჯეიმსთან ერთად, მისთვის რეგულარული და სავალდებულო გახდა. ხელოვნების საზოგადოების შეხვედრებზე ყველაზე ცნობილი და ხალხმრავალი ლექტორი იყო ბ-ნი დ.რ. ჰეი, დეკორატიული მხატვარი. სწორედ მისმა ლექციებმა აიძულა ჯეიმსი გაეკეთებინა თავისი პირველი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა - ოვალების დახატვის მარტივი ინსტრუმენტი. ჯეიმსმა აღმოაჩინა ორიგინალური და ამავდროულად ძალიან მარტივი მეთოდი და რაც მთავარია სრულიად ახალი. მან აღწერა თავისი მეთოდის პრინციპი მოკლე „ნაშრომში“, რომელიც წაიკითხეს ედინბურგის სამეფო საზოგადოებაში - პატივი, რომელსაც ბევრი ეძებდა, მაგრამ რომელიც თოთხმეტი წლის სკოლის მოსწავლეს გადაეცა.
ედინბურგის უნივერსიტეტი
ოპტიკურ-მექანიკური კვლევა
1847 წელს ედინბურგის აკადემიაში სწავლა დასრულდა, ჯეიმსი ერთ-ერთი პირველი იყო, პირველი წლების წყენა და წუხილი დავიწყებას მიეცა.
აკადემიის დამთავრების შემდეგ ჯეიმსი ედინბურგის უნივერსიტეტში შედის. ამავე დროს, მან დაიწყო სერიოზულად დაინტერესება ოპტიკური კვლევებით. ბრუსტერის გამონათქვამებმა ჯეიმსი მიიყვანა აზრამდე, რომ სხივების გზის შესწავლა შეიძლება გამოყენებულ იქნას გარემოს ელასტიურობის დასადგენად სხვადასხვა მიმართულებით, გამჭვირვალე მასალებში სტრესების გამოსავლენად. ამრიგად,
ნახ. 1 არის სტელის სამკუთხედის სტრესების სურათი, რომელიც ჯეიმსმა მიიღო პოლარიზებული სინათლის გამოყენებით.
მექანიკური სტრესების შესწავლა შეიძლება შემცირდეს ოპტიკურ კვლევამდე. დაძაბულ გამჭვირვალე მასალაში გამოყოფილი ორი სხივი ურთიერთქმედებს და წარმოშობს დამახასიათებელ ფერად სურათებს. ჯეიმსმა აჩვენა, რომ ფერადი ნახატები სრულიად ბუნებრივია და მათი გამოყენება შესაძლებელია გამოთვლებისთვის, ადრე მიღებული ფორმულების შესამოწმებლად და ახლის გამოსატანად. აღმოჩნდა, რომ ზოგიერთი ფორმულა არასწორია, ან არაზუსტია, ან საჭიროებს შესწორებებს.
უფრო მეტიც, ჯეიმსმა შეძლო აღმოეჩინა შაბლონები იმ შემთხვევებში, როდესაც მათემატიკური სირთულეების გამო ადრე ვერაფერს აკეთებდა. გამჭვირვალე და დატვირთულმა სამკუთხედმა, რომელიც დამზადებულია გაუწონასწორებელი მინისგან (ნახ. 1) ჯეიმსს მისცა შესაძლებლობა შეესწავლა სტრესები ამ შემთხვევაში, რომლებიც ვერ გამოითვლებოდა.
ცხრამეტი წლის ჯეიმს კლერკ მაქსველი პირველად დადგა ედინბურგის სამეფო საზოგადოების პოდიუმზე. მისი მოხსენება არ შეიძლებოდა შეუმჩნეველი დარჩეს: მასში ძალიან ბევრი ახალი და ორიგინალური იყო.
1850-1856 კემბრიჯი
ელექტროენერგიის კლასები
ახლა ჯეიმსის ნიჭი არავის დაუკითხავს. მან აშკარად აჯობა ედინბურგის უნივერსიტეტს და, შესაბამისად, 1850 წლის შემოდგომაზე იგი შევიდა კემბრიჯში. 1854 წლის იანვარში ჯეიმსმა წარჩინებით დაამთავრა უნივერსიტეტი ბაკალავრის ხარისხით. ის გადაწყვეტს დარჩეს კემბრიჯში, რათა მოემზადოს პროფესორობისთვის. ახლა, როდესაც მას არ სჭირდება გამოცდებისთვის მომზადება, ის იღებს დიდი ხნის ნანატრი შესაძლებლობას, დახარჯოს მთელი დრო ექსპერიმენტებზე და აგრძელებს კვლევას ოპტიკის სფეროში. მას განსაკუთრებით აინტერესებს პირველადი ფერების საკითხი. მაქსველის პირველ სტატიას ერქვა „ფერების თეორია დალტონიზმთან დაკავშირებით“ და იყო სტატია კი არა, წერილი. მაქსველმა ის ექიმ უილსონს გაუგზავნა, რომელსაც წერილი იმდენად საინტერესო აღმოჩნდა, რომ მის გამოქვეყნებაზეც იზრუნა: მთლიანად თავის წიგნში დალტონიზმების შესახებ მოათავსა. და მაინც ჯეიმსი ქვეცნობიერად იზიდავს უფრო ღრმა საიდუმლოებებს, რაც ბევრად უფრო გაუგებარია, ვიდრე ფერების შერევა. ეს იყო ელექტროენერგია, მისი დამაინტრიგებელი გაუგებრობის გამო, რომელიც აუცილებლად, ადრე თუ გვიან, უნდა მოეზიდა მისი ახალგაზრდა გონების ენერგია. ჯეიმსმა საკმაოდ მარტივად მიიღო ძაბვის ელექტროენერგიის ფუნდამენტური პრინციპები. ამპერის შორ მანძილზე მოქმედების თეორიის შესწავლის შემდეგ, მან, მიუხედავად მისი აშკარა უეჭველობისა, საკუთარ თავს უფლება მისცა ეჭვი შეეტანა მასში. შორ მანძილზე მოქმედების თეორია უდავოდ სწორი ჩანდა, რადგან დადასტურდა კანონებისა და მათემატიკური გამონათქვამების ფორმალური მსგავსებით ერთი შეხედვით განსხვავებული ფენომენების - გრავიტაციული და ელექტრული ურთიერთქმედების შესახებ. მაგრამ ამ თეორიამ, უფრო მათემატიკურმა, ვიდრე ფიზიკურმა, არ დაარწმუნა ჯეიმსი, ის სულ უფრო მეტად იყო მიდრეკილი მოქმედების ფარადეის აღქმისკენ, ძალის შემავსებელი მაგნიტური ხაზების, მოკლე დისტანციური მოქმედების თეორიისკენ.
თეორიის შექმნის მცდელობისას მაქსველმა გადაწყვიტა გამოეყენებინა ფიზიკური ანალოგიების მეთოდი კვლევისთვის. უპირველეს ყოვლისა, საჭირო იყო სწორი ანალოგიის პოვნა. მაქსველი ყოველთვის აღფრთოვანებული იყო და მხოლოდ მაშინ ამჩნევდა, ანალოგია, რომელიც არსებობს ელექტრულად დამუხტული სხეულების მიზიდულობის საკითხებსა და სტაბილურ მდგომარეობაში სითბოს გადაცემის საკითხებს შორის. ჯეიმსმა თანდათან ააშენა ეს, ისევე როგორც ფარადეის იდეები მოკლე დიაპაზონის მოქმედებისა და ამპერის მაგნიტური მოქმედების დახურული გამტარების შესახებ, ახალ, მოულოდნელ და გაბედულ თეორიაში.
კემბრიჯში ჯეიმსს ევალება ასწავლოს ჰიდროსტატიკისა და ოპტიკის კურსების ურთულესი თავები ყველაზე ქმედუნარიან სტუდენტებს. გარდა ამისა, ელექტრული თეორიებიდან მას ოპტიკის შესახებ წიგნზე მუშაობამ განადგურდა. მაქსველი მალე მიდის იმ დასკვნამდე, რომ ოპტიკა მას ისე აღარ აინტერესებს, როგორც ადრე, არამედ მხოლოდ ელექტრომაგნიტური ფენომენების შესწავლისგან აშორებს ყურადღებას.
აგრძელებს ანალოგიის ძიებას, ჯეიმსი ძალის ხაზებს ადარებს ზოგიერთი შეუკუმშველი სითხის ნაკადს. ჰიდროდინამიკის მილების თეორიამ შესაძლებელი გახადა ძალის ხაზების შეცვლა ძალის მილებით, რამაც ადვილად ახსნა ფარადეის ექსპერიმენტი. წინააღმდეგობის ცნებები, ელექტროსტატიკის ფენომენები, მაგნიტოსტატიკა და ელექტრული დენი ადვილად და მარტივად ჯდება მაქსველის თეორიის ჩარჩოებში. მაგრამ ეს თეორია ჯერ კიდევ არ ჯდებოდა ფარადეის მიერ აღმოჩენილ ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენში.
ჯეიმსს გარკვეული დროით მოუწია თავის თეორიაზე უარის თქმა მამის მდგომარეობის გაუარესების გამო, რაც მოვლას მოითხოვდა. როდესაც მამის გარდაცვალების შემდეგ ჯეიმსი დაბრუნდა კემბრიჯში, მისი რელიგიის გამო, მან ვერ მიიღო უმაღლესი მაგისტრის ხარისხი. ამიტომ, 1856 წლის ოქტომბერში ჯეიმს მაქსველმა აბერდინის თავმჯდომარე დაიკავა.
ჯეიმს კლარკ მაქსველმა მხოლოდ 48 წელი იცოცხლა, მაგრამ მისი წვლილი მათემატიკაში, ფიზიკასა და მექანიკაში ძნელია გადაჭარბებული შეფასება. თავად ალბერტ აინშტაინმა განაცხადა, რომ თავისი ფარდობითობის თეორია ელექტრომაგნიტური ველის მაქსველის განტოლებებს ევალებოდა.
ედინბურგში, ინდოეთის ქუჩაზე არის სახლი კედელზე დაფაზე:
"ჯეიმს კლარკ მაქსველი
ნატურალისტი
აქ დავიბადე 1831 წლის 13 ივნისს."
მომავალი დიდი მეცნიერი ეკუთვნოდა ძველ დიდგვაროვან ოჯახს და ბავშვობის უმეტესი ნაწილი გაატარა მამის მამულში, მიდლბიში, რომელიც მდებარეობს სამხრეთ შოტლანდიაში. ის გაიზარდა, როგორც ცნობისმოყვარე და აქტიური ბავშვი და მაშინაც კი, მისმა ოჯახმა აღნიშნა, რომ მისი საყვარელი კითხვები იყო: "როგორ გავაკეთოთ ეს?" და "როგორ ხდება ეს?"
როდესაც ჯეიმსი ათი წლის გახდა, ოჯახის გადაწყვეტილებით, იგი შევიდა ედინბურგის აკადემიაში, სადაც გულმოდგინედ სწავლობდა, თუმცა განსაკუთრებული ნიჭის გამოვლენის გარეშე. თუმცა, გეომეტრიით დაინტერესების შემდეგ, მაქსველმა გამოიგონა ოვალების დახატვის ახალი გზა. მისი ნაშრომის შინაარსი ოვალური მოსახვევების გეომეტრიაზე იყო ასახული 1846 წლის ედინბურგის სამეფო საზოგადოების გარიგებებში. ავტორი მაშინ მხოლოდ თოთხმეტი წლის იყო. თექვსმეტი წლის ასაკში მაქსველი ედინბურგის უნივერსიტეტში წავიდა და მთავარ საგნებად ფიზიკა და მათემატიკა აირჩია. გარდა ამისა, იგი დაინტერესდა ფილოსოფიის პრობლემებით და გაიარა ლოგიკისა და მეტაფიზიკის კურსები.
უკვე ნახსენებმა „ედინბურგის სამეფო საზოგადოების შრომები“ გამოაქვეყნა ნიჭიერი სტუდენტის კიდევ ორი ნარკვევი - მოძრავი მოსახვევებისა და მყარი ნივთიერებების ელასტიურ თვისებებზე. ბოლო თემა მნიშვნელოვანი იყო სტრუქტურული მექანიკისთვის.
ედინბურგში სწავლის შემდეგ, ცხრამეტი წლის მაქსველი გადავიდა კემბრიჯის უნივერსიტეტში, ჯერ წმინდა პეტრეს კოლეჯში, შემდეგ უფრო პრესტიჟულ ტრინიტის კოლეჯში. მათემატიკის შესწავლა იქ უფრო ღრმა დონეზე მიმდინარეობდა და სტუდენტებისთვის მოთხოვნები შესამჩნევად მაღალი იყო, ვიდრე ედინბურგში. ამის მიუხედავად, მაქსველმა მოახერხა მეორე ადგილის მიღწევა მათემატიკაში საჯარო სამსაფეხურიან გამოცდაში ბაკალავრიატის ხარისხით.
კემბრიჯში მაქსველი ბევრს დაუკავშირდა სხვადასხვა ადამიანებთან, შეუერთდა მოციქულთა კლუბს, რომელიც შედგებოდა 12 წევრისგან, რომლებიც გაერთიანებული იყო მათი აზროვნების სიგანითა და ორიგინალურობით. მონაწილეობდა უბრალო ხალხის განათლებისათვის შექმნილი მუშათა კოლეჯის საქმიანობაში და იქ კითხულობდა ლექციებს.
1855 წლის შემოდგომაზე, როდესაც მაქსველმა დაასრულა სწავლა, იგი მიიღეს წმინდა სამების კოლეჯში და მიიწვიეს მასწავლებლად. ცოტა მოგვიანებით, იგი შეუერთდა ედინბურგის სამეფო საზოგადოებას, შოტლანდიის ეროვნულ სამეცნიერო ასოციაციას. 1856 წელს მაქსველმა დატოვა კემბრიჯი შოტლანდიის ქალაქ აბერდინში, მარიშალის კოლეჯში პროფესორად.
დამეგობრდა კოლეჯის დირექტორთან, მეუფე დანიელ დიუართან, მაქსველი შეხვდა თავის ქალიშვილს კეტრინ მერის. მათ ნიშნობა გამოაცხადეს 1858 წლის ბოლოს და ივნისში დაქორწინდნენ. ბიოგრაფის და მეცნიერის ლუის კემპბელის მეგობრის მოგონებების მიხედვით, მათი ქორწინება წარმოუდგენელი ერთგულების მაგალითი აღმოჩნდა. ცნობილია, რომ კეტრინი ქმარს ლაბორატორიულ კვლევებში ეხმარებოდა.
საერთო ჯამში, აბერდინის პერიოდი ძალიან ნაყოფიერი იყო მაქსველის ცხოვრებაში. ჯერ კიდევ კემბრიჯში ყოფნისას მან დაიწყო სატურნის რგოლების სტრუქტურის კვლევა და 1859 წელს გამოიცა მისი მონოგრაფია, სადაც დაამტკიცა, რომ ისინი პლანეტის გარშემო ბრუნავს მყარი სხეულები. ამავდროულად, მეცნიერმა დაწერა სტატია "ახსნა აირების დინამიური თეორიის შესახებ", რომელშიც მან გამოიტანა ფუნქცია, რომელიც ასახავს გაზის მოლეკულების განაწილებას მათი სიჩქარის მიხედვით, რომელსაც მოგვიანებით უწოდეს მაქსველის განაწილება. ეს იყო სტატისტიკური კანონების ერთ-ერთი პირველი მაგალითი, რომელიც აღწერს არა ერთი ობიექტის ან ცალკეული ნაწილაკების ქცევას, არამედ მრავალი ობიექტის ან ნაწილაკების ქცევას. „მაქსველის დემონი“, სააზროვნო ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც ზოგიერთი გონიერი, უსხეულო არსება გაზის მოლეკულებს სიჩქარით ჰყოფს, რომელიც მოგვიანებით მკვლევარმა გამოიგონა, აჩვენა თერმოდინამიკის მეორე კანონის სტატისტიკური ბუნება.
1860 წელს რამდენიმე კოლეჯი გაერთიანდა აბერდინის უნივერსიტეტში და ზოგიერთი დეპარტამენტი გაუქმდა. ახალგაზრდა პროფესორი მაქსველიც დაითხოვეს. მაგრამ ის დიდხანს არ დარჩენილა უმუშევარი, თითქმის მაშინვე მიიწვიეს ლონდონის კინგს კოლეჯში, სადაც დარჩა მომდევნო ხუთი წლის განმავლობაში.
იმავე წელს, ბრიტანული ასოციაციის შეხვედრაზე, მეცნიერმა წაიკითხა მოხსენება ფერების აღქმის შესახებ მისი განვითარებული მოვლენების შესახებ, რისთვისაც მოგვიანებით მან მიიღო რამფორდის მედალი ლონდონის სამეფო საზოგადოებისგან. ფერების საკუთარი თეორიის სისწორის დადასტურებით, მაქსველმა საზოგადოებას წარუდგინა ახალი პროდუქტი, რომელმაც მათი ფანტაზია დაიპყრო - ფერადი ფოტოგრაფია. მის წინაშე ვერავინ მიიღო.
1861 წელს მაქსველი დაინიშნა სტანდარტების კომიტეტში, რომელიც შეიქმნა ძირითადი ელექტრული ერთეულების განსაზღვრისათვის.
გარდა ამისა, მაქსველმა არ მიატოვა კვლევები მყარი ნივთიერებების ელასტიურობის შესახებ და მიღებული შედეგებისთვის მიენიჭა ედინბურგის სამეფო საზოგადოების კიტის პრემია.
ლონდონის კინგს კოლეჯში მუშაობისას მაქსველმა დაასრულა ელექტრომაგნიტური ველის თეორია. დარგის იდეა შემოგვთავაზა ცნობილმა ფიზიკოსმა მაიკლ ფარადეიმ, მაგრამ მისი ცოდნა საკმარისი არ იყო მისი აღმოჩენის ფორმულების ენაზე წარმოსაჩენად. ელექტრომაგნიტური ველების მათემატიკური აღწერა მაქსველისთვის მთავარ სამეცნიერო პრობლემად იქცა. ანალოგიების მეთოდის საფუძველზე, რომლის წყალობითაც დაფიქსირდა მსგავსება მყარ სხეულში ელექტრულ ურთიერთქმედებასა და სითბოს გადაცემას შორის, მეცნიერმა გადასცა მონაცემები სითბოს კვლევებიდან ელექტროენერგიაზე და იყო პირველი, ვინც მათემატიკურად დაასაბუთა ელექტრული მოქმედების გადაცემა საშუალო.
1873 წელი აღინიშნა „ტრაქტატი ელექტროენერგიისა და მაგნიტიზმის შესახებ“ გამოქვეყნებით, რომლის მნიშვნელობაც ნიუტონის „ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპების“ მნიშვნელობისაა. განტოლებების გამოყენებით მაქსველმა აღწერა ელექტრომაგნიტური ფენომენი, დაასკვნა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღები არსებობს, რომ ისინი ვრცელდება სინათლის სიჩქარით და თავად სინათლე ელექტრომაგნიტური ხასიათისაა.
ტრაქტატი გამოქვეყნდა მაშინ, როდესაც მაქსველი უკვე ხელმძღვანელობდა კემბრიჯის უნივერსიტეტის ფიზიკის ლაბორატორიას ორი წლის განმავლობაში (1871 წლიდან), რომლის შექმნა ნიშნავდა სამეცნიერო საზოგადოებაში ექსპერიმენტული მიდგომის უზარმაზარი მნიშვნელობის აღიარებას კვლევისადმი.
მაქსველი მეცნიერების პოპულარიზაციას თანაბრად მნიშვნელოვან ამოცანად თვლიდა. ამისათვის მან დაწერა სტატიები ენციკლოპედია ბრიტანიკასთვის, ნაშრომისთვის, სადაც ცდილობდა მარტივი ენით აეხსნა მატერიის, მოძრაობის, ელექტროენერგიის, ატომებისა და მოლეკულების ძირითადი ცნებები.
1879 წელს მაქსველის ჯანმრთელობა მნიშვნელოვნად გაუარესდა. მან იცოდა, რომ მძიმედ იყო დაავადებული და დიაგნოზი კიბო იყო. მიხვდა, რომ განწირული იყო, გაბედულად გაუძლო ტკივილს და მშვიდად შეხვდა სიკვდილს, რომელიც მოხდა 1879 წლის 5 ნოემბერს.
მიუხედავად იმისა, რომ მაქსველის ნამუშევრებმა ღირსეული შეფასება მიიღო მეცნიერის სიცოცხლეში, მათი რეალური მნიშვნელობა მხოლოდ წლების შემდეგ გახდა ნათელი, როდესაც მეოცე საუკუნეში ველის კონცეფცია მტკიცედ დამკვიდრდა სამეცნიერო გამოყენებაში და ალბერტ აინშტაინმა განაცხადა, რომ მაქსველის განტოლებები ელექტრომაგნიტური ველის შესახებ წინ უსწრებდა. მისი ფარდობითობის თეორია.
მეცნიერის ხსოვნა უკვდავია ედინბურგის უნივერსიტეტის ერთ-ერთი შენობის, სალფორდის უნივერსიტეტის მთავარი შენობისა და საკონცერტო დარბაზისა და ედინბურგის აკადემიის ჯეიმს კლერკ მაქსველის ცენტრის სახელებში. აბერდინსა და კემბრიჯში შეგიძლიათ იპოვოთ მისი სახელობის ქუჩები. ვესტმინსტერის სააბატოს აქვს მაქსველისადმი მიძღვნილი მემორიალური დაფა, ხოლო აბერდინის უნივერსიტეტის სამხატვრო გალერეის სტუმრებს შეუძლიათ ნახონ მეცნიერის ბიუსტი. 2008 წელს ედინბურგში მაქსველის ბრინჯაოს ძეგლი დაიდგა.
მაქსველის სახელს მრავალი ორგანიზაცია და ჯილდოც უკავშირდება. ფიზიკის ლაბორატორიამ, რომელსაც ის ხელმძღვანელობდა, დააწესა სტიპენდია ყველაზე ნიჭიერი კურსდამთავრებულებისთვის. ბრიტანეთის ფიზიკის ინსტიტუტი აჯილდოვებს მაქსველის მედლითა და პრიზებით ახალგაზრდა ფიზიკოსებს, რომლებმაც მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანეს მეცნიერებაში. ლონდონის უნივერსიტეტს აქვს მაქსველის პროფესორი და მაქსველის სტუდენტური საზოგადოება. 1977 წელს შექმნილი მაქსველის ფონდი აწყობს კონფერენციებს ფიზიკასა და მათემატიკაში.
აღიარებასთან ერთად, მაქსველი 2006 წლის გამოკითხვაში ყველაზე ცნობილ შოტლანდიელ მეცნიერად დასახელდა, ეს ყველაფერი მოწმობს მის დიდ როლს მეცნიერების ისტორიაში.
ჯეიმს-კლერკ MAXWELL
(13.6.1831, ედინბურგი, - 5.11.1879, კემბრიჯი)
ჯეიმს კლერკ მაქსველი - ინგლისელი ფიზიკოსი, კლასიკური ელექტროდინამიკის შემქმნელი, სტატისტიკური ფიზიკის ერთ-ერთი ფუძემდებელი, დაიბადა ედინბურგში 1831 წელს.
მაქსველი არის შოტლანდიელი დიდგვაროვანის ვაჟი კლერკების კეთილშობილური ოჯახიდან. სწავლობდა ედინბურგის (1847-50) და კემბრიჯის (1850-54) უნივერსიტეტებში. ლონდონის სამეფო საზოგადოების წევრი (1860). პროფესორი მარიშალის კოლეჯში, აბერდინში (1856-60), შემდეგ ლონდონის უნივერსიტეტში (1860-65). 1871 წლიდან მაქსველი იყო კემბრიჯის უნივერსიტეტის პროფესორი. იქ მან დააარსა ბრიტანეთის პირველი ფიზიკის ლაბორატორია, კავენდიშის ლაბორატორია, რომლის დირექტორიც იყო 1871 წლიდან.
მაქსველის სამეცნიერო საქმიანობა მოიცავს ელექტრომაგნიტიზმის პრობლემები, აირების კინეტიკური თეორია, ოპტიკა, ელასტიურობის თეორიადა ბევრად მეტი. მაქსველმა დაასრულა თავისი პირველი ნამუშევარი „ოვალების ნახატზე და ოვალებზე მრავალი ხრიკებით“, როდესაც ის ჯერ კიდევ არ იყო 15 წლის (1846, გამოქვეყნდა 1851 წელს). ზოგიერთი მისი პირველი კვლევები იყო ნამუშევრები ფერთა ხედვისა და ფერისმეტრიის ფიზიოლოგიასა და ფიზიკაზე (1852-72). 1861 წელს მაქსველმა პირველად აჩვენა ფერადი გამოსახულება, რომელიც მიღებული იყო წითელი, მწვანე და ლურჯი სლაიდების ერთდროული პროექციის შედეგად ეკრანზე, რითაც დაამტკიცა ფერადი ხედვის სამკომპონენტიანი თეორიის მართებულობა და ამავე დროს გამოკვეთა ფერადი ფოტოგრაფიის შექმნის გზები. მან შექმნა ფერების რაოდენობრივი გაზომვის ერთ-ერთი პირველი ინსტრუმენტი, სახელად მაქსველის დისკი.
1857-59 წლებში. მაქსველმა ჩაატარა სატურნის რგოლების მდგრადობის თეორიული კვლევა და აჩვენა, რომ სატურნის რგოლები შეიძლება იყოს სტაბილური მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ისინი შედგებიან ურთიერთდაკავშირებული მყარი ნაწილაკებისგან.
ელექტროენერგიისა და მაგნეტიზმის კვლევაში (სტატიები "ფარადეის ძალის ხაზების შესახებ", 1855-56; "ძალის ფიზიკური ხაზების შესახებ", 1861-62; "ელექტრომაგნიტური ველის დინამიური თეორია", 1864; ორტომიანი ფუნდამენტური "ტრაქტატი. ელექტროენერგია და მაგნეტიზმი“, 1873) მაქსველმა მათემატიკურად განავითარა მაიკლ ფარადეის შეხედულებები შუალედური საშუალების როლზე ელექტრულ და მაგნიტურ ურთიერთქმედებებში. ის ცდილობდა (ფარადეის მიყოლებით) ამ მედიუმის ინტერპრეტაცია, როგორც ყოვლისმომცველი მსოფლიო ეთერი, მაგრამ ეს მცდელობები არ იყო წარმატებული.
ფიზიკის შემდგომმა განვითარებამ აჩვენა, რომ ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების მატარებელია ელექტრომაგნიტური ველი, რომლის თეორიაც (კლასიკურ ფიზიკაში) მაქსველმა შექმნა. ამ თეორიაში მაქსველმა შეაჯამა იმ დროს ცნობილი მაკროსკოპული ელექტროდინამიკის ყველა ფაქტი და პირველად შემოიტანა იდეა გადაადგილების დენის შესახებ, რომელიც წარმოქმნის მაგნიტურ ველს, როგორც ჩვეულებრივი დენი (გამტარობის დენი, მოძრავი ელექტრული მუხტები). მაქსველმა გამოხატა ელექტრომაგნიტური ველის კანონები 4 ნაწილობრივი დიფერენციალური განტოლების სისტემის სახით ( მაქსველის განტოლებები).
ამ განტოლებების ზოგადი და ყოვლისმომცველი ბუნება გამოიხატებოდა იმაში, რომ მათმა ანალიზმა შესაძლებელი გახადა მრავალი მანამდე უცნობი ფენომენისა და ნიმუშის პროგნოზირება.
ამრიგად, მათგან მოჰყვა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა, რომლებიც მოგვიანებით ექსპერიმენტულად აღმოაჩინა გ.ჰერცმა. ამ განტოლებების შესწავლით მაქსველი მივიდა დასკვნამდე სინათლის ელექტრომაგნიტური ბუნების შესახებ (1865) და აჩვენა, რომ ნებისმიერი სხვა ელექტრომაგნიტური ტალღების სიჩქარე ვაკუუმში სინათლის სიჩქარის ტოლია.
მან გაზომა (უფრო დიდი სიზუსტით, ვიდრე W. Weber და F. Kohlrausch 1856 წელს) მუხტის ელექტროსტატიკური ერთეულის თანაფარდობა ელექტრომაგნიტურთან და დაადასტურა მისი თანასწორობა სინათლის სიჩქარესთან. მაქსველის თეორია გულისხმობდა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღები აწარმოებენ წნევას.
მსუბუქი წნევა ექსპერიმენტულად დაადგინა 1899 წელს P.N. Lebedev-ის მიერ.
მაქსველის ელექტრომაგნიტიზმის თეორიამ მიიღო სრული ექსპერიმენტული დადასტურება და გახდა თანამედროვე ფიზიკის ზოგადად მიღებული კლასიკური საფუძველი. ამ თეორიის როლი ნათლად იყო აღწერილი ა.აინშტაინმა: „... აქ მოხდა დიდი შემობრუნება, რომელიც სამუდამოდ ასოცირდება ფარადეის, მაქსველის, ჰერცის სახელებთან. ამ რევოლუციაში ლომის წილი ეკუთვნის მაქსველს... მაქსველის შემდეგ ფიზიკური რეალობა იყო ჩაფიქრებული უწყვეტი ველების სახით, რომლებიც მექანიკურად ვერ აიხსნება... რეალობის კონცეფციის ეს ცვლილება ყველაზე ღრმა და ნაყოფიერია ფიზიკისგან. განიცადა ნიუტონის დროიდან".
აირების მოლეკულური კინეტიკური თეორიის კვლევებში (სტატიები „ახსნა აირების დინამიური თეორიის შესახებ“, 1860 და „აირების დინამიური თეორია“, 1866), მაქსველი იყო პირველი, ვინც გადაჭრა იდეალური აირის სიჩქარის განაწილების სტატისტიკური პრობლემა. მოლეკულები ( მაქსველის განაწილება). მაქსველმა გამოთვალა აირის სიბლანტის დამოკიდებულება მოლეკულების სიჩქარესა და საშუალო თავისუფალ გზაზე (1860), გამოთვალა ამ უკანასკნელის აბსოლუტური მნიშვნელობა და გამოიღო რამდენიმე მნიშვნელოვანი თერმოდინამიკური მიმართება (1860). ექსპერიმენტულად გაზომეს მშრალი ჰაერის სიბლანტის კოეფიციენტი (1866 წ.). 1873-74 წლებში. მაქსველმა აღმოაჩინა ორმაგი რეფრაქციის ფენომენი ნაკადში ( მაქსველის ეფექტი).
მაქსველი იყო მეცნიერების მთავარი პოპულარიზაცია. მან დაწერა მრავალი სტატია ენციკლოპედია ბრიტანიკასთვის, პოპულარული წიგნები, როგორიცაა "სითბოს თეორია" (1870), "მატერია და მოძრაობა" (1873), "ელექტროენერგია ელემენტარულ ექსპოზიციაში" (1881), თარგმნილი რუსულ ენაზე. ფიზიკის ისტორიაში მნიშვნელოვანი წვლილი მიუძღვის მაქსველის მიერ ელექტროენერგიის შესახებ გ. კავენდიშის ნაშრომების ხელნაწერების გამოქვეყნებას (1879 წ.) ვრცელი კომენტარებით.
ამ სტატიაში წარმოდგენილია ინგლისელი ფიზიკოსის, კლასიკური ელექტროდინამიკის შემქმნელის, სტატისტიკური ფიზიკის ერთ-ერთი ფუძემდებელი ჯეიმს მაქსველის მოკლე ბიოგრაფია.
ჯეიმს კლერკ მაქსველის ბიოგრაფია მოკლედ
მაქსველ ჯეიმს კლერკი დაიბადა 1831 წლის 13 ივნისს ედინბურგში, შოტლანდიელი დიდგვაროვანის ოჯახში. 10 წლის ასაკში ჩაირიცხა ედინბურგის აკადემიაში, სადაც გახდა პირველი სტუდენტი.
1847-1850 წლებში სწავლობდა ედინბურგის უნივერსიტეტში. აქ დავინტერესდი ქიმიის, ოპტიკის, მაგნეტიზმის ექსპერიმენტებით და შევისწავლე მათემატიკა, ფიზიკა და მექანიკა. სამი წლის შემდეგ, სწავლის გასაგრძელებლად, ჯეიმსი გადავიდა კემბრიჯის ტრინიტის კოლეჯში და დაიწყო ელექტროენერგიის შესწავლა მ. ფარადეის წიგნიდან. შემდეგ მან დაიწყო ექსპერიმენტული კვლევა ელექტროენერგიაზე.
კოლეჯის წარმატებით დამთავრების შემდეგ (1854 წ.) ახალგაზრდა მეცნიერი მასწავლებლად მიიწვიეს. ორი წლის შემდეგ მან დაწერა სტატია "ფარადეის ძალის ხაზების შესახებ".
პარალელურად მაქსველი ავითარებდა აირების კინეტიკურ თეორიას. მან გამოიტანა კანონი, რომლის მიხედვითაც გაზის მოლეკულები ნაწილდება მათი სიჩქარის მიხედვით (მაქსველის განაწილება).
1856-1860 წლებში მაქსველი არის აბერდინის უნივერსიტეტის პროფესორი; 1860-1865 წლებში ის ასწავლიდა ლონდონის კინგს კოლეჯში, სადაც პირველად გაიცნო ფარადეი. სწორედ ამ პერიოდში შეიქმნა მისი მთავარი ნაშრომი "ელექტრომაგნიტური ველის დინამიური თეორია" (1864-1865), რომელშიც მის მიერ აღმოჩენილი ნიმუშები გამოიხატებოდა ოთხი დიფერენციალური განტოლების სისტემების სახით (მაქსველის განტოლებები). მეცნიერი ამტკიცებდა, რომ ცვალებადი მაგნიტური ველი ქმნის მორევის ელექტრულ ველს მიმდებარე სხეულებში და ვაკუუმში და ეს, თავის მხრივ, იწვევს მაგნიტური ველის გაჩენას.
ეს აღმოჩენა გახდა ახალი ეტაპი მსოფლიოს ცოდნის სფეროში. ა.პუანკარემ მაქსველის თეორია მათემატიკური აზროვნების მწვერვალად მიიჩნია. მაქსველმა თქვა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღები უნდა არსებობდეს და მათი გავრცელების სიჩქარე სინათლის სიჩქარის ტოლია. ეს ნიშნავს, რომ სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღების ტიპი. მან თეორიულად დაასაბუთა მსუბუქი წნევის ფენომენი.
ბევრ სამეცნიერო პუბლიკაციასა და ჟურნალში ახლახან გამოქვეყნდა სტატიები ფიზიკისა და თანამედროვე მეცნიერების მიღწევების შესახებ, ხოლო წარსულის ფიზიკოსების შესახებ პუბლიკაციები იშვიათია. გვინდა გამოვასწოროთ ეს სიტუაცია და გავიხსენოთ გასული საუკუნის ერთ-ერთი გამოჩენილი ფიზიკოსი ჯეიმს კლერკ მაქსველი. ეს არის ცნობილი ინგლისელი ფიზიკოსი, კლასიკური ელექტროდინამიკის, სტატისტიკური ფიზიკის და მრავალი სხვა თეორიის, ფიზიკური ფორმულებისა და გამოგონების მამა. მაქსველი გახდა კავენდიშის ლაბორატორიის შემქმნელი და პირველი დირექტორი.
მოგეხსენებათ, მაქსველი ედინბურგიდან იყო და დაიბადა 1831 წელს დიდგვაროვან ოჯახში, რომელიც დაკავშირებული იყო შოტლანდიურ გვართან Penicuik Clerks. მაქსველმა ბავშვობა გლენლარის სამკვიდროში გაატარა. ჯეიმსის წინაპრები იყვნენ პოლიტიკოსები, პოეტები, მუსიკოსები და მეცნიერები. ალბათ, მეცნიერებისადმი მიდრეკილება მისგან იყო მემკვიდრეობით მიღებული.
ჯეიმსი დედის გარეშე გაიზარდა (რადგან ის გარდაიცვალა, როდესაც ის 8 წლის იყო) მამამ, რომელიც ზრუნავდა ბიჭზე. მამას სურდა, რომ მის შვილს საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები ესწავლა. ჯეიმსს მაშინვე შეუყვარდა ტექნოლოგია და სწრაფად განუვითარდა პრაქტიკული უნარები. პატარა მაქსველმა პირველი გაკვეთილები სახლში დაჟინებით გაიარა, რადგან არ მოსწონდა მასწავლებლის მიერ გამოყენებული განათლების მკაცრი მეთოდები. შემდგომი ვარჯიში ჩატარდა არისტოკრატიულ სკოლაში, სადაც ბიჭმა დიდი მათემატიკური შესაძლებლობები აჩვენა. მაქსველს განსაკუთრებით მოსწონდა გეომეტრია.
ბევრ დიდ ადამიანს გეომეტრია საოცარ მეცნიერებად ეჩვენებოდა და 12 წლის ასაკშიც კი ლაპარაკობდა გეომეტრიის სახელმძღვანელოზე, თითქოს ეს წმინდა წიგნი ყოფილიყო. მაქსველს უყვარდა გეომეტრია, ისევე როგორც სხვა მეცნიერული მნათობები, მაგრამ მისი ურთიერთობა თანაკლასელებთან ცუდი იყო. გამუდმებით შეურაცხმყოფელ მეტსახელებს იგონებდნენ და ერთ-ერთი მიზეზი მისი სასაცილო ტანსაცმელი იყო. მაქსველის მამა ექსცენტრიულად ითვლებოდა და შვილს ისეთი ტანსაცმელი უყიდა, რომელიც მას ღიმილს ანიჭებდა.
მაქსველმა უკვე ბავშვობაში დიდი დაპირება აჩვენა მეცნიერების სფეროში. 1814 წელს იგი გაგზავნეს ედინბურგის გრამატიკის სკოლაში სასწავლებლად, ხოლო 1846 წელს მიენიჭა მედალი მათემატიკის დამსახურებისთვის. მამამისი ამაყობდა თავისი შვილით და მიეცა საშუალება ედინბურგის მეცნიერებათა აკადემიის საბჭოს წინაშე წარედგინა შვილის ერთ-ერთი სამეცნიერო ნაშრომი. ეს ნამუშევარი ეხებოდა ელიფსური ფიგურების მათემატიკურ გამოთვლებს. იმ დროს ამ ნაშრომს ჰქონდა სათაური „ოვალებისა და ოვალების დახატვის შესახებ მრავალი ფოკუსით“. იგი დაიწერა 1846 წელს და გამოიცა ფართო საზოგადოებისთვის 1851 წელს.
მაქსველმა ინტენსიურად დაიწყო ფიზიკის შესწავლა ედინბურგის უნივერსიტეტში გადაყვანის შემდეგ. მისი მასწავლებლები გახდნენ კალლანდი, ფორბსი და სხვები. მათ მაშინვე დაინახეს ჯეიმსში მაღალი ინტელექტუალური პოტენციალი და ფიზიკის შესწავლის უკონტროლო სურვილი. ამ პერიოდამდე მაქსველი შეხვდა ფიზიკის გარკვეულ დარგებს და სწავლობდა ოპტიკას (მან დიდი დრო დაუთმო სინათლისა და ნიუტონის რგოლების პოლარიზაციას). ამაში მას დაეხმარა ცნობილი ფიზიკოსი უილიამ ნიკოლი, რომელმაც ერთ დროს გამოიგონა პრიზმა.
რა თქმა უნდა, მაქსველი უცხო არ იყო სხვა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებისთვის და განსაკუთრებული ყურადღება დაუთმო ფილოსოფიის, მეცნიერების ისტორიისა და ესთეტიკის შესწავლას.
1850 წელს იგი შევიდა კემბრიჯში, სადაც ერთ დროს ნიუტონი მუშაობდა, ხოლო 1854 წელს მიიღო აკადემიური ხარისხი. ამის შემდეგ მისი კვლევა ეხებოდა ელექტროენერგიის და ელექტრო დანადგარების სფეროს. და 1855 წელს მას მიენიჭა სამების კოლეჯის საბჭოს წევრობა.
მაქსველის პირველი მნიშვნელოვანი სამეცნიერო ნაშრომი იყო ფარადეის მინდვრის ხაზებზე, რომელიც გამოჩნდა 1855 წელს. ერთ დროს ბოლცმანმა მაქსველის სტატიის შესახებ თქვა, რომ ამ ნაშრომს ღრმა მნიშვნელობა აქვს და აჩვენებს, თუ რამდენად მიზანმიმართულად უახლოვდება ახალგაზრდა მეცნიერი სამეცნიერო მუშაობას. ბოლცმანი თვლიდა, რომ მაქსველს არა მხოლოდ ესმოდა ბუნებისმეტყველების საკითხები, არამედ განსაკუთრებული წვლილი შეიტანა თეორიულ ფიზიკაში. მაქსველმა თავის სტატიაში გამოკვეთა ფიზიკის ევოლუციის ყველა ტენდენცია მომდევნო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში. მოგვიანებით კირხჰოფი, მახი და სხვები იმავე დასკვნამდე მივიდნენ.
როგორ ჩამოყალიბდა კავენდიშის ლაბორატორია?
კემბრიჯში სწავლის დასრულების შემდეგ ჯეიმს მაქსველი დარჩა აქ მასწავლებლად და 1860 წელს გახდა ლონდონის სამეფო საზოგადოების წევრი. პარალელურად გადავიდა ლონდონში, სადაც დაინიშნა ლონდონის უნივერსიტეტის კინგს კოლეჯის ფიზიკის განყოფილების ხელმძღვანელის თანამდებობა. მან ამ თანამდებობაზე 5 წელი იმუშავა.
1871 წელს მაქსველი დაბრუნდა კემბრიჯში და შექმნა პირველი ლაბორატორია ინგლისში ფიზიკის სფეროში კვლევისთვის, რომელსაც ეწოდა კავენდიშის ლაბორატორია (ჰენრი კავენდიშის პატივსაცემად). მაქსველმა სიცოცხლის დარჩენილი ნაწილი მიუძღვნა ლაბორატორიის განვითარებას, რომელიც გახდა სამეცნიერო კვლევის ნამდვილ ცენტრად.
ცოტა რამ არის ცნობილი მაქსველის ცხოვრების შესახებ, რადგან ის არ ინახავდა ჩანაწერებს ან დღიურებს. მოკრძალებული და მორცხვი კაცი იყო. მაქსველი 48 წლის ასაკში გარდაიცვალა კიბოთი.
რა არის ჯეიმს მაქსველის სამეცნიერო მემკვიდრეობა?
მაქსველის სამეცნიერო მოღვაწეობა მოიცავდა ფიზიკის მრავალ სფეროს: ელექტრომაგნიტური ფენომენების თეორია, აირების კინემატიკური თეორია, ოპტიკა, ელასტიურობის თეორია და სხვა. პირველი, რაც ჯეიმს მაქსველს აინტერესებდა, იყო ფერთა ხედვის ფიზიოლოგიისა და ფიზიკის შესწავლა და კვლევა.
მაქსველმა პირველმა მიიღო ფერადი გამოსახულება, რომელიც მიიღეს წითელი, მწვანე და ლურჯი დიაპაზონის ერთდროული პროექციის შედეგად. ამით მაქსველმა კიდევ ერთხელ დაუმტკიცა მსოფლიოს, რომ ხედვის ფერადი გამოსახულება ეფუძნება სამკომპონენტიან თეორიას. ეს აღმოჩენა გახდა ფერადი ფოტოების შექმნის დასაწყისი. 1857-1859 წლებში მაქსველმა შეძლო სატურნის რგოლების სტაბილურობის შესწავლა. მისი თეორია ვარაუდობს, რომ სატურნის რგოლები სტაბილური იქნებიან მხოლოდ ერთი პირობით - ნაწილაკების ან სხეულების ერთმანეთისგან გათიშვა.
1855 წლიდან მაქსველმა განსაკუთრებული ყურადღება დაუთმო მუშაობას ელექტროდინამიკის სფეროში. ამ პერიოდის რამდენიმე სამეცნიერო ნაშრომია: "ფარადეის ძალის ხაზების შესახებ", "ძალის ფიზიკური ხაზების შესახებ", "ტრაქტატი ელექტროენერგიისა და მაგნიტიზმის შესახებ" და "ელექტრომაგნიტური ველის დინამიური თეორია".
მაქსველი და ელექტრომაგნიტური ველის თეორია.
როდესაც მაქსველმა დაიწყო ელექტრული და მაგნიტური ფენომენების შესწავლა, ბევრი მათგანი უკვე კარგად იყო შესწავლილი. შეიქმნა კულონის კანონი, ამპერის კანონი, ასევე დადასტურდა, რომ მაგნიტური ურთიერთქმედება დაკავშირებულია ელექტრული მუხტების მოქმედებასთან. იმდროინდელი მრავალი მეცნიერი იყო გრძელვადიანი მოქმედების თეორიის მომხრე, რომელიც აცხადებს, რომ ურთიერთქმედება ხდება მყისიერად და ცარიელ სივრცეში.
მოკლე დიაპაზონის ურთიერთქმედების თეორიაში მთავარი როლი ითამაშა მაიკლ ფარადეის კვლევამ (XIX საუკუნის 30-იანი წლები). ფარადეი ამტკიცებდა, რომ ელექტრული მუხტის ბუნება ეფუძნებოდა მიმდებარე ელექტრულ ველს. ერთი მუხტის ველი მეზობელს ორი მიმართულებით უკავშირდება. დენები ურთიერთქმედებენ მაგნიტური ველის გამოყენებით. ფარადეის თქმით, მან აღწერა მაგნიტური და ელექტრული ველები ძალის ხაზების სახით, რომლებიც ელასტიური ხაზებია ჰიპოთეტურ გარემოში - ეთერში.
მაქსველი მხარს უჭერდა ფარადეის თეორიას ელექტრომაგნიტური ველების არსებობის შესახებ, ანუ ის იყო მუხტისა და დენის გარშემო წარმოქმნილი პროცესების მომხრე.
მაქსველმა ფარადეის იდეები მათემატიკური ფორმით ახსნა, რაც ფიზიკას ნამდვილად სჭირდებოდა. ველის ცნების შემოღებით კულონისა და ამპერის კანონები უფრო დამაჯერებელი და ღრმა შინაარსიანი გახდა. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კონცეფციაში მაქსველმა შეძლო განეხილა თავად ველის თვისებები. ალტერნატიული მაგნიტური ველის გავლენით ცარიელ სივრცეში წარმოიქმნება ელექტრული ველი ძალის დახურული ხაზებით. ამ მოვლენას მორევის ელექტრული ველი ეწოდება.
მაქსველის შემდეგი აღმოჩენა იყო ის, რომ ალტერნატიულ ელექტრულ ველს შეუძლია წარმოქმნას მაგნიტური ველი, ჩვეულებრივი ელექტრული დენის მსგავსი. ამ თეორიას ეწოდა გადაადგილების დენის ჰიპოთეზა. შემდგომში მაქსველმა გამოთქვა ელექტრომაგნიტური ველების ქცევა თავის განტოლებებში.
მითითება.მაქსველის განტოლებები არის განტოლებები, რომლებიც აღწერს ელექტრომაგნიტურ ფენომენებს სხვადასხვა მედიასა და ვაკუუმ სივრცეში და ასევე ეხება კლასიკურ მაკროსკოპულ ელექტროდინამიკას. ეს არის ლოგიკური დასკვნა, რომელიც გამოტანილია ელექტრული და მაგნიტური ფენომენების კანონებზე დაფუძნებული ექსპერიმენტებიდან.
მაქსველის განტოლებების მთავარი დასკვნა არის ელექტრული და მაგნიტური ურთიერთქმედების გავრცელების სასრულობა, რომელიც განასხვავებდა მოკლე დიაპაზონის მოქმედების თეორიას და შორ მანძილზე მოქმედების თეორიას. სიჩქარის მახასიათებლები მიუახლოვდა სინათლის სიჩქარეს 300000 კმ/წმ. ამან მაქსველს საფუძველი მისცა იმის დასამტკიცებლად, რომ სინათლე არის ფენომენი, რომელიც დაკავშირებულია ელექტრომაგნიტური ტალღების მოქმედებასთან.
მაქსველის აირების მოლეკულური კინეტიკური თეორია.
მაქსველმა წვლილი შეიტანა მოლეკულური კინეტიკური თეორიის შესწავლაში (ახლა ამ მეცნიერებას ე.წ სტატისტიკური მექანიკა). მაქსველი იყო პირველი, ვინც მოიფიქრა ბუნების კანონების სტატისტიკური ბუნების შესახებ. მან შექმნა მოლეკულების სიჩქარით განაწილების კანონი და ასევე მოახერხა აირების სიბლანტის გამოთვლა სიჩქარის ინდიკატორებთან და გაზის მოლეკულების თავისუფალ გზასთან მიმართებაში. ასევე, მაქსველის მუშაობის წყალობით, ჩვენ გვაქვს მთელი რიგი თერმოდინამიკური ურთიერთობა.
მითითება.მაქსველის განაწილება არის სისტემის მოლეკულების სიჩქარის განაწილების თეორია თერმოდინამიკური წონასწორობის პირობებში. თერმოდინამიკური წონასწორობა არის მოლეკულების მთარგმნელობითი მოძრაობის პირობა, რომელიც აღწერილია კლასიკური დინამიკის კანონებით.
მაქსველს ჰქონდა მრავალი სამეცნიერო ნაშრომი, რომლებიც გამოქვეყნდა: "სითბოს თეორია", "მატერია და მოძრაობა", "ელექტროენერგია ელემენტარულ ექსპოზიციაში" და სხვა. მაქსველმა არა მხოლოდ დააწინაურა მეცნიერება იმ პერიოდში, არამედ დაინტერესდა მისი ისტორიით. ერთ დროს მან მოახერხა G. Cavendish-ის ნაწარმოებების გამოქვეყნება, რომელიც მან შეავსო თავისი კომენტარებით.
რა ახსოვს მსოფლიო ჯეიმს კლერკ მაქსველზე?
მაქსველი აქტიურად მუშაობდა ელექტრომაგნიტური ველების შესწავლაზე. მისმა თეორიამ მათი არსებობის შესახებ მსოფლიო აღიარება მხოლოდ მისი გარდაცვალებიდან ათი წლის შემდეგ მიიღო.
მაქსველი იყო პირველი, ვინც მოახდინა მატერიის კლასიფიკაცია და თითოეულს მიანიჭა საკუთარი კანონები, რომლებიც არ შემცირდებოდა ნიუტონის მექანიკის კანონებით.
მაქსველზე ბევრმა მეცნიერმა დაწერა. ფიზიკოსმა რ. ფეინმანმა მასზე თქვა, რომ მაქსველმა, რომელმაც აღმოაჩინა ელექტროდინამიკის კანონები, საუკუნეებს იყურებოდა მომავალში.
ეპილოგი.ჯეიმს კლერკ მაქსველი გარდაიცვალა 1879 წლის 5 ნოემბერს კემბრიჯში. ის დაკრძალეს შოტლანდიის პატარა სოფელში მისი საყვარელი ეკლესიის მახლობლად, რომელიც არც თუ ისე შორს არის მისი ოჯახის მამულიდან.
