Μάξγουελ, Τζέιμς Κλερκ

(James Clerk Maxwell, Εδιμβούργο 1831 – Κέιμπριτζ 1879). Άγγλος φυσικομαθηματικός. Είχε φανερώσει δείγματα ιδιαίτερης ευφυΐας από πολύ μικρή ηλικία (ήταν 14 ετών όταν παρουσίασε την πρώτη του εργασία). Ακολούθησε μαθήματα πρώτα στο πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και συνέχισε στο Trinity College του Κέιμπριτζ. Δίδαξε για λίγο διάστημα σε μία μέση σχολή, αλλά αναδείχθηκε ως φυσικομαθηματικός όταν βραβεύτηκε για μία μελέτη του επί της ευσταθείας των δακτυλίων του Κρόνου. Το 1860 ονομάστηκε καθηγητής στο King’s College του Λονδίνου, όπου συναντήθηκε με μεγάλους φυσικούς της εποχής του και οι επαφές του με τον Φάραντεϊ υπήρξαν ιδιαίτερης σημασίας. Αργότερα αποσύρθηκε σε μία έπαυλη κοντά στο Λονδίνο, αλλά το 1871 δέχτηκε την έδρα της φυσικής στο πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και τη διεύθυνση των Εργαστηρίων Κάβεντις. Το πιο γνωστό τμήμα του έργου του είναι αυτό επί της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας του φωτός, το οποίο και σημειώνεται ως παράδειγμα της ισχύος των μαθηματικών στις εφαρμογές τους κατά τη μελέτη της φύσης. Ο M., ξεκινώντας από τους νόμους του Φάραντεϊ και του Λαπλάς και εισάγοντας τη βασική υπόθεση της ύπαρξης ρευμάτων μετατόπισης, πέτυχε με μαθηματικούς υπολογισμούς μία τριάδα διαφορικών εξισώσεων, οι οποίες συνδέουν μεταξύ τους τις τρεις συνιστώσες της έντασης του μαγνητικού πεδίου και τις τρεις συνιστώσες της έντασης του ηλεκτρικού, καθώς και μία δεύτερη τριάδα, η οποία προσδιορίζει μεταξύ ορισμένων συνθηκών τις ιδιότητες του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου μαζί με την πρώτη. Ο Φάραντεϊ έκανε πειράματα το 1845, τα οποία και απέδειξαν ότι η δράση ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου προκαλεί απόκλιση στο επίπεδο πόλωσης του φωτός, υποδεικνύοντας έτσι την ύπαρξη ενός δεσμού μεταξύ φωτεινών και μαγνητικών φαινομένων· ο γνωστός δεσμός μεταξύ ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων καθιστούσε πολύ πιθανή την ύπαρξη ενός δεσμού μεταξύ φωτεινών και ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων. Από τον τύπο του Κουλόμπ για τις δράσεις μεταξύ ηλεκτροστατικών φορτίων προκύπτει ότι η δύναμη που δρα μεταξύ δύο φορτίων κάτω από τις αυτές συνθήκες, είναι ανάλογη προς την τετραγωνική ρίζα της διηλεκτρικής σταθεράς του παρεμβαλλόμενου μέσου. Ο Μ. απέδειξε ότι ο δείκτης διάθλασης των φωτεινών κυμάτων σε ένα μέσον ως προς το κενό ισούται προς την τετραγωνική ρίζα της διηλεκτρικής σταθεράς του μέσου (πειραματικά ακριβές για τα αέρια, αλλά ανακριβές για όλα τα άλλα μέσα). Με βάση αυτήν την αναλογία συμπεριφοράς μεταξύ ηλεκτρομαγνητικών δράσεων και φωτεινών κυμάτων, ο Μ. οδηγήθηκε να διατυπώσει την ύπαρξη ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος, που έχει την ίδια φύση με τα φωτεινά κύματα. Η ύπαρξη του ηλεκτρομαγνητικού κύματος επαληθεύτηκε πειραματικά από τον Χάινριχ Χερτς, ο οποίος απέδειξε ακόμα ότι οι ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές διαδίδονται, όπως το φως, μέσω εγκάρσιων κυμάνσεων. Με τις διαδοχικές και επιτυχείς εφαρμογές των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στις ασύρματες και στις τηλεοπτικές διαβιβάσεις, ο Μ. έμεινε στην ιστορία της επιστήμης ως επινοητής της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας του φωτός. Εξίσου σημαντικές από θεωρητική άποψη είναι και οι μελέτες του επί της θεωρίας των αερίων, όπου εισήγαγε τον υπολογισμό της στατιστικής πιθανότητας, φτάνοντας από τον νόμο της στατιστικής κατανομής των ταχυτήτων των μορίων ενός αερίου στον προσδιορισμό του μέσου δρόμου των μορίων και του συντελεστή εσωτερικής τριβής των αερίων. Ο Μ. πραγματοποίησε επίσης μελέτες επί της τριχρωμίας, επιλέγοντας ως βασικά χρώματα το ερυθρό, το πράσινο και το μπλε. Υπήρξε ο πρώτος που σκέφτηκε να εξερευνήσει την κίνηση της Γης ως προς τον κοσμικό αιθέρα. Μάξγουελ, δαίμονας του-. Ο βασικός χαρακτήρας μίας υπόθεσης του Μ., η οποία διατυπώθηκε το 1871 σχετικά με τη δυνατότητα παραβίασης του δεύτερου θερμοδυναμικού νόμου. Η διάταξη που επινόησε ο Μ. θα μπορούσε να προσωποποιηθεί ως ένα πλάσμα με μοναδική ασχολία το να ανοίγει και να κλείνει μία πόρτα πάνω σε ένα διάφραγμα που χωρίζει σε δύο τμήματα ένα δοχείο με αέριο σε ομοιόμορφη θερμοκρασία. Η πόρτα ανοίγει για να επιτρέψει στα γρήγορα μόρια να κινηθούν, λόγου χάριν, από τα αριστερά στα δεξιά μέσα από το διάφραγμα. Με αυτόν τον τρόπο και χωρίς κατανάλωση εξωτερικού έργου, το αέριο στα δεξιά του διαφράγματος θα μπορεί να γίνει θερμότερο από πριν και το αέριο στα αριστερά ψυχρότερο. Αυτή η υποτιθέμενη παραβίαση του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής δεν έχει υλική βάση και είναι, επομένως, πολύ απίθανο να συμβεί στην πραγματικότητα. Η άποψη του Μ. κρίθηκε ως εσφαλμένη κατά τα μέσα του 20ού αι.