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James Clerk Mawell

James Clerk Mawell

James Maxwell est sans doute l'un des scientifiques les plus importants du XIXe siècle. De nombreux scientifiques le classent aux côtés de noms tels qu'Albert Einstein et Sir Isaac Newton. C'est parce que son travail révolutionnaire dans la définition du rayonnement électromagnétique en termes d'équations de champ a formé les fondations sur lesquelles beaucoup d'autres ont développé leur travail. Cela a conduit à la découverte et à la compréhension des ondes radio et au développement de la technologie radio et sans fil qui fait partie intégrante du monde d'aujourd'hui. En effet, telle est l'importance de son travail qu'Albert Einstein l'a décrit comme «le plus profond et le plus fructueux que la physique ait connu depuis l'époque de Newton».

Aujourd'hui, les ingénieurs RF connaissent le nom de Maxwell en raison de ses équations. Certains pourraient être capables d'écrire ou de manipuler ses équations, mais très peu de gens connaissent l'homme lui-même.

Les débuts de Maxwell

James Clerk Maxwell était un enfant unique né dans un milieu confortable au 14 India Street à Édimbourg le 13e Juin 1831. Ses parents John et Frances se sont mariés en 1826 et après la naissance de leur fils, ils ont déménagé à "Glenair", une maison nouvellement construite sur le domaine familial dans le Kirkcudbrightshire rural dont la famille avait hérité.

Même dès son plus jeune âge, Maxwell a montré un très vif intérêt pour tout autour de lui. Il interroge ceux qui l'entourent et il demande constamment: "Qu'est-ce que ça va faire? Qu'est-ce que ça fait?" Apparemment, il ne se contentait pas d'une réponse vague et insisterait sur sa question jusqu'à ce qu'une réponse satisfaisante soit donnée.

Malheureusement, la mère de James est décédée en 1839 d'un cancer de l'abdomen. Elle avait manifestement beaucoup souffert parce que quand Maxwell a appris qu '«elle était au paradis maintenant», il aurait dit: «Je suis tellement content qu'elle n'aura plus de douleur.

Le plan de ses parents était d'éduquer le jeune James à la maison jusqu'à l'âge de 13 ans, puis il fréquenterait l'Université d'Édimbourg. Cependant, la mort de sa mère signifiait que d'autres plans étaient nécessaires. Au départ, un garçon de 16 ans a été engagé pour lui enseigner. Cet arrangement n'a pas fonctionné et sa tante, Jane Cay a aidé en s'occupant de lui de sorte qu'en 1841 il a pu assister à l'Académie d'Édimbourg. Cependant, il rendit de fréquentes visites à son père dont il devint très proche.

Alors qu'il était à l'Académie, on pensait au départ qu'il était timide et terne et qu'il était légèrement excentrique. Il ne se faisait pas d'amis et passait une grande partie de son temps libre à lire, à dessiner des schémas inhabituels et à fabriquer des modèles mécaniques. En conséquence, il a gagné le surnom de "Dafty" qu'il n'a pas tenté de perdre. Cependant, il a surpris beaucoup de gens quand, à l'âge de quatorze ans, il a publié son premier article scientifique dans les actes de la Royal Society of Edinburgh. Le papier concernait des ellipses et bien que Descartes avait déjà couvert le sujet de l'œuvre, c'était encore une réalisation remarquable pour un jeune de quatorze ans.

Maxwell à l'université

Puis, à l'âge de seize ans, son père l'a inscrit à l'Université d'Édimbourg. Il a passé trois ans ici, alternant son temps entre Glenair et Edimbourg. À l'Université, il a étudié une variété de sujets allant de la lumière polarisée et du stéréoscope au galvanisme, aux courbes de roulement et à la compression de solides. Il se fit présenter un autre article, bien que cela lui ait été lu en raison de son âge.

Maxwell a dû prendre une décision concernant sa carrière. On s'attendait à ce qu'il suive son père en droit, mais comme le disait Maxwell, il se sentait appelé à étudier «un autre type de droit». Ainsi, trois ans après son entrée à l'Université d'Édimbourg, Maxwell a déménagé à Cambridge. Il trouvait cela difficile parce que cela signifiait quitter son père. Il y avait aussi des inquiétudes au sujet de sa santé délicate.

Néanmoins, il déménagea à Cambridge en 1850. Son précepteur déclara qu'il possédait une masse de connaissances vraiment immense pour un si jeune homme, mais qu'elle était dans un état de désordre considérable. Il a passé son temps à Cambridge au Trinity College où il pensait qu'il serait plus facile d'obtenir sa bourse! Ici, il a étudié les mathématiques et après ses trois années de ce qu'il a appelé un travail très agréable et très fortifiant, il s'est assis pour ses Tripos en janvier 1854 et est arrivé deuxième.

Premières découvertes

Maxwell est resté à Cambridge et a passé du temps à travailler sur une extension des théories de Faraday sur l'électricité et les lignes de force magnétique. Un article issu de ce travail intitulé "Sur les lignes de force de Faraday" fut lu à la Cambridge Philosophical Society en deux parties en 1855 et 1856. Il montra que quelques équations mathématiques relativement simples pouvaient décrire les champs électriques et magnétiques et leur interaction. .

Tandis que Maxwell réalisait ces réalisations majeures et appréciait son temps, son père tomba malade en 1856. Maxwell voulait être avec lui et il déménagea donc en Écosse pour occuper le poste de professeur de philosophie naturelle au Marischal College d'Aberdeen. Cependant, juste après avoir accepté le poste, le père de Maxwell est décédé. Néanmoins, Maxwell prit toujours le poste et commença en novembre 1856.

Un peu plus tard, le St John's College de Cambridge annonça que le sujet du prix d'Adam devait être le mouvement des anneaux de Saturne. Maxwell et un ami en avaient parlé lorsqu'ils étaient à l'Académie d'Édimbourg et il était devenu très intéressé par le prix. En conséquence, une grande partie de ses deux premières années de recherche à Aberdeen ont été consacrées à ce sujet. Dans son analyse, il a montré que les anneaux ne pouvaient exister que s'ils étaient constitués de petites particules solides, un fait qui a été confirmé bien plus de cent ans plus tard lorsque le vaisseau spatial Voyager les a étudiés. Sans surprise, les recherches de Maxwell lui ont valu le prix d'Adam.

Pendant son séjour à Aberdeen, Maxwell a rencontré Katherine Dewar, et les deux se sont mariés en 1859. Bien que le couple n'ait jamais eu d'enfants, la leur était une relation très étroite et on disait que c'était un mariage de «dévotion sans exemple».

Mariage pour Maxwell

Katherine était la fille du directeur du collège, mais malgré cela, lorsque Marischal et King's College ont été combinés pour former l'Université d'Aberdeen, Maxwell n'a pas réussi à conserver son poste. En conséquence, il a postulé avec succès pour le poste de professeur vacant de philosophie naturelle au King's College de Londres et il a pris le poste en 1860.

Maxwell a occupé le poste à Kings pendant six ans et c'est pendant son séjour ici qu'il a entrepris son travail le plus important en approfondissant les recherches sur les propriétés des champs électromagnétiques qu'il avait postulés. Il a découvert qu'ils voyageaient à peu près à la même vitesse que la lumière et a proposé que la lumière était en fait une onde électromagnétique. Il a également publié deux articles classiques sur le sujet.

Cependant, il n'a pas limité ses recherches à la théorie électromagnétique. Il entreprit des travaux sur la théorie cinétique des gaz et, par conséquent, une fonction de probabilité porte son nom. Ce travail l'amena à présenter une conférence à la Royal Society en 1866. Il avait déjà été élu à la Société en 1861.

Pendant son séjour à Londres, il a également eu l'occasion de rencontrer et de bien connaître Faraday. Un exemple de leur amitié a été montré lorsque Maxwell assistait à l'une des conférences de Faraday. Lorsque la densité de la foule quittant la salle de conférence empêchait Maxwell de sortir, on entendit le Faraday se référant à son travail sur les gaz dire: "Ho Maxwell, ne pouvez-vous pas sortir? Si un homme peut trouver son chemin à travers une foule, il devrait soyez vous! "

Au King's College

En 1865, Maxwell démissionna de son poste de professeur à Kings et se retira dans son domaine familial à Glenair. La plupart de son temps a été passé ici, et il a agrandi la maison conformément à un plan que son père avait fait. Cependant, il garda toujours des liens avec King's College car il servait d'examinateur externe, revenant chaque printemps. Il entreprit également une tournée en Italie avec sa femme au printemps et à l'été 1867. Cependant, il se garda occupé dans ses activités scientifiques en écrivant un ouvrage majeur intitulé Traité sur l'électricité et le magnétisme. C'est dans ce volume que sont énoncées ses quatre équations. Le travail qui est reconnu comme l'un des grands textes scientifiques et a une préface dans laquelle Maxwell déclare que son objectif principal était de convertir les idées physiques de Faraday en une forme mathématique qui servirait et expliquerait comment elles se sont produites. Une des conclusions de l'ouvrage était qu'il existait une forme d'onde électromagnétique et qu'il ne pouvait "à peine éviter de déduire que la lumière est constituée des mêmes ondulations du même milieu qui est la cause des phénomènes électriques et magnétiques".

Malgré le fait que Maxwell était à la «retraite», l'Université de Cambridge l'a approché avec l'offre de devenir le premier professeur Cavendish de physique. Un peu à contrecœur, il accepta le poste en mars 1871. Cependant, il entreprit bientôt ses nouvelles responsabilités avec plaisir. Dans le cadre de ses responsabilités, Maxwell a pu mettre en place un nouveau laboratoire de physique qui devait s'appeler le laboratoire Cavendish. Maxwell tenait à en faire un centre de renommée mondiale et tel était son enthousiasme qu'il a même aidé à la conception du laboratoire.

À Cambridge, Maxwell n'a enseigné qu'à quelques étudiants, mais ceux-ci étaient du plus haut calibre. L'un d'eux était Ambrose (plus tard Sir Ambrose) Fleming, l'inventeur de la valve à diode et professeur de l'UCL. Plus tard, il a commenté que Maxwell avait trop d'apprentissage et trop d'originalité pour être à son meilleur dans l'enseignement élémentaire. Ajouter que pour ceux qui pouvaient le suivre, son enseignement était un délice.

Les derniers jours de Maxwell

Quelques années plus tard, pendant la période de Pâques de 1879, Maxwell tomba malade. Sa santé avait toujours été assez délicate et deux ans auparavant, il avait souffert de problèmes digestifs mais avait choisi de les ignorer. Maintenant, sa santé a pris une tournure décisive pour le pire. Malgré cela, il a continué à donner ses conférences jusqu'à la fin du trimestre. Après la fin de son mandat, il est retourné à Glenair pour l'été avec sa femme qui était également malade. Sa santé se détériorait régulièrement et malgré la douleur qu'il souffrait, il restait très joyeux. Après l'été, il est retourné à Cambridge presque incapable de marcher, et il est finalement décédé le 5e Novembre.

Il semble que Maxwell avait souffert d'un cancer de l'abdomen, exactement la même maladie qui avait emporté sa mère exactement au même âge. Son docteur a commenté: "Aucun homme n'a jamais rencontré la mort plus consciemment ou calmement."

Au cours de sa vie, Maxwell avait accompli une somme considérable. Ses contributions majeures sont sans aucun doute sa théorie des champs électromagnétiques et les équations qui en résultent. Cependant, il a apporté des contributions considérables à de nombreux autres domaines scientifiques, notamment la thermodynamique et la théorie cinétique des gaz. Il a également étudié les premières formes de photographie couleur, en concevant des expériences pour montrer que cela pouvait fonctionner. Il a contribué à ce que l'on appelle aujourd'hui la théorie de l'information, et il y a bien plus encore.

Dans sa vie personnelle, il était connu pour avoir un sens aigu de l'amusement et de l'humour, jouant souvent des blagues pratiques sur les gens et les taquinant. Une fois, il expliqua malicieusement la différence entre Centigrade et Fahrenheit à un groupe d'éminents scientifiques.

Dans la vie, James Clark Maxwell avait largement contribué à l'avancement de notre compréhension de nombreux aspects de la science. Cependant, Maxwell n'a reçu aucune distinction publique et a été enterré tranquillement dans un petit cimetière à Parton en Écosse.


Voir la vidéo: BBC James Clerk Maxwell (Janvier 2021).