Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез

1831 Джеймс Клерк Максвелл родился 13 июня в Эдинбурге, Шотландия. Он был единственным сыном Джона Клерка и Фрэнсис Кей. Вскоре его родители переехали в фамильный дом Гленлэр.

1841 Начал учиться в Эдинбургской академии.

1848 Опубликовал первую научную статью об овалах.

1847 Начал изучать математику в Эдинбургском университете.

1848 Опубликовал статью «Теория кривых качения».

1850 Опубликовал работу «О равновесии упругих тел» и переехал в Кембриджский университет.

1854 Закончил обучение в Кембридже, получил вторую высшую оценку на выпускном экзамене.

1855 Опубликовал «Эксперименты с цветом, восприятие глаза» и первую часть «О фарадеевых силовых линиях». Вторая часть вышла в следующем году.

1858 Смерть отца. Максвелл назначен преподавателем натуральной философии в Маришал колледже в Абердине.

1858 Получил премию Адамса за изучение колец Сатурна. Женился на Кэтрин Мэри Дьюар.

1880 Опубликовал статьи «Пояснения к динамической теории газов» и «О теории составных цветов и отношений между цветами в спектре». Назначен преподавателем натуральной философии в Кингс-колледже в Лондоне. Получил медаль Румфорда Лондонского королевского общества. Перенес оспу.

1881 Сделал первую цветную фотографию. Опубликовал первую часть «Физических силовых линий» (вторая часть вышла в следующем году).

1885 Отказался от должности в Кингс-колледже. Вернулся в Гленлэр. Опубликовал «Взаимные фигуры и диаграммы силы» и «Динамическую теорию электромагнитного поля».

1888 Опубликовал «О вязкости, или внутреннем трении воздуха и других газов».

1887 Посетил Италию.

1871 Опубликовал книгу «Теория тепла». Назначен преподавателем экспериментальной физики в Кембриджском университете.

1873 Увидела свет работа Максвелла «Трактат об электричестве и магнетизме».

1879 Опубликовал книгу «Электрические исследования достопочтенного Генри Кавендиша». Умер 5 ноября от рака брюшной полости.

ГЛАВА 1

Математик-вундеркинд

Любящие и участливые родители из высшего общества, семья, интересующаяся наукой и техникой, уже дающие о себе знать незаурядные умственные способности... Все это — детство и отрочество Максвелла, шотландского юноши, который произвел революцию в физике.

В первый же день учебы он вернулся домой в изорванной в лохмотья одежде — товарищи были к нему безжалостны. Десятилетний новичок пришел на занятия в Эдинбургскую академию в оригинальной твидовой мантии с воротником, украшенным рюшами, и в новых ботинках с латунными пряжками. Другие ученики никогда не видели ничего подобного и с жестокостью, свойственной детям, начали его травить. Насмешки и издевки летели со всех сторон. Бедный новичок защищался, говоря с акцентом Гэллоуэя (области на юго-западе Шотландии, традиционно известной лошадьми и животноводством), что еще больше подзадоривало одноклассников. Он казался самым глупым в классе, и на него навесили прозвище Недоумок. Жестокое обращение продолжалось, а несчастный мальчишка терпел его со стоицизмом и большой долей юмора, пока, наконец, не взорвался. Его сила заставила обидчиков на какое-то время лишиться дара речи, и с тех пор они выказывали ему больше уважения. Но прозвище осталось.

Джеймс Клерк Максвелл принадлежал к благородной семье Клерков из Пениквика, расположенного в графстве Мидлотиан, на юге Шотландии, в 16 километрах от Эдинбурга. С 1707 по 1755 год его прапрадедушка, сэр Джон Клерк, являлся одним из баронов Палаты шахматной доски Шотландии, а также был успешным музыкантом, произведения которого мы все еще можем услышать. Второй сын Джона Клерка, Джордж, женился на Доротее Максвелл, наследнице Миддлби, деревни в графстве Дамфрисшир, на юго-западе Шотландии, и добавил фамилию Максвелл к своей. Ряд неудачных инвестиций в шахты и фабрики заставил его продать часть своих земель в Миддлби, а уцелевшее оставить в наследство внуку Джону, который также взял фамилию Максвелл. Его старший брат, Джордж, получил в наследство Пениквик и титул баронета.

Джон изучал адвокатское дело, но его страстью была наука, особенно ее практическое применение. Он жил со своей матерью-вдовой в Эдинбурге до ее смерти в 1824 году. Двумя годами позже он женился на Фрэнсис Кей и первые годы брака с ней прожил в Эдинбурге: скудное владение в Миддлби не имело даже дома, в котором его владелец мог бы жить. На самом деле жилища там никогда и не было, потому что хозяева предпочитали контролировать владения на расстоянии. Но через некоторое время Джон купил соседнее имение, построил особняк, который назвал Гленлэр, и переехал туда со своей женой. Некоторое время они кочевали между Гленлэром и Эдинбургом. И именно там, в Эдинбурге, в старом доме, где Джон раньше жил со своей матерью, по адресу Индиан-стрит, 14, и родился его единственный сын Джеймс 13 июня 1831 года. Это были поздние роды, поскольку Фрэнсис уже исполнилось 40 лет, и радость от рождения сына позволила ей смириться с потерей дочери, умершей буквально через несколько дней после появления на свет.

В 1830-х годах Гленлэр находился в самой что ни на есть сельской местности, в долине реки Урр: чтобы доехать до Эдинбурга, требовались два дня пути по дорогам, не слишком привычным к каретам; самое большое, что они знали, — двухколесные крытые повозки, которые тянула одна-единственная лошадь. Само владение также не было очень большим (около 600 га), но этого было достаточно для того, чтобы Джеймс наслаждался им как никто. Первые восемь лет его детства действительно были очень счастливыми. Жизнь в деревне дала ему свободу, которая была бы недоступна в городе: он забирался на деревья, дрался с другими детьми, исследовал поля и леса и с интересом наблюдал за животными, особенно за птицами.

Вскоре все обитатели имения привыкли к тому, что внезапно мог прийти маленький Джеймс и начать спрашивать, что они сейчас делают. Родители его обожали. Едва Джеймс встал на ноги и начал говорить, они поняли, что их сын не только интересуется всем вокруг (это характерно для детей), но и немного опережает свой возраст в первых исследованиях мира.

Например, Джеймс не довольствовался простым знанием о том, как позвонить в звонок, чтобы позвать прислугу с кухни, но и хотел узнать, какой молоточек заставляет звучать каждый колокольчик и как работает вся эта система.

Счастье и несчастье должны увеличиваться неизбежно с ростом власти и знаний... переход от одного к другому действительно чудесен, в то время как прогресс — нечто естественное.

Джеймс Клерк Максвелл

Под руководством матери он научился читать и писать. Будучи очень образованной в области искусства и гуманитарных наук, она привила сыну страсть к истории, географии и особенно к литературе. До того как Джеймс научился делать осознанный выбор, он читал все, что попадалось ему в руки, и его любимыми авторами были Джон Мильтон и Уильям Шекспир.

Кроме того, у него была завидная способность: мальчик мог запомнить большую часть того, что читал. Говорят, люди любят то, что впитывают еще с молоком матери, и Джеймс на протяжении всей жизни испытывал пылкую страсть к литературе: не зря одно из развлечений его семьи состояло в том, чтобы собираться и вслух читать романы, стихи и театральные пьесы. Религия также играла важную роль в повседневной жизни Максвеллов: каждый день хозяева и слуги собирались, чтобы помолиться, а в воскресенье они ходили в церковь в Партоне, в восьми километрах от дома. Несмотря на то что отец был пресвитерианином, а мать англиканкой, в семье царила гармония, поскольку они были весьма терпимы друг к другу.

Как предписывали социальные нормы того времени, Клерки Максвеллы участвовали в ярмарках и балах, а также обменивались визитами с другими семьями того же социального положения, жившими в Счастливой Долине, как называли долину Урра ее жители. Джон, который был адвокатом в Эдинбурге, получал более чем приемлемый доход и совсем не стремился к успеху на судебном поприще. Его сердце принадлежало науке и технике: он был дружен со многими людьми, занимавшимися промышленностью и сельским хозяйством, а также с теми, кто имел отношение к университетскому образованию. Джон очень любил быть в курсе новых научных идей.