Джеймс Клерк Максвелл: биография

В іншому своєму листі він так сформулював принцип своєї наукової роботи і життя взагалі:

n

n

Ось мій великий план, який задуманий вже давно, і який раз помирає, то повертається до життя і поступово стає все більш нав'язливим ... Основне правило цього плану - вперто не залишати нічого невивченим. Ніщо не повинно бути «святою землею», священної Непорушною Правдою, позитивної або негативної.

n

n

У січні 1854 Максвелл здав підсумковий триступеневий іспит з математики (Mathematical Tripos) і, посівши друге місце в списку студентів (Second Wrangler), отримав ступінь бакалавра. У наступному випробуванні - письмовому математичному дослідженні на здобуття традиційної премії Сміта - він розв'язав задачу, запропоновану Стоксом і стосувалася докази теореми, яка нині називається теоремою Стокса. За підсумками цього випробування він розділив премію зі своїм однокурсником Едвардом Раусом (англ.Edward Routh).

Після здачі іспиту Максвелл вирішив залишитися в Кембриджі для підготовки до професорського звання. Він займався з учнями, приймав іспити в Челтенхем-коледжі, заводив нових друзів, продовжував співпрацювати з Робочою коледжем, за пропозицією редактора Макміллана почав писати книгу з оптики (вона так і не була закінчена), а у вільний час відвідував в Гленлер батька, здоров'я якого різко погіршився. До цього ж часу відноситься жартівливе експериментальне дослідження з «котоверченію», яке увійшло в кембриджський фольклор: його метою було визначення мінімальної висоти, падаючи з якою, кішка стає на чотири лапи.

Проте головним науковим інтересом Максвелла в цей час була робота по теорії кольорів. Вона бере початок у творчості Ісаака Ньютона, який дотримувався ідеї про сім основних кольорах. Максвелл виступив як продовжувач теорії Томаса Юнга, який висунув ідею трьох основних кольорів і зв'язав їх з фізіологічними процесами в організмі людини. Важливу інформацію містили свідоцтва хворих колірною сліпотою, або на дальтонізм. У експериментах по змішуванню кольорів, багато в чому незалежно повторювали досліди Германа Гельмгольца, Максвелл застосував «кольорової дзига», диск якого був розділений на пофарбовані в різні кольори сектори, а також «кольорової ящик», розроблену ним самим оптичну систему, яка дозволяла змішувати еталонні кольору. Подібні пристрої використовувалися і раніше, проте лише Максвелл почав отримувати з їх допомогою кількісні результати і досить точно передбачати виникають в результаті змішування кольору. Так, він продемонстрував, що змішання синього і жовтого кольорів дає не зелений, як часто вважали, а рожевий відтінок. Досліди Максвелла показали, що білий колір не може бути отриманий шляхом змішування синього, червоного та жовтого, як вважали Девід Брюстер і деякі інші вчені, а основними кольорами є червоний, зелений і синій. Для графічного представлення квітів Максвелл, слідуючи Юнгом, використовував трикутник, точки всередині якого означають результат змішання основних кольорів, розміщених у вершинах фігури.

До років роботи в Кембриджі відноситься і перший серйозний інтерес Максвелла до проблеми електрики. Незабаром після здачі іспиту, в лютому 1854 року, він звернувся до Уїльяма Томсону з проханням порекомендувати літературу з цієї тематики і порядок її читання. У той час, коли Максвелл приступив до дослідження електрики і магнетизму, існували два погляди на природу електричних і магнітних ефектів. Більшість континентальних вчених, таких як Андре Марі Ампер, Франц Нейман (англ.Franz Ernst Neumann) і Вільгельм Вебер, дотримувалися концепції дальнодії, розглядаючи електромагнітні сили як аналог гравітаційного тяжіння між двома масами, які миттєво взаємодіють на відстані . Електродинаміка, розвинена цими фізиками, представляла собою оформилася і строгу науку. З іншого боку, Майкл Фарадей, першовідкривач явища електромагнітної індукції, висунув ідею силових ліній, які з'єднують позитивний і негативний електричні заряди або північний і південний полюси магніту. Згідно Фарадею, силові лінії заповнюють весь довколишній простір, формуючи поле, і обумовлюють електричні і магнітні взаємодії. Максвелл не міг прийняти концепцію дії на відстані, вона суперечила його фізичної інтуїції, тому незабаром він перейшов на позиції Фарадея: