Джеймс Клерк Максвелл: біографія

Огляд життя і творчості

Походження і юність. Перша наукова робота (1831-1847)

Джеймс Клерк Максвелл належав до старовинного шотландському роду Клерків з Пеніквіка (англ.Penicuik). Його батько, Джон Клерк Максвелл, був власником фамільного маєтку Міддлбі в Південній Шотландії (друге прізвище Максвелл відображає саме цей факт). Він закінчив Единбурзький університет і був членом адвокатської колегії, але не мав любові до юриспруденції, захоплюючись у вільний час наукою і технікою (він навіть опублікував кілька статей прикладного характеру) і регулярно відвідуючи в якості глядача засідання Единбурзького королівського товариства (англ.Royal Society of Edinburgh). У 1826 році він одружився на Френсес Кей (Frances Cay), дочки судді Адміралтейського суду, що через п'ять років народила йому сина.

Незабаром після народження сина сім'я переїхала з Единбурга в своє занедбаний маєток Міддлбі, де був побудований новий будинок, що отримав назву Гленлер (Glenlair, тобто «барліг у вузькій долині»). Тут Джеймс Клерк Максвелл провів свої дитячі роки, затьмарені ранньою смертю матері від раку. Життя на природі зробила його витривалим і цікавим. З раннього дитинства він проявляв інтерес до навколишнього світу, був оточений різними «науковими іграшками» (наприклад, «магічним диском» - попередником кінематографа, моделлю небесної сфери, дзигою-«дияволом» тощо), багато почерпнув із спілкування зі своїм батьком, захоплювався поезією і зробив перші власні поетичні спроби. Лише в десятирічному віці у нього з'явився спеціально найнятий домашній вчитель, однак таке навчання виявилося неефективним, і в листопаді 1841 Максвелл переїхав до своєї тітки Ізабеллі, сестрі батька, в Единбург. Тут він вступив в нову школу - так звану Единбурзький академію (Edinburgh Academy), що робила наголос на класичну освіту - вивчення латинської, грецької та англійської мов, римської літератури і Священного Писання.

Спочатку навчання не приваблювала Максвелла, проте поступово він відчув до неї смак і став кращим учнем класу. У цей час він захопився геометрією, робив з картону багатогранники. Його розуміння краси геометричних образів зросла після лекції художника Девіда Хея Рамзая про мистецтво етрусків. Роздуми над цією темою призвели Максвелла до винаходу способу малювання овалів. Цей метод, восходивший до робіт Рене Декарта, полягав у використанні шпильок-фокусів, ниток і олівця, що дозволяло будувати кола (один фокус), еліпси (два фокусу) і більш складні овальні фігури (більша кількість фокусів). Ці результати були докладені професором Джеймсом Форбсом (англ.James David Forbes) на засіданні Единбурзького королівського товариства і потім опубліковані в його «Працях». За час навчання в академії Максвелл близько зійшовся з однокласником Льюїсом Кемпбеллом (англ.Lewis Campbell), згодом відомим філологом-класицистом і біографом Максвелла, і майбутнім відомим математиком Пітером Гатрі Тетом, які навчались класом нижче.

Единбурзький університет. Фотопружний (1847-1850)

У 1847 році термін навчання в академії закінчився, і в листопаді Максвелл вступив до Единбурзького університету, де слухав лекції фізика Форбса, математика Філіпа Келланда (англ.Philip Kelland), філософа Уїльяма Гамільтона (англ.Sir William Hamilton); вивчав численні праці з математики, фізики, філософії, ставив досліди з оптики, хімії, магнетизму. За час навчання Максвелл підготував статтю про кривих кочення, однак основну увагу він приділяв вивченню механічних властивостей матеріалів за допомогою поляризованого світла. Ідея цього дослідження перегукується з його знайомству навесні 1847 року з відомим шотландським фізиком Вільямом Ніколем (англ.William Nicol), який подарував йому два поляризаційних приладу своєї конструкції (призми Ніколя). Максвелл зрозумів, що поляризоване випромінювання можна використовувати для визначення внутрішніх напруг навантажених твердих тіл. Він виготовляв моделі тіл різних форм з желатину і, піддаючи їх деформацій, спостерігав в поляризованому світлі кольорові картини, що відповідали кривим напрямків стиснення і розтягування. Порівнюючи результати своїх дослідів з теоретичними розрахунками, Максвелл перевірив багато старих і вивів нові закономірності теорії пружності, в тому числі в тих випадках, які були занадто складні для розрахунку. Всього він вирішив 14 завдань про напруження всередині порожнистих циліндрів, стрижнів, круглих дисків, порожніх сфер, плоских трикутників, зробивши, таким чином, істотний внесок у розвиток методу фотоупругості. Ці результати також представляли значний інтерес для будівельної механіки. Максвелл доповів їх в 1850 році на одному із засідань Единбурзького королівського товариства, що стало свідченням першого серйозного визнання його праць.

Комментарии