James Clerk Maxwell

(1831-1879)

rot E = - ¶B/¶t                                          rot H = j + ¶D/¶t                                          div B = 0                                          div D = r

James Clerk Maxwell se narodil dne 13. ledna 1831 v Edinburghu. Krátce po jeho narození se rodina přestěhovala do Glenlairu v Kirkcudbrightshire asi 20 kilometrů od Dumfries. Malý James byl velice zaujat místní přírodou a živě se zajímal o různé přírodní jevy. Když mu bylo osm let, jeho matka zemřela. Jeho rodiče původně zamýšleli, že by se James mohl vzdělávat doma až do věku 13 let a pak by mohl studovat na Univerzitě v Edinburghu, v 16 letech se ale rozhodl studovat na Edinburghské akademii.

V roce 1841 se James s rodinou přestěhovali na Heriot Row. Většinu volného času James trávil čtením starých balad, kreslením podivných diagramů a stavěním zvláštních mechanických modelů. Asi uprostřed studia v Edinburghské akademii se stal nejlepším žákem třídy - získal řadu ocenění včetně ocenění za matematiku.

Počátkem roku 1846 (ve svých 14 letech) Maxwell napsal článek o oválech. Definoval křivky, které mají více než dvě ohniska. Tato první Maxwellova práce "O popisu oválových křivek" byla 6. dubna 1846 přednesena v Královské společnosti v Edinburghu. Práce nebyla zcela původní, protože stejné křivky definoval Descartes, ale byla významná věkem autora.

V roce 1854 Maxwell v Trinity College dokončil studium matematiky a získal zde místo. Hodnocení nejlepšího absolventa ale získal v roce 1854 Edward Routh, který byl nejen vynikajícím matematikem, ale dobře zvládal všechny metody, které se v té době požadovaly. Maxwell pak zůstal v Cambridge a začal se zabývat vědeckou prací.

Jedním z největších Maxwellových přínosů bylo rozšíření a matematická formulace teorií Michaela Faradaye o elektřině a magnetických siločárách. Jeho práce "On Faraday's lines of force" byla přednesena ve dvou částech v letech 1855 a 1856 ve Filozofické společnosti v Cambridge. Maxwell pomocí relativně jednoduchých matematických rovnic vyjádřil chování elektrických a magnetických polí a jejich vzájemné vztahy.

V listopadu 1856 Maxwell přijal místo v Aberdeenu. V roce 1857 St. John's College jako téma na Adamsovu cenu vyhlásila pohyb prstenců planety Saturn. Maxwell se o tento problém ihned začal zajímat. Rozhodl se o Adamsovu cenu soutěžit a proto první dva roky práce v Aberdeenu věnoval zmíněnému tématu. Ukázal, že prstence mohou být stabilní pouze tehdy, pokud se skládají z mnoha malých pevných částic. Jeho hypotézu potvrdila teprve kosmická sonda Voyager. Maxwellova práce byla oceněna Adamsovou cenou a Airy napsal, že tato práce byla jednou z nejvýraznějších aplikací matematiky ve fyzice jakou kdy viděl.

V červnu 1858 se  rozhodl oženit s Katherine Mary Dewarovou, která byla dcerou děkana Marischal College. Maxwell byl členem Marischal College a King's College, ale rozhodl se najít jiné místo. Jeho vědecká práce měla značný úspěch.

V roce 1859 se uvolnilo místo přírodní filozofie v Edinburghu, kde původně bydlel. Maxwell požádal Faradaye, aby mu dal písemné doporučení. Na místo se ale hlásilo několik Maxwellových přátel včetně Taita a Routha. Maxwell místo nakonec nezískal a místo něj uspěl Tait díky svému významnému vědeckému přínosu. V roce 1860 Maxwell získal uvolněné místo přírodní filozofie na King's College v Londýně. Toto místo zastával šest let a během této doby vykonal svoji nejdůležitější experimentální práci.

Maxwell také pokračoval ve své práci týkající se kinetické teorie plynů, kterou započal v Aberdeenu. Nezávisle na Ludwigu Boltzmannovi vypracoval statistickou teorii plynů, která se proto dnes označuje jako Maxwellova-Boltzmannova kinetická teorie plynů. Tato teorie ukazuje, že teplota a teplo jsou důsledkem pohybu molekul plynů. Maxwellova teorie nevyvrátila předchozí principy termodynamiky, ale pouze poskytla lepší teorii na základě pozorování.

Na jaře 1865 Maxwell opustil King's College a vrátil se do svého skotského působiště v Glenlair. Periodicky navštěvoval Cambridge a v roce 1861 zde získal místo profesora fyziky v Cavendish. Maxwell vybudoval Cavendishskou laboratoř, která byla oficiálně otevřena 16. června 1874.

Čtyři parciální diferenciální rovnice, dnes známé jako Maxwellovy rovnice elektromagnetického pole, se poprvé objevily v úplném tvaru v práci "Electricity and Magnetism" v roce 1873. Největší díl práce na teorii elektromagnetického pole  vykonal v Glenlairu v mezidobí, kdy zastával místo v Londýně a místo profesora matematiky v Cavendish. Maxwellovy rovnice se staly největším přínosem matematiky k fyzice 19. století.

V létě roku 1879 Maxwell se vzhledem ke zhoršujícímu zdraví vrátil se svojí manželkou do Glenlair. Zemřel 5. listopadu 1879 ve věku Cambridgi ve věku 48 let. James Clerk Maxwell byl jedním z nejvýznamnějších teoretických fyziků, který svými pracemi přispěl k rozvoji několika fyzikálních disciplín.