من هو جيمس ماكسول ؟
جيمس كلارك ماكسويل.. عالم الفيزياء بريطاني

ولد جيمس كلارك ماكسويل 13 يونيو 1831 – 5 نوفمبر 1879 كان عالم فيزياء بريطانى شهير لما أسهم به من معادلات مهمة التى تفسر ظهور الموجات الكهرومغناطيسية.
يعتبر كثير من علماء الفيزياء أن ماكسويل هو أكثر علماء القرن التاسع عشر تأثيرا على علم الفيزياء، ويضاهى الكثير منهم هذا التأثير بتأثير نيوتن وأينشتاين وفى تصويت حول أعظم الفيزيائيين على مر التاريخ جرى فى نهاية الألفية الثانية واشترك فيه 100 من أبرز علماء الفيزياء جاء ماكسويل فى المركز الثالث بعد نيوتن وأينشتاين مباشرة.
وقد وصف أينشتاين نفسه إنجازات ماكسويل العلمية خلال احتفال بمئوية مولد ماكسويل بأنها “الأعمق والأكثر نفعاً لعلم الفيزياء منذ عصر نيوتن وكان أينشتاين يعلق صورة ماكسويل على جدار مكتبه، إلى جوار صور مايكل فاراداى ونيوتن.
ولد في سنة 1831 في مدينة ادنبرة باسكتلندا وكان شديد الاهتمام بالفيزياء التحق بجامعة إدنبرة سنة 1847، وعندما واتته الفرصة لحضور المحاضرات بجامعة كمبردج بعد انتهائه من الفصل الدراسي الأول، قرر استكمال دراسته في كمبردج، حيث درس على يد كبار أساتذة الجامعة ومنهم السير وليم هاملتون (1788 ـ 1856) الذى درسه المنطق والميتافيزيقا، وفيليب كيلاند (1808 ـ 1879) الذى درسه الرياضيات وجيمس فوربس (1809 ـ 1868) الذى درسه الفلسفة الطبيعية (وهى الفيزياء والكيمياء بلغة ذلك الزمن) وعندما كان ماكسويل فى الثامنة عشرة من عمره، قدم ورقتين بحثيتين للجمعية الملكية بإدنبرة، إحداهما كانت “عن توازن الجوامد المرنة” والثانية عن “المنحنيات الدوارة”. وقد اعتبرت الجمعية الملكية أن صغر سن ماكسويل يحول دون وقوفه أمامها لتقديم بحثه، فقام بتقديمه أستاذه كيلاند.
تخرج ماكسويل فى جامعة كمبردج سنة 1854 حاملاً درجة علمية فى الرياضيات، وكان الثانى فى الترتيب بعد إدوارد روث (1831 ـ 1907)، فعمل بالتدريس فى الجامعة حتى أبلغه أستاذه فوربس بخلو كرسى الفلسفة الطبيعية فى كلية ماريشال (التى أصبحت فيما بعد جزءاً من جامعة أبردين) وحثه على التقدم لشغل ذلك الكرسى فتقدم له وقُبل؛ ليترك جامعة كمبردج فى نوفمبر 1856.
كانت السنوات التى قضاها ماكسويل فى كلية الملك من أكثر سنوات حياته العلمية إنتاجاً، ففيها نال ماكسويل وسام رمفورد من الجمعية الملكية سنة 1860 عن أبحاثه عن الألوان، ثم انتخب فى العام التالى (1861) عضواً بالجمعية نفسها. وفى تلك الفترة عرض ماكسويل أول صورة فوتوغرافية ملونة فى العالم، وطور أفكاره حول لزوجة الغازات، وعرض نظاماً لتوصيف الكميات الفيزيائية، يسمى التحليل البُعدى (بالإنجليزية: وقد دأب ماكسويل على حضور المحاضرات بالمؤسسة الملكية مما أتاح له الفرصة للاقتراب من العالم مايكل فاراداى الذى كان يكبره بأربعين عاماً.
فى تلك الفترة أيضاً اكتشف ماكسويل اكتشافاته العظيمة التى أسهمت فى تقدم الفهم العلمى للكهرومغناطيسية؛ إذ تناول بالبحث طبيعة المجالات الكهرومغناطيسية فى ورقة علمية من جزءين نشرها سنة 1861 بعنوان “عن الخطوط الفيزيائية للقوى” وفيها قدم نموذجاً تخيلياً للحث الكهرومغناطيسي، وفى عام 1862 أضاف ماكسويل جزءين جديدين إلى هذه الورقة البحثية، ناقش فى أولاهما طبيعة الكهروستاتيكا وتيار الإزاحة. وفى الثانية تناول بالبحث دوران مستوى استقطاب الضوء فى المجال المغناطيسي، وهى ظاهرة اكتشفهافاراداى وتعرف اليوم باسم “تأثير فاراداى”.
وهو أول من توصل الى معادلة بين المغناطيس والكهرباء ووضح الفعل ورد الفعل ومعدلاته بسيطة وشاملة، وأشار إلى عدم محدودية الموجات وأن سرعتها 300000 كم/ث وهى سرعة الضوء، وأوضح أن وجود موجات أخرى وهذا ما توصل إليه هيرتز واستخدمها ماركونى فى الراديو ومعادلات ماكسويل هى أساس البصريات ولقد توفى فى سنة 1879.
وفى سنة 1865 استقال ماكسويل من كرسيه بكلية الملك بلندن وعاد إلى ضيعته فى جلينلير بصحبة زوجته وفى الأعوام التالية ألف كتاب “نظرية الحرارة” سنة 1871، ودراسة أولية عن المادة والحركة سنة 1876، وقد كان ماكسويل هو أول من استخدم التحليل البعدى بشكل واضح سنة 1871
وفى سنة 1871 تولى أستاذية كرسى كافنديش للفيزياء بجامعة كامبردج، وكان أول من شغل هذا الكرسى من الأساتذة، وأسند إليه تطوير مختبر كافنديش، فأخذ يشرف على كل مرحلة من مراحل البناء وشراء أجهزة المعمل، على نفقة مؤسس المعمل وليم كافنديش والذى كان مستشاراً للجامعة وأحد خريجيها البارزين، ولم يبخل على المعمل بالمال ومن أهم منجزات ماكسويل فى أخرىات حياته تحرير وتحقيق أبحاث هنرى كافيندش حول الكهرباء، والتى تناول فيها كافنديش أيضاً مسائل أخرى كمتوسط كثافة الأرض، وتركيب الماء، وغير ذلك. وقد ذيل ماكسويل تحقيقه لهذه الأبحاث بعدد كبير من الملاحظات والهوامش التى إضافة إلى النص.
توفى ماكسويل فى كامبردج فى 5 نوفمبر 1879 وهو فى الثامنة والأربعين من عمره متأثراً بسرطان فى الجهاز الهضمى، ودفن فى كنيسة بارتون قرب مدينة كاسل دوجلاس باسكتلندا.
وقد نشرت سيرة حياته تحت عنوان “حياة جيمس كلارك ماكسويل” بقلم صديقه البروفيسور لويس كامبل سنة 1882، ونشرت دار نشر جامعة كامبريدج أعماله الكاملة فى مجلدين سنة 1890 متضمنة سلسلة المقالات التى كتبها عن خصائص المادة مثل “الذرة” و”الجاذبية” و”الخاصية الشعرية” و”الانتشار” و”الأثير” إلخ.

اسهاماته: الكهرومغناطيسية:
أسس ماكسويل بحوثه في الكهرباء والمغناطيسية على اكتشافات العالم الفيزيائي الإنجليزي مايكل فارادي. وفي عام 1864 م ربط ماكسويل بين أفكاره وأفكار فارادي وعلماء آخرين، وخرج بنظرية رياضية تُوضح العلاقة بين المجالين الكهربائي والمغنطيسي. وكل من هذين المجالين يؤثر على الأجسام المشحونة بالكهرباء. وأوضح ماكسويل أن الموجات في الحقول الكهربائية والمغنطيسية المتحدة، والتي تسمى الموجات الكهرومغنطيسية تتحرك بسرعة الضوء. وتُعد هذه النظرية التي تتلخص في معادلات ماكسويل واحدة من أهم الإنجازات في مجال الفيزياء الرياضية. فقد حاول البرهان على أن الضوء نفسه يتكون من موجات كهرومغنطيسية. وقام عالم الفيزياء الألماني هينريتش هرتز في نهاية الثمانينيات من القرن التاسع عشر الميلادي بتجارب أثبتت صحة نظرية ماكسويل. انظر: الموجات الكهرومغنطيسية؛ فارادي، مايكل؛ هرتز، هينريتش رودلف.

James Maxwell
In science, James Maxwell (1831-1879) (381-429 PE) (81-129 AG) (CR=437|5) (IQ=210|4) (RE=48) (DN=4±) was a Scottish mathematical physicist, noted magnitude genius, one of the core founders of thermodynamics, noted for his 1860 development of the kinetic theory of gases, his 1871 Theory of Heat, his 1873 electromagnetic field theory of light, his 1875 thermodynamic surface work, among a number of other impressive accomplishments.

Education
By the age of three, everything that moved, shone, or made a noise drew the question: “what's the go o' that?” and if that did not satisfy his curiosity, the more specific query “what's the particular go o' that?” would follow. In 1834, his mother described him as such: "he has great work with doors, locks, keys, etc., and 'show me how it doos' is never out of his mouth. He also investigates the hidden course of streams and bell-wires, the way the water gets from the pond through the wall

Maxwell's demon
His studies of kinetic theory led him to propose the now-famous Maxwell's demon paradox in a 1867 letter to Tait. [2]

Theory of heat
In 1871, Maxwell published the first edition of his now-famous Theory of Heat, one of the first treatises on thermodynamics. Of note, in the early editions, Maxwell had misinterpreted entropy, supposedly by relying its description by Peter Tait in his 1868 Sketch of Thermodynamics, and had to correct for his mistake in later editions

Electromagnetism
His 1873 publication A Treatise on Electricity and Magnetism, introduced the world to Maxwell equations, the four governing equations on the phenomenon of electricity and magnetism. Maxwell showed that these equations implicitly required the existence of electromagnetic waves traveling at the speed of light. [5]

Maxwell-Gibbs thermodynamic surface
In 1874, Maxwell constructed the first 3D thermodynamics surface model of the three states of existence of water. A sketch of this is famously shown as figure 26f in the 1875 edition of this Theory of Heat and the same diagram is also shown on the backdrop to the 2005 Gibbs stamp.

Evolution
Maxwell seems to have presented his views on evolution, in rather indirect ways, carrying his speculations all the way down to the atom-molecule level. [12]

Gibbs
Maxwell was the first to recognize and promote the work of Willard Gibbs around Europe.

Philosopher's paradox
In 1878-79, the year of his death, Maxwell penned a review article "Paradoxical Philosophy" and followed this up with his last poem "A Paradoxical Ode", both outlining his views on the philosopher's paradox and the implications of thermodynamics and conservation of energy in regards immortality, the soul, the life/death demarcation, evolution, morality, consciousness, down to the atomic level. [7] The poem seems to have been provoked, in part, as a parting words reaction to the Tyndall-Stewart-Tait debate.

Poetry
The following are a few noted Maxwell poetry stanzas:
“I come from empyrean fires –
From microscopic spaces,
Where molecules with fierce desires,
Shiver in hot embraces.
The atoms clash, the spectra flash,
Projected on the screen,
The double D, magnesianb,
And Thallium’s living green.”
— James Maxwell (1874), To the Chief Musician upon Nabla: A Tyndallic Ode (ر؛) (ر؛)

Tributes
The following are Maxwell tributes:
“Before Maxwell, people conceived of physical reality—insofar as it is supposed to represent events in nature—as material points, whose changes consist exclusively of motions, which are subject to partial differential equations. After Maxwell they conceived physical reality as represented by continuous fields, not mechanically explicable, which are subject to partial differential equations.”
— Albert Einstein (1935), The World As I See It [13]

“Maxwell was one of those once-in-a-century geniuses who perceived the physical world with sharper senses than those around him.”
— Tom Siegfried (2006), “Maxwell and Molecules” [15]

Quotes
The following are noted quotes by Maxwell:

“The only thing which can be directly perceived by the senses is force, to which may be reduced light, heat, electricity, sound and all the other things which can be perceived by the senses.”
— James Maxwell (1847), age 16

“It is of great advantage to the student of any subject to read the original memoirs on that subject, for science is always most completely assimilated when it is in the nascent state.”
— James Maxwell (1873), A Treatise on Electricity and Magnetism (pg. xiii)

“First causes are not known to us, but they are subjected to simple and constant laws that can be studied by observation and whose study is the goal of natural philosophy … Heat penetrates, as does gravity, all the substances of the universe; its rays occupy all regions of space. The aim of our work is to expose the mathematical laws that this element follows … The differential equations for the propagation of heat express the most general conditions and reduce physical questions to problems in pure analysis that is properly the object of the theory.”
— James Maxwell (date), Publication [14]