Του Μανώλη Πέρου,
Ο Σκωτσέζος James C. Maxwell αποτέλεσε έναν από τους κορυφαίους, αν όχι ο κορυφαίος, φυσικομαθηματικούς του 19ου αιώνα. Γεννήθηκε στο Εδιμβούργο της Σκωτίας στις 13 Ιουνίου 1831 και ήταν το δεύτερο κατά σειρά τέκνο της εύπορης οικογένειας των John Clerk, δικηγόρου, και της Frances Key. Από νηπιακή κιόλας ηλικία, όλες οι ενδείξεις φανέρωναν την άσβεστη περιέργεια του μικρού James. Η μητέρα του Frances, μάλιστα, αναφέρει χαρακτηριστικά ότι η φράση «Δείξε μου τι κάνει αυτό» αποτελούσε τον καθημερινό της «πονοκέφαλο», μη μπορώντας να απαντά διαρκώς στις πολλαπλές ερωτήσεις του μικρού γιού της. Την ίδια περίοδο ξεκίνησε και η εκπαίδευσή του.
Την εκπόνηση του έργου αυτού είχε αναλάβει και πάλι η μητέρα του, η οποία, ωστόσο, υπέκυψε στην ανίατη νόσο οχτώ χρόνια μετά τη γέννηση του γιου της. Εν συνεχεία, η εκπαίδευσή του ανατέθηκε σε έναν δεκαεξάχρονο δάσκαλο, τον οποίο προσέλαβε ο πατέρας του νεαρού James. Παρά ταύτα, τα σχέδια του πατέρα ναυάγησαν, αφού μετά από σύντομο χρονικό διάστημα ο γιος του ήρθε σε ρήξη με τον νεαρό εκπαιδευτικό, ο οποίος λέγεται ότι συμπεριφερόταν με ιδιαίτερη περιφρόνηση και επιθετικότητα απέναντι στον μαθητή του. Κατόπιν αυτής της ανεπιτυχούς, θα έλεγε κανείς, εισαγωγής του στον «στίβο» της εκπαίδευσης, ο πατέρας του αποφάσισε να τον στείλει στην Ακαδημία του Εδιμβούργου. Όσο ταχεία βέβαια ήταν η προσαρμογή του στα δρώμενα και στην καθημερινότητα της Ακαδημίας, άλλο τόσο δύσκολη ήταν η συνύπαρξη με τους νέους του συμμαθητές, οι οποίοι τον κορόιδευαν για την προφορά και για το εκκεντρικό ντύσιμό του. Τότε, μάλιστα, του δόθηκε το προσωνύμιο “Daftie”, το οποίο διατήρησε και στην πορεία της ζωής του.
Η ευστροφία του νεαρού Maxwell, αν και αρχικά παραγκωνιζόταν, έγινε αντιληπτή στα δεκατρία του έτη, όταν και κέρδισε το μαθηματικό μετάλλιο και το πρώτο λογοτεχνικό βραβείο σε διαγωνισμό που διενεργήθηκε στην Ακαδημία. Επιπρόσθετα, η επιστημονική του διαστροφή τον οδήγησε στην πρώτη του επιστημονική εργασία στην ηλικία των 14(!) πάνω στις οβάλ καμπύλες. Μια εργασία που παρουσιάστηκε στη Βασιλική Εταιρεία από τον καθηγητή φυσικής φιλοσοφίας James Forbes.
Στην ηλικία των 16 χρόνων, ο Maxwell εγκατέλειψε την Ακαδημία και ξεκίνησε να φοιτά στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, όπου και ολοκλήρωσε τις σπουδές του, παρά την ευκαιρία που του παρουσιάστηκε να τις συνεχίσει στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ. Σε σύντομο χρονικό διάστημα, το ανήσυχο πνεύμα του Σκωτσέζου ανακάλυψε την «φωτοελαστικότητα», που αποτελεί το μέσο της κατανομής των τάσεων στις φυσικές συσκευές. Δύο χρόνια αργότερα παρουσιάστηκαν στη βασιλική εταιρεία δύο νέες εργασίες του πάνω στις καμπύλες τροχιάς και στη θεωρία των στερεών ελαστικών από καθηγητές του, αφού ο ίδιος θεωρήθηκε πολύ νέος ώστε να ανέβει στο βήμα και να τις παρουσιάσει.
Κατόπιν φοίτησε και στο Trinity College του Κέμπριτζ, ενώ διατέλεσε και διδάκτωρ σε μια μέση σχολή προτού αναγνωριστεί ως φυσικομαθηματικός για τη μελέτη του επί της ευστάθειας των δακτυλίων του Κρόνου. Το 1860 ονομάστηκε καθηγητής στο King’s College, όπου και ξεκίνησαν οι καθοριστικής σημασίας «δοσοληψίες» του με τον Michael Faraday. Ακολούθησαν η απόσυρσή του σε μια έπαυλη κοντά στο Λονδίνο αλλά και η σύντομη επάνοδός του στα έδρανα, καθώς το 1871 επανήλθε στο Κέμπριτζ και στη διεύθυνση εργαστηρίων του Κάβεντις.
Η συνεισφορά του Maxwell που ακολούθησε ήταν κομβική σε όλα τα πεδία της Φυσικής. Ιδιαίτερα στην οπτική, στη θεωρία της ελαστικότητας, στην κινητική θεωρία των αερίων, στη θερμοδυναμική, αλλά και στην αστρονομία. Στην κινητική θεωρία των αερίων, συγκεκριμένα, πρότεινε την καμπύλη κατανομής των αερίων (Θεώρημα Ισοκατανομής της Ενέργειας) μαζί με τον Αυστριακό συνάδελφό του Ludwig Ε. Boltzmann. Ακόμη, κατάφερε όχι μόνον να συνδέσει, αλλά να ενοποιήσει ηλεκτρισμό και μαγνητισμό, διά μέσω της δημιουργίας μιας σειράς εξισώσεων, οι οποίες προήλθαν από πρεσβύτερες παρατηρήσεις και πειράματα, δίχως όμως να έχουν τεθεί ποτέ φορμαλιστικά, υπό τη μορφή κάποιας αυστηρής θεωρίας. Οι προαναφερθέντες εξισώσεις, μάλιστα, αποτελούν τις περίφημες «Εξισώσεις του Μάξγουελ».
Έδειξε δε ότι το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο ταξιδεύουν στον χώρο με τη μορφή κυμάτων με ταχύτητα ίση περίπου με αυτήν του φωτός, εκδίδοντας τη «Δυναμική θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου». Ακολούθως, πρότεινε ότι το φως ήταν στην πραγματικότητα κυματισμοί στο ίδιο μέσο που είναι η αιτία ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων. Διαπίστωσε ότι το φως έρχεται σε διάφορα χρώματα που αντιστοιχούν σε διαφορετικά μήκη κύματος. Τα μήκη κύματος που βλέπει ο άνθρωπος περιορίζονται από τη χημεία των χρωστικών του ματιού που ανιχνεύουν το φως.
Με τον τρόπο αυτόν, οι εξισώσεις του Μάξγουελ οδήγησαν στην διαπίστωση ότι θα πρέπει να υπάρχουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα όλων των μηκών κύματος, ακόμη και πολύ μεγαλύτερων από αυτά που βλέπει ο άνθρωπος. Η ενοποίηση φαινομένων φωτός και ηλεκτρισμού, λοιπόν, οδήγησε στην πρόβλεψη της ύπαρξης ραδιοκυμάτων, που είναι περιπτώσεις κυμάτων με μήκος πολύ μεγαλύτερο από αυτά που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο μάτι. Ο Μάξγουελ είναι, επίσης, γνωστός για την παρουσίαση της πρώτης ανθεκτικής, έγχρωμης φωτογραφίας, όπως και για τη θεμελιώδη του εργασία στη δομική ακαμψία ράβδων και κοινών πλαισίων (δικτυώματα).
Το ασύλληπτο για την εποχή έργο του αποτέλεσε την απαρχή μιας νέας εποχής στον ηλεκτρομαγνητισμό κι ευρύτερα στην επιστήμη, μιας και αποτελεί τον συνδετικό κρίκο μεταξύ της φιλοσοφίας του Newton και του Einstein. Ο δεύτερος, μάλιστα, είχε εγκωμιάσει το έργο του συναδέλφου του Maxwell, χαρακτηρίζοντάς το ως «το πιο βαθύ και γόνιμο που συνάντησε η φυσική από την εποχή του Νεύτωνα». Θα έλεγε κανείς ότι ο James C. Maxwell ήταν ο πρόδρομος της Σχετικής Θεωρίας. Μέσα από τις εξισώσεις του διαφαίνεται η αναγκαιότητα να ενοποιήσει τη φύση, βρίσκοντας την αιτία που βρίσκεται πίσω από τα πράγματα. Αυτό υποδηλώνει ότι τίποτα στη φύση δεν είναι ανεξάρτητο από το «όλο», αλλά κάθε τι έχει την αντίστοιχη επίπτωση στο κόσμο. Εκ του αποτελέσματος τα καταφέρνει, αφού ουσιαστικά αποδεικνύει ότι όλα στη φύση έχουν την ίδια προέλευση.
Ο σπουδαίος επιστήμονας άφησε την τελευταία του πνοή στο Κέμπριτζ στις 5 Νοεμβρίου 1879, νικημένος, όπως και η μητέρα του, απ’ την ανίατη νόσο. Ως αναγνώριση της προσφοράς του αλλά και της βαριάς κληρονομιάς που άφησε πίσω του, δόθηκαν οι εξής ονομασίες: Τηλεσκόπιο James C. Maxwell (στο μεγαλύτερο υποχιλιοστομετρικό τηλεσκόπιο στον κόσμο), Διάκενο Maxwell (στους δακτυλίους του Κρόνου) και η Μονάδα Μέτρησης Maxwell (Mx) (που αναφέρεται στη μαγνητική ροή).
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- NOESIS – ΚΕΝΤΡΟ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ & ΜΟΥΣΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ, noesis.edu.gr, διαθέσιμο εδώ
- P. M. Harman, The Natural Philosophy of James Clerk Maxwell, Cambridge University Press, Cambridge, 2001.
