المجموعات

جيمس كليرك ماويل

جيمس كليرك ماويل

يمكن القول إن جيمس ماكسويل هو أحد أهم العلماء في القرن التاسع عشر. يصنفه العديد من العلماء إلى جانب أسماء مثل ألبرت أينشتاين والسير إسحاق نيوتن. وذلك لأن عمله الثوري في تعريف الإشعاع الكهرومغناطيسي من حيث معادلات مجاله شكّل الأسس للعديد من الآخرين لتطوير عملهم بناءً عليها. يؤدي إلى اكتشاف وفهم موجات الراديو وتطوير تكنولوجيا الراديو واللاسلكية التي تعد جزءًا لا يتجزأ من عالم اليوم. في الواقع ، هذه هي أهمية عمله التي وصفها ألبرت أينشتاين بأنها "الأكثر عمقًا وإثمارًا التي مرت بها الفيزياء منذ عصر نيوتن".

يعرف مهندسو RF اليوم اسم Maxwell نتيجة لمعادلاته. قد يكون البعض قادرًا على كتابة معادلاته أو معالجتها ، لكن قلة قليلة من الناس يعرفون الكثير عن الرجل نفسه.

بداية حياة ماكسويل

كان جيمس كلارك ماكسويل الطفل الوحيد الذي ولد في خلفية وسطى مريحة في 14 شارع إنديا في إدنبرة في 13العاشر يونيو 1831. تزوج والداه جون وفرانسيس في عام 1826 وبعد ولادة ابنهما انتقلا إلى "جلينير" ، وهو منزل بني حديثًا على أرض العائلة في ريف كيركودبرايتشاير الذي ورثته الأسرة.

حتى في سن مبكرة ، أظهر ماكسويل اهتمامًا شديدًا بكل ما يحيط به. يسأل من حوله ويسأل باستمرار ، "ما هذا؟ ماذا يفعل؟" من الواضح أنه لم يكن راضياً عن إجابة غامضة وكان يطرح سؤاله في المنزل حتى يتم تقديم إجابة مرضية.

لسوء الحظ ، توفيت والدة جيمس في عام 1839 بسرطان البطن. من الواضح أنها كانت تعاني من ألم شديد لأنه عندما قيل لماكسويل "إنها في الجنة الآن" أفيد أنه قال ، "أنا سعيد للغاية لأنها لن تعاني من المزيد من الألم."

كانت خطة والديه أن يقوموا بتعليم الشاب جيمس في المنزل حتى يبلغ 13 عامًا ثم يلتحق بجامعة إدنبرة. لكن وفاة والدته تعني أن هناك حاجة لخطط أخرى. في البداية تم التعاقد مع صبي يبلغ من العمر 16 عامًا لتعليمه. لم ينجح هذا الترتيب وساعدته عمته جين كاي من خلال الاعتناء به حتى أنه في عام 1841 كان قادرًا على حضور أكاديمية إدنبرة. ومع ذلك فقد قام بزيارات متكررة لوالده الذي أصبح قريبًا جدًا منه.

أثناء وجوده في الأكاديمية ، كان يُعتقد في البداية أنه خجول وممل وكان غريب الأطوار قليلاً. لم يكن له أصدقاء وقضى الكثير من وقت فراغه في القراءة ورسم مخططات غير عادية وصنع نماذج ميكانيكية. ونتيجة لذلك حصل على لقب "دافتي" الذي لم يحاول فقدانه. ومع ذلك ، فاجأ الكثير من الناس عندما كان في الرابعة عشرة من عمره ، نشر أول ورقة علمية له في أعمال الجمعية الملكية في إدنبرة. تتعلق الورقة بالقطع الناقص وعلى الرغم من أن ديكارت قد غطى موضوع العمل في السابق ، إلا أنه كان لا يزال إنجازًا رائعًا لأربعة عشر عامًا.

ماكسويل في الجامعة

ثم في سن السادسة عشرة ، سجله والده في جامعة إدنبرة. أمضى ثلاث سنوات هنا ، متناوبًا وقته بين Glenair و Edinburgh. في الجامعة ، درس مجموعة متنوعة من الموضوعات من الضوء المستقطب والصورة المجسمة إلى الجلفانية والمنحنيات المتدحرجة وانضغاط المواد الصلبة. وقد قدم ورقة أخرى ، رغم أنها قرأت له في ضوء عمره.

كان على ماكسويل أن يتخذ قرارًا بشأن حياته المهنية. كان من المتوقع أن يتبع والده ليصبح قانونًا ، ولكن كما قال ماكسويل ، شعر أنه طُلب منه دراسة "نوع آخر من القانون". وهكذا ، بعد ثلاث سنوات من دخوله جامعة إدنبرة ، انتقل ماكسويل إلى كامبريدج. وجد هذا الأمر صعبًا لأنه كان يعني ترك والده. كما كانت هناك مخاوف بشأن صحته الحساسة.

ومع ذلك ، انتقل إلى كامبريدج في عام 1850. وعلق معلمه بأنه يمتلك قدرًا هائلاً من المعرفة التي كانت حقًا هائلة لمثل هذا الشاب ، لكنها كانت في حالة اضطراب كبير. أمضى وقته في كامبريدج في كلية ترينيتي حيث كان يعتقد أنه سيكون من الأسهل الحصول على زمالة! هنا درس الرياضيات وبعد ثلاث سنوات من العمل الذي وصفه بأنه ممتع للغاية وقوي للغاية جلس في Tripos في يناير 1854 وجاء في المرتبة الثانية.

الاكتشافات الأولى

مكث ماكسويل في كامبريدج وأمضى بعض الوقت في العمل على امتداد لنظريات فاراداي عن الكهرباء وخطوط القوة المغناطيسية. تمت قراءة ورقة ناتجة عن هذا العمل بعنوان "في خطوط قوة فاراداي" إلى جمعية كامبريدج الفلسفية في جزأين في عامي 1855 و 1856. وأظهرت أن بعض المعادلات الرياضية البسيطة نسبيًا يمكن أن تصف المجالين الكهربائي والمغناطيسي والتفاعل بينهما .

بينما كان ماكسويل يحقق هذه الإنجازات الكبرى وكان يستمتع بوقته الذي مرض والده في عام 1856. أراد ماكسويل أن يكون معه ولذا انتقل إلى اسكتلندا لتولي منصب أستاذ الفلسفة الطبيعية في كلية ماريشال في أبردين. ولكن بعد قبول المنصب ، توفي والد ماكسويل. ومع ذلك ، لا يزال ماكسويل يتولى المنصب وبدأ في نوفمبر 1856.

بعد ذلك بقليل ، أعلنت كلية سانت جون في كامبريدج أن موضوع جائزة آدم هو حركة حلقات زحل. تحدث ماكسويل وصديق عنهما عندما كانا في أكاديمية إدنبرة وأصبح مهتمًا جدًا بالجائزة. وبناءً على ذلك ، تم تخصيص الكثير من أبحاثه في العامين الأولين في أبردين لهذا الموضوع. أظهر في تحليله أن الحلقات لا يمكن أن توجد إلا إذا كانت مكونة من جزيئات صلبة صغيرة ، وهي حقيقة تم تأكيدها بعد أكثر من مائة عام عندما قامت المركبة الفضائية فوييجر بالتحقيق فيها. ليس من المستغرب أن تكون أبحاث ماكسويل قد أكسبته جائزة آدم.

خلال الفترة التي قضاها في أبردين ، التقى ماكسويل بكاثرين ديوار ، وتزوج الاثنان في عام 1859. على الرغم من أن الزوجين لم ينجبا أبدًا أي أطفال ، إلا أن علاقتهما كانت وثيقة للغاية وقيل إنه زواج "تفاني لا مثيل له".

الزواج لماكسويل

كانت كاثرين ابنة مدير الكلية ، ولكن على الرغم من ذلك ، عندما تم دمج Marischal و King's College لتشكيل جامعة أبردين ، لم ينجح ماكسويل في الاحتفاظ بمنصبه. ونتيجة لذلك ، تقدم بنجاح لشغل منصب أستاذ الفلسفة الطبيعية الشاغر في King's College London وتولى هذا المنصب عام 1860.

شغل ماكسويل المنصب في كينجز لمدة ست سنوات ، وكان خلال فترة وجوده هنا أنجز أهم أعماله لإجراء مزيد من التحقيقات في خصائص المجالات الكهرومغناطيسية التي افترضها. اكتشف أنهم يسافرون بنفس سرعة الضوء تقريبًا واقترح أن الضوء كان في الواقع موجة كهرومغناطيسية. كما نشر ورقتين كلاسيكيتين حول هذا الموضوع.

ومع ذلك لم يقتصر أبحاثه على النظرية الكهرومغناطيسية. قام بعمل التحقيق في النظرية الحركية للغازات ونتيجة لذلك تحمل دالة الاحتمال اسمه. قاده هذا العمل إلى إلقاء محاضرة على الجمعية الملكية عام 1866. وكان قد انتخب سابقًا للجمعية عام 1861.

وأثناء وجوده في لندن ، أتيحت له أيضًا فرصة لقاء فاراداي والتعرف عليه جيدًا. ظهر مثال على صداقتهما عندما كان ماكسويل يحضر إحدى محاضرات فاراداي. عندما حالت كثافة الحشد الذي غادر قاعة المحاضرات دون خروج ماكسويل ، سمع فاراداي الذي يشير إلى عمله على الغازات وهو يقول "هو ماكسويل ، ألا يمكنك الخروج؟ إذا تمكن أي رجل من إيجاد طريقه للخروج من خلال حشد من الناس ، فيجب عليه ذلك كن انت!"

في كينجز كوليدج

في عام 1865 ، استقال ماكسويل من منصبه في كينغز وتقاعد في ملكية عائلته في جلينير. قضى معظم وقته هنا ، وقام بتوسيع المنزل وفقًا لخطة وضعها والده. ومع ذلك ، فقد احتفظ ببعض الروابط مع King's College حيث عمل كممتحن خارجي ، ويعود كل ربيع. كما قام بجولة في إيطاليا مع زوجته في ربيع وصيف عام 1867. لكنه ظل منشغلًا في أنشطته العلمية من خلال كتابة عمل رئيسي بعنوان رسالة في الكهرباء والمغناطيسية. ضمن هذا المجلد تم ذكر معادلاته الأربعة. العمل المعترف به باعتباره أحد النصوص العلمية العظيمة وله مقدمة يوضح فيها ماكسويل أن هدفه الرئيسي كان تحويل أفكار فاراداي المادية إلى شكل رياضي من شأنه أن يكون بمثابة شرح لكيفية حدوثها. كان أحد استنتاجات العمل أنه كان هناك شكل من أشكال الموجات الكهرومغناطيسية وأنه "بالكاد يستطيع تجنب الاستدلال على أن الضوء يتكون من نفس التموجات من نفس الوسط الذي هو سبب الظواهر الكهربائية والمغناطيسية."

على الرغم من حقيقة أن ماكسويل كان في "تقاعد" ، اتصلت به جامعة كامبريدج بعرض أن يصبح أول أستاذ في الفيزياء بكافنديش. قبل على مضض نوعًا ما المنصب في مارس 1871. ومع ذلك ، سرعان ما بدأ مسؤولياته الجديدة باستمتاع. كجزء من مسؤولياته ، تمكن ماكسويل من إنشاء مختبر فيزياء جديد كان من المقرر أن يسمى مختبر كافنديش. كان ماكسويل حريصًا على جعل هذا المركز ذا شهرة عالمية وكان حماسه كبيرًا لدرجة أنه ساعد في تصميم المختبر.

أثناء وجوده في كامبريدج ، قام ماكسويل بتدريس عدد قليل من الطلاب فقط ، لكن هؤلاء كانوا من أعلى المستويات. كان أحدهم أمبروز (لاحقًا السير أمبروز) فليمنج ، مخترع الصمام الثنائي وأستاذ جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس. وعلق لاحقًا بأن ماكسويل كان لديه الكثير من التعلم والكثير من الأصالة ليكون في أفضل حالاته في التدريس الابتدائي. مضيفا أن تعليمه بالنسبة لأولئك الذين يمكن أن يتبعوه كان متعة.

أيام ماكسويل الأخيرة

بعد بضع سنوات ، أصيب ماكسويل بالمرض خلال فترة عيد الفصح عام 1879. كانت صحته دائمًا حساسة إلى حد ما ، وقبل عامين كان يعاني من مشاكل في الجهاز الهضمي لكنه اختار تجاهلها. والآن اتخذت صحته منعطفا مقررا نحو الأسوأ. على الرغم من ذلك استمر في إلقاء محاضراته حتى نهاية الفصل الدراسي. بعد نهاية الفصل الدراسي ، عاد إلى Glenair في الصيف مع زوجته التي كانت مريضة أيضًا. تدهورت صحته بشكل مطرد ، وعلى الرغم من الألم الذي عانى منه ظل سعيدًا للغاية. بعد الصيف عاد إلى كامبريدج شبه عاجز عن المشي ، وتوفي أخيرًا في 5العاشر شهر نوفمبر.

يبدو أن ماكسويل عانى من سرطان في البطن ، وهو بالضبط نفس المرض الذي أخذ والدته في نفس العمر بالضبط. وعلق طبيبه قائلاً: "لم يسبق لأي رجل أن قابل الموت بوعي أو هدوء أكثر".

خلال حياته ، حقق ماكسويل قدرًا كبيرًا. مساهماته الرئيسية هي بلا شك نظريته في المجال الكهرومغناطيسي والمعادلات الناتجة. ومع ذلك فقد قدم مساهمات كبيرة في العديد من مجالات العلوم الأخرى بما في ذلك الديناميكا الحرارية والنظرية الحركية للغازات. درس أيضًا النظر في الأشكال المبكرة للتصوير الملون ، واستنبط بعض التجارب لإثبات أنه يمكن أن ينجح. ساهم في ما يعرف اليوم بنظرية المعلومات ، وهناك المزيد.

في حياته الشخصية ، كان معروفًا أنه يتمتع بحس قوي من المرح والفكاهة ، وغالبًا ما كان يلعب النكات العملية على الناس ويضايقهم. بمجرد أن شرح بشكل مؤذ الفرق بين درجة مئوية وفهرنهايت لمجموعة من العلماء البارزين.

في الحياة ، ساهم جيمس كلارك ماكسويل بقدر كبير في تعزيز فهمنا للعديد من جوانب العلم. ومع ذلك ، لم يتلق ماكسويل أي تكريم عام ودُفن بهدوء في باحة كنيسة صغيرة في بارتون في اسكتلندا.


شاهد الفيديو: بستات عراقية. على كل حال خلف الله عليهم: مواويل (قد 2021).