МАКСВЕЛЛ, ДЖЕЙМС КЛЕРК

(1831-1879) английский физик, создатель теории электромагнитного поля

Джеймс Клерк Максвелл родился в 1831 году в состо­ятельной дворянской семье, принадлежавшей к знатно­му и старинному шотландскому роду Клерков. Его отец Джон Клерк, принявший фамилию Максвелл, был юрис­том. Он проявлял большой интерес к естествознанию, был человеком с разносторонними культурными интересами, путешественником, изобретателем и ученым. Детство Джеймса прошло в Гленлэре — живописном уголке, рас­положенном в нескольких милях от залива Ирландского моря.

Джеймс очень любил переделывать вещи, улучшая их конструкцию, мастерить, рисовать, умел вязать и выши­вать. Его природная любознательность и склонность к уединенным размышлениям находили полное понимание у его родных и особенно у отца. Дружбу с отцом Джеймс пронес через всю жизнь, и, став взрослым, он скажет, что величайшая удача в жизни — иметь добрых и мудрых ро­дителей. Мальчик рано потерял мать: в 1839 году она умерла, не перенеся тяжелой операции.

В 1841 году в возрасте 10 лет Джеймс поступает в Эдинбургскую академию — среднее учебное заведение типа классической гимназии. До пятого класса он учился без особого интереса, много болел. В пятом классе маль­чик увлекся геометрией, начал мастерить модели геомет­рических тел и придумывать свои методы решения задач. В 1846 году, когда ему не было и 15 лет, он написал свою первую научную работу — «О черчении овалов и об ова­лах со многими фокусами», напечатанную впоследствии в трудах Эдинбургского королевского общества. Этой юношеской работой открывается двухтомное собрание научных статей Максвелла.

В 1847 году, не закончив гимназии, он поступил в Эдинбургский университет. К этому времени Джеймс ув­лекся опытами по оптике, химии, магнетизму, много за­нимался физикой и математикой. В 1850 году он высту­пил перед членами Королевского общества с докладом «0 равновесии упругих тел», в котором доказал известную теорему, названную «теоремой Максвелла».

В 1850 году Джеймс перевелся в Кембриджский уни­верситет, в знаменитый Тринити-колледж, где в свое вре­мя учился Исаак Ньютон. Важную роль в формировании научного мировоззрения молодого человека сыграло его общение с учеными колледжа, в первую очередь с Джор­джем Стоксом и Уильямом Томсоном (Кельвином). Кро­потливое изучение работ Майкла Фарадея по электриче­ству указало путь его собственным дальнейшим исследо­ваниям.

В 1854 году Максвелл закончил Кембриджский уни­верситет, получив вторую награду — премию Смита, при­суждавшуюся за победу на труднейшем математическом экзамене. Первую награду он уступил Раусу — будуще­му известному механику и математику. Сразу же после окончания университета началась его преподавательская деятельность в Тринити-колледже. Максвелл читает лек­ции по гидравлике и оптике, занимается исследованиями по теории цвета. В 1855 году он посылает в Эдинбургское королевское общество доклад «Опыты по цвету», разра­батывает теорию цветного зрения. Как свидетельствова­ли современники, Джеймс Максвелл не был блестящим преподавателем, но относился к своим педагогическим обязанностям очень добросовестно. Его истинной страс­тью были научные исследования.

К этому времени у него пробудился интерес к пробле­мам электричества и магнетизма, и в 1855-1856 годах он закончил свою первую работу в этой области — «О фарадеевых силовых линиях». В ней уже намечаются основ­ные черты его будущего великого труда. С 1855 года уче­ный состоит в Эдинбургском королевском обществе.

В 1856 году профессор Дж.Максвелл едет работать на кафедру натурфилософии Абердинского университета в Шотландии, где остается до 1860 года. В 1857 году он по­сылает свою статью по электромагнетизму Майклу Фарадею, очень тронувшую того. Фарадей поразился силе таланта молодого ученого. В этот период Максвелл па­раллельно с проблемами электромагнетизма занимается решением научных вопросов и в других областях. Он при­нимает участие в конкурсе Кембриджского университе­та, посвященном устойчивости колец Сатурна, и представ­ляет на конкурс работу «Об устойчивости колец Сатур­на», в которой показывает, что кольца не являются твер­дыми или жидкими, а представляют собой рой метеори­тов. Эта работа была названа одним из замечательных приложений математики, а ученый получил почетную премию Адамса.

Джеймс Максвелл является одним из создателей кинетической теории газов. В 1859 году он установил ста­тистический закон распределения молекул газа, находя­щегося в состоянии теплового равновесия, по скоростям, получивший название распределения Максвелла.

С 1860 по 1865 год Максвелл является профессором физики Кингс-Колледжа в Лондонском университете Здесь он впервые встретился со своим кумиром — Майк­лом Фарадеем. который был уже стар и болен.

Избрание Дж.Максвелла в 1861 году членом Королев­ского общества в Лондоне стало признанием важности его научных трудов, среди которых следует отметить две важ­ные статьи по электромагнетизму: «О физических сило­вых линиях» (1861-1862) и «Динамическая теория элек­тромагнитного поля» (1864-1865). В последней работе изложена теория электромагнитного поля, которую он сформулировал в виде системы нескольких уравнений — уравнений Максвелла, выражающих все основные зако­номерности электромагнитных явлений. Также в ней да­ется представление о свете как электромагнитных волнах.

Теория электромагнитного поля является самым боль­шим научным достижением Джеймса Максвелла, она оз­наменовала собой начало нового этапа в физике. Большин­ство ученых исключительно высоко оценили теорию Мак­свелла, ставшего одним из ведущих физиков мира.

В 1865 году во время верховой езды с ним произошел несчастный случай. Перенеся тяжелое заболевание, он оставил кафедру в Лондонском университете и переехал в родной Гленлэр, в свое поместье, где на протяжении шес­ти лет (до 1871 года) продолжал исследования по теории электромагнетизма и теплоты. Результаты его работы были опубликованы в 1871 году в труде «Теория теплоты».

В 1871 году на средства потомка известного английс­кого ученого XVIII века Генри Кавендиша — герцога Кавендиша — была учреждена кафедра экспериментальной физики в Кембриджском университете, первым профес­сором которой был приглашен Максвелл. Вместе с кафед­рой он принял и лабораторию, строительство которой только что началось под его наблюдением и руководством. Это была будущая знаменитая Кавендишская лаборато­рия — научный и исследовательский центр, прославив­шийся впоследствии на весь мир. 16 июня 1874 года со­стоялось торжественное открытие Кавендишской лабора­тории, которую Максвелл возглавлял до конца своей жиз­ни. Впоследствии ее возглавляли Дж.Рэлей, Д.Д.Томсон, Э.Резерфорд, У.Брэгг.

Джеймс Максвелл был прекрасным руководителем лаборатории и имел непререкаемый авторитет среди со­трудников. Он отличался большой простотой, мягкостью и искренностью в общении с людьми, всегда был принци­пиален и активен, ценил и любил юмор.

В Кавендише Максвелл вел большую научную и педа­гогическую работу. В 1873 году выходит в свет его «Трак­тат об электричестве и магнетизме», подводящий итог его исследованиям в этой области и ставший вершиной его научного творчества. Восемь лет он отдал «Трактату», а последние пять лет жизни посвятил обработке и изданию неопубликованных трудов Генри Кавендиша, в честь ко­торого была названа лаборатория. Два больших тома ра­бот Кавендиша со своими комментариями Максвелл опуб­ликовал в 1879 году.

Он никогда не проявлял себялюбия и обидчивости, не стремился к славе и всегда спокойно принимал критику в свой адрес. Его спутниками всегда были самообладание и выдержка. Даже когда он тяжело заболел и испытывал мучительные боли, он оставался уравновешенным и спо­койным. Ученый мужественно встретил слова врача о том, что ему осталось жить не более месяца.

Джеймс Клерк Максвелл скончался 5 ноября 1879 года от рака в возрасте сорока восьми лет. Врач, лечивший его, пишет в своих воспоминаниях, что Джеймс мужественно переносил болезнь. Он испытывал невероятные боли, но никто из окружающих даже не догадывался об этом. До самой смерти он мыслил четко и ясно, прекрасно созна­вая близкую кончину и сохраняя полное спокойствие.