Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ (James Clerk Maxwell)...

Σαν σήμερα… 5 Νοέμβρη 1879, έφυγε από τη ζωή ένας εξαίρετος επιστή-

μονας, ο σπουδαίος φυσικός Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ (James Clerk Maxwell)...

Όσοι θέλετε μπορείτε να διαβάσετε την αναλυτική του βιογραφία.

Η παρακάτω ανάρτηση, αποτελεί λήμμα από το απόσπασμα βιογραφιών, το οποίο περιλαμβάνεται στο υπό έκδοση τρίτομο έργο μου… «Εγκυκλοπαιδικό λεξικό των αστερισμών, των άστρων και των αντικειμένων του βαθέος ουρανού».

Maxwell James Clerk  (Μάξγουελ Τζέιμς Κλερκ) (1831 - 1879).
                         
Σκωτσέζος φυσικός, του οποίου οι σημαντικές ανακαλύψεις άνοιξαν νέους δρόμους 
για την παραπέρα εξέλιξη της φυσικής επιστήμης. 
Ο Maxwell θεωρείται από πολλούς, ως ένας από τους τρεις μεγαλύτερους φυσικούς 
όλων των εποχών. Οι άλλοι δύο είναι, ο Isaac Newton και ο Albert Einstein.

Μέχρι το 1820, οι φυσικοί πίστευαν πως ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός αποτελού-
σαν δύο διαφορετικά φαινόμενα. Εκείνη την περίοδο, ο Δανός φυσικός και χημικός Hans Christian Oersted (1777 - 1851 κ.ε), εκτελώντας ένα πείραμα, πρόσεξε πως όταν πλησίαζε μία πυξίδα σε έναν αγωγό από τον οποίο περνούσε ηλεκτρικό ρεύμα, τότε 
η μαγνητική βελόνα προσανατολιζόταν παράλληλα στον αγωγό. Ο Oersted κατάλαβε 
πως κάτι διαφορετικό συμβαίνει και υποψιάστηκε πως ίσως ο ηλεκτρισμός και ο μαγ- νητισμός δεν ήταν και τόσο διαφορετικά φυσικά φαινόμενα, μιας και διαπίστωσε 
πως μέσω του ηλεκτρισμού παράγεται μαγνητισμός. 
Δεν πρότεινε όμως κάποια ικανοποιητική εξήγηση για το φαινόμενο, ούτε και προσ-
πάθησε να το αναπαραστήσει μαθηματικά. Απλά μετά από λίγο καιρό δημοσίευσε το αποτέλεσμα του πειράματός του, το οποίο στην ιστορία της φυσικής είναι γνωστό ως «πείραμα του Oersted».
Στη συνέχεια, ο Άγγλος αυτοδίδακτος φυσικός και χημικός Michael Faraday (1791 - 
1867) επανέλαβε το πείραμα του Oersted και 10 χρόνια αργότερα, το 1831, εκτελών-

τας ένα δικό του πείραμα, διαπίστωσε πως μπορούσε να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα 

με τη χρήση μαγνητών.

Το 1872, ο James Clerk Maxwell, δημοσίευσε την επιστημονική του εργασία «A Treatise 
on Electricity and Magnetism», δηλαδή «Πραγματεία πάνω στον Ηλεκτρισμό και το Μαγνητισμό», στην οποία παρουσιάστηκαν οι περίφημες «Εξισώσεις Maxwell». 
Ο Maxwell στηρίχθηκε κυρίως στο νόμο για την ηλεκτρική επαγωγή του Faraday, στους νόμους του Ampère και του Gauss και ανέπτυξε τη θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, προσδίδοντας στους παραπάνω νόμους μαθηματική βάση. Οι τέσσερις αυτές εξι- σώσεις, περιγράφουν την συμπεριφορά των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων και τις αλληλοεπιδράσεις τους πάνω στην ύλη. 
Περιγράφουν δηλαδή το πως τα ηλεκτρικά φορτία παράγουν ηλεκτρικά πεδία (νόμος του Gauss ), την πειραματική απουσία μαγνητικών μονοπόλων, το πως τα ηλεκτρικά ρεύματα και τα μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά πεδία παράγουν μαγνητικά πεδία (νόμος του Ampère) 
και το πως η μεταβολή ενός μαγνητικού πεδίου παράγει ηλεκτρικά πεδία (νόμος του Fara-day για την επαγωγή). Ο Maxwell απέδειξε έτσι και μαθηματικά, πως η σπίθα που περνάει 
μεταξύ δύο ηλεκτροδίων και η έλξη μεταξύ δύο μαγνητών, είναι διαφορετικές πλευρές της ίδιας ακριβώς δύναμης, του ηλεκτρομαγνητισμού. 
Οι τέσσερις «Εξισώσεις Maxwell», συμπληρωμένες με την «εξίσωση συνέχειας» του ηλεκ-τρικού ρεύματος, αποτελούν τις πέντε θεμελιώδεις εξισώσεις της ηλεκτρομαγνητικής θεω-
ρίας, οι οποίες περιγράφουν όλα τα ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα. 
Η επίλυση αυτών των εξισώσεων έπεισε τον Maxwell, πως ο ηλεκτρομαγνητισμός θα μπο-ρούσε να ταξιδέψει στο Σύμπαν με τη μορφή κυμάτων. Υπολογίζοντας, την ταχύτητα αυ-
τών των κυμάτων, ο Maxwell διατύπωσε μια τιμή, η οποία ήταν σχεδόν ίση με αυτή της ταχύτητας του φωτός. 
Έτσι έγινε ο πρώτος άνθρωπος που κατανόησε την αληθινή φύση του φωτός και αυτό γιατί το φως, κατά τον Maxwell, δεν είναι τίποτε άλλο, παρά κύματα εναλλασσόμενης ηλεκτρικής και μαγνητικής ενέργειας και η διάδοσή του εξηγείται ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα. 
Την κυματική φύση του φωτός είχε προβλέψει, διακόσια περίπου χρόνια πριν, ο Ολλανδός φυσικός και μαθηματικός Christiaan Huygens (1629 - 1695), αλλά δεν μπόρεσε ποτέ να 

τη θεμελιώσει.

Λίγα χρόνια μετά το θάνατο του Maxwell, ο Γερμανός φυσικός Heinrich Rudolf Hertz 
(1857 - 1894), επιβεβαίωσε την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του. Κατά τη διάρκεια πειρα-μάτων, από το1886 έως το 1889, παρήγαγε και μελέτησε ηλεκτρομαγνητικά κύματα, γνωστά επίσης ως ερτζιανά κύματα, ή ραδιοκύματα. Κατέδειξε ότι αυτά είναι μακρά, 

εγκάρσια κύματα που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός και μπορούν να απεικο-νιστούν, να διαθλαστούν, και να πολωθούν όπως το φως. 
Ο ηλεκτρομαγνητισμός ήταν πλέον γεγονός! 

Η ενοποίηση όλων των γνωστών δυνάμεων της φύσης σε μια ενιαία θεμελιώδη θεωρία 
των Πάντων (theory of Everyt-hing), αβίαστα μπορούμε να πούμε πως ξεκίνησε από τον Maxwell.
Ο μεγάλος Αμερικανός φυσικός του 20ου αιώνα, Richard Phillips Feynman, είπε για την ανακάλυψη του ηλεκτρομαγνητισμού : «μετά από δέκα χιλιάδες χρόνια, το πιο ση- μαντικό γεγονός του 19 ου αιώνα, σίγουρα θα θεωρείται η ανακάλυψη από τον Maxwell, των νόμων της ηλεκτροδυναμικής. Ο Αμερικάνικος εμφύλιος θα ωχ-
ρεί, ως ένα ασήμαντο, επαρχιώτικο γεγονός».
Επίσης λέγεται, πως όταν ο Ludwig Boltzmann μελέτησε μαθηματικές εξισώσεις του 

Maxwell για τον ηλεκτρομαγνητισμό, δήλωσε με μεγάλη έκπληξη και θαυμασμό :  
«Αυτές τις εξισώσεις μόνο ένας θεός μπορεί να τις έγραψε». 

Δεν ήταν όμως μόνο αυτή η προσφορά του James Clerk Maxwell στις φυσικές επιστήμες. Ασχολήθηκε ενεργά με τη κινητική θεωρία αερίων, η οποία βασίζεται στη γνωστή κατα-

νομή  Boltzmann - Maxwell, η οποία προέκυψε μέσα από ανεξάρτητες εργασίες των δύο φυσικών. Η κατανομή  Boltzmann - Maxwell περιγράφει τις ταχύτητες των σωματιδίων 
στα αέρια, τα μόρια των οποίων δεν αλληλοεπιδρούν συνεχώς μεταξύ τους, αλλά κινούνται ελεύθερα μεταξύ μικρών συγκρούσεων.  Περιγράφει ακόμα την την πιθανότητα, ένα σω-ματιδίο με ταχύτητα α (το μέγεθος του διανύσματος της ταχύτητάς του), να είναι κοντά 
σε μια δεδομένη τιμή, ως συνάρτηση της θερμοκρασίας του συστήματος.
Το 1855, σε ηλικία 24 χρονών, δημοσίευσε την εργασία του «On Faraday's Lines of Force», 

με την οποία μαθηματικοποίησε τις εικόνες των δυναμικών γραμμών του καθηγητή του 
Michael Faraday.
Το 1870, μελέτησε, μέσω μαθηματικής ανάλυσης, την κίνηση των δακτυλίων του πλανήτη Κρόνου και κατέληξε στο συμπέρασμα πως παραμένουν σταθεροί, επειδή αποτελούνται από περιστρεφόμενα σωματίδια και δεν είναι στερεά ενιαία σώματα, γιατί τότε θα έπρεπε 

να είχαν διαλυθεί από τη βαρυτική έλξη του πλανήτη.
Ο Maxwell συνέβαλε επίσης αποφασιστικά στην εξέλιξη του κλάδου της οπτικής και στην αντίληψη των χρωμάτων.
Περίπου 150 χρόνια πριν, ο Isaac Newton είχε χρησιμοποιήσει ένα πρίσμα για να δείξει 
ότι το λευκό φως συγκεντρώνει όλα τα χρώματα του φάσματος. Οι ζωγράφοι, όμως, γνώ-ριζαν ότι αν αναμείξουν όλα τα χρώματα στις παλέτες τους, δεν θα έβγαινε το άσπρο. 
Ο Maxwell έλυσε αυτό το παράδοξο, αποδεικνύοντας ότι η μίξη των χρωμάτων του φωτός είναι τελείως διαφορετική από τη μίξη των χρωστικών ουσιών. Η κόκκινη μπογιά φαίνεται κόκκινη επειδή απορροφά όλα τα χρώματα στο λευκό φως, εκτός από το κόκκινο, το οποίο 

το αντανακλά. 
Η μίξη χρωστικών ουσιών απλά συνδυάζει την αφαίρεση του χρώματος από το λευκό φως. 

Η ανάμιξη, όμως, χρωματιστών δίνει ένα καθαρό, ανοιχτό χρώμα. 
Για να αποδείξει τις απόψεις του, τράβηξε φωτογραφίες ενός κομματιού ταρτάν μέσω φίλ-τρων τριών χρωμάτων (κόκκινο, πράσινο και μπλε) και έδειξε ότι ο συνδυασμός αυτός αιχ-μαλώτιζε με ακρίβεια τα χρώματα. 
Αυτή η εικόνα ήταν ο προάγγελος της έγχρωμης φωτογραφίας, αλλά και του συστήματος 

RGB (red-green-blue), που σήμερα χρησιμοποιείται στις έγχρωμες τηλεοράσεις.
Ακόμα θεωρείται ο εμπνευστής της θεωρίας ελέγχου, ενός κλάδου της μηχανικής και των μαθηματικών , που ασχολείται με τη συμπεριφορά των δυναμικών συστημάτων.

Ο James Clerk Maxwell γεννήθηκε στο Εδιμβούργο (Edinburgh) και καταγόταν από εύπο-

ρη οικογένεια. Αυτό τον βοήθησε να αποκτήσει πολύπλευρες γνώσεις και να λάβει πολυετή και πλήρη κλασική και φυσικομαθηματική μόρφωση. 
Από μικρός ανέπτυξε ενδιαφέρον για τα μαθηματικά και ιδιαίτερα για τη γεωμετρία, αλλά 

και για τις υπόλοιπες φυσικές επιστήμες. Σε ηλικία μόλις 14 ετών, δημοσίευσε το πρώτο του ερευνητικό μαθηματικό σύγγραμμα. 
Τελειώνοντας τις σπουδές του, ειδικεύτηκε στη θεωρητική φυσική, ενώ συνέχισε να δημο-σιεύει πολλές εργασίες του, να δίνει διαλέξεις και να ασχολείται ατέλειωτες ώρες με διά- 

φορα πειράματα. 
Στη συνέχεια διετέλεσε καθηγητής στο κολέγιο Marischal, στο Αμπερντήν (Aberdeen), 
από το 1856 έως το 1860,  στο Βασιλικό Κολλέγιο του Λονδίνου (King's College London), 
από το 1860 έως το 1865 και το 1871 διορίστηκε πρώτος καθηγητής πειραματικής φυσικής 

στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ (Cambridge).
Ο James Clerk Maxwell πέθανε στο Κέιμπριτζ (Cambridge), σε ηλικία 48 ετών, το 1879, 
από καρκίνο στην κοιλιακή χώρα.
Μετά το θάνατό του, η διεθνής επιστημονική κοινότητα τον τίμησε όπως του άξιζε. 
Δόθηκε το όνομά του, σε μία οροσειρά του πλανήτη Αφροδίτη (Maxwell Montes), σε ένα δαχτύλιο του Κρόνου (Maxwell Gap), στο μεγαλύτερο επίγειο τηλεσκόπιο μικροκυμάτων (James Clerk Maxwell Telescope) (JCMT), καθώς σε αρκετά πανεπιστημιακά κτίρια.
Η συνολική εκτίμηση του επιστημονικού έργου του James Clerk Maxwell, νομίζουμε πως απεικονίζεται καθαρά στα λόγια του Albert Einstein, ο οποίος είπε : «το έργο του Maxwell, είναι το πιο εμβριθή και το πιο γόνιμο που η φυσική βίωσεαπό την

 εποχή του Newton».

Κοσμάς Λεοντιάδης