جيمس كليرك ماكسويل

أهميته

يعتبر كثير من علماء الفيزياء أن ماكسويل هو أكثر علماء القرن التاسع عشر تأثيراً على علم الفيزياء، ويضاهي الكثير منهم هذا التأثير بتأثير نيوتن وأينشتاين. وفي تصويت حول أعظم الفيزيائيين على مر التاريخ جرى في نهاية الألفية الثانية واشترك فيه 100 من أبرز علماء الفيزياء جاء ماكسويل في المركز الثالث بعد نيوتن وأينشتاين مباشرة. وقد وصف أينشتاين نفسه إنجازات ماكسويل العلمية خلال احتفال بمئوية مولد ماكسويل بأنها "الأعمق والأكثر نفعاً لعلم الفيزياء منذ عصر نيوتن". وكان أينشتاين يعلق صورة ماكسويل على جدار مكتبه، إلى جوار صور مايكل فاراداي ونيوتن.

مولده ودراسته الجامعية

ولد في سنة 1831 في مدينة ادنبرة باسكتلندا وكان شديد الاهتمام بالفيزياء. التحق بجامعة إدنبرة سنة 1847، وعندما واتته الفرصة لحضور المحاضرات بجامعة كمبردج بعد انتهائه من الفصل الدراسي الأول، قرر استكمال دراسته في كمبردج، حيث درس على يد كبار أساتذة الجامعة ومنهم السير وليم هاملتون (1788 ـ 1856) الذي درسه المنطق والميتافيزيقا، وفيليب كيلاند (1808 ـ 1879) الذي درسه الرياضيات وجيمس فوربس (1809 ـ 1868) الذي درسه الفلسفة الطبيعية (وهي الفيزياء والكيمياء بلغة ذلك الزمن). وعندما كان ماكسويل في الثامنة عشرة من عمره، قدم ورقتين بحثيتين للجمعية الملكية بإدنبرة، إحداهما كانت "عن توازن الجوامد المرنة" والثانية عن "المنحنيات الدوارة". وقد اعتبرت الجمعية الملكية أن صغر سن ماكسويل يحول دون وقوفه أمامها لتقديم بحثه، فقام بتقديمه أستاذه كيلاند.

جامعة كامبردج (1850 ـ 1856)

تخرج ماكسويل في جامعة كمبردج سنة 1854 حاملاً درجة علمية في الرياضيات، وكان الثاني في الترتيب بعد إدوارد روث (1831 ـ 1907)، فعمل بالتدريس في الجامعة حتى أبلغه أستاذه فوربس بخلو كرسي الفلسفة الطبيعية في كلية ماريشال (التي أصبحت فيما بعد جزءاً من جامعة أبردين) وحثه على التقدم لشغل ذلك الكرسي فتقدم له وقُبل، ليترك جامعة كمبردج في نوفمبر 1856.

جامعة أبردين (1856 ـ 1860)

أثناء أستاذيته في أبردين (1856 ـ 1860) قضى ماكسويل عامين في دراسة حلقات كوكب زحل وأثبت أنها جسيمات صغيرة كثيرة العدد تدور حول الكوكب. ونتيجة لذلك البحث (الذي عنونه "عن استقرار حلقات زحل") نال ماكسويل سنة 1859 جائزة آدامز التي كانت قيمتها آنذاك 130 جنيهاً استرلينياً.
وأثناء وجود ماكسويل في كلية ماريشال تعرف إلى ابنة مدير الكلية "كاترين ماري ديوار" (التي كانت تكبره بسبع سنوات كاملة) وتقدم لخطبتها سنة 1858 وتزوجها في أبردين في 2 يونيو 1859.
وفي سنة 1860 اندمجت كلية مارشال مع كلية الملك المجاورة لتكونا جامعة أبردين، ولم يعد هناك مكان لأستاذين للفلسفة الطبيعية معاً، فوجد ماكسويل نفسه في موقف غير معتاد بالنسبة لقامته العلمية، مما دفعه إلى التقدم لشغل كرسي أستاذه فوربس الذي تصادف خلوه في نفس الوقت ولكنه فشل في الحصول على هذا الكرسي، لكنه سرعان ما نجح في الحصول على كرسي الفلسفة الطبيعية في كلية الملك بلندن، وهو المنصب الذي شغله بدءاً من سنة 1860.

كلية الملك بلندن (1860 ـ 1865)

كانت السنوات التي قضاها ماكسويل في كلية الملك من أكثر سنوات حياته العلمية إنتاجاً؛ ففيها نال ماكسويل وسام رمفورد (بالإنجليزية: Rumford Medal) من الجمعية الملكية سنة 1860 عن أبحاثه عن الألوان، ثم انتخب في العام التالي (1861) عضواً بالجمعية نفسها. وفي تلك الفترة عرض ماكسويل أول صورة فوتوغرافية ملونة في العالم، وطور أفكاره حول لزوجة الغازات، وعرض نظاماً لتوصيف الكميات الفيزيائية، يسمى التحليل البُعدي (بالإنجليزية: dimensional analysis)، وقد دأب ماكسويل على حضور المحاضرات بالمؤسسة الملكية (بالإنجليزية: Royal Institution)، مما أتاح له الفرصة للاقتراب من العالم مايكل فاراداي الذي كان يكبره بأربعين عاماً.
في تلك الفترة أيضاً اكتشف ماكسويل اكتشافاته العظيمة التي أسهمت في تقدم الفهم العلمي للكهرومغناطيسية؛ إذ تناول بالبحث طبيعة المجالات الكهرومغناطيسية في ورقة علمية من جزءين نشرها سنة 1861 بعنوان "عن الخطوط الفيزيائية للقوى" (بالإنجليزية: On physical lines of force)، وفيها قدم نموذجاً تخيلياً للحث الكهرومغناطيسي، وفي عام 1862 أضاف ماكسويل جزءين جديدين إلى هذه الورقة البحثية، ناقش في أولاهما طبيعة الكهروستاتيكا وتيار الإزاحة. وفي الثانية تناول بالبحث دوران مستوى استقطاب الضوء في المجال المغناطيسي، وهي ظاهرة اكتشفهافاراداي وتعرف اليوم باسم "تأثير فاراداي".
وهو أول من توصل الي معادلة بين المغناطيس والكهرباء ووضح الفعل ورد الفعل ومعدلاته بسيطة وشاملة وأشار إلى عدم محدودية الموجات وأن سرعتها 299792.458 كم/ث وهي سرعة الضوء وأشار الي وجود موجات أخرى وهذا ما توصل إليه هيرتز واستخدمها ماركوني في الراديو ومعادلات ماكسويل هي أساس البصريات ولقد توفي في سنة 1879.

سنواته الأخيرة

في سنة 1865 استقال ماكسويل من كرسيه بكلية الملك بلندن وعاد إلى قريته في غلينلير (بالإنجليزية: Glenlair) بصحبة زوجته. وفي الأعوام التالية ألف كتاب "نظرية الحرارة" (بالإنجليزية: Theory of Heat) سنة 1871، ودراسة أولية عن المادة والحركة (بالإنجليزية: Matter and Motion) سنة 1876، وقد كان ماكسويل هو أول من استخدم التحليل البعدي بشكل واضح سنة 1871
وفي سنة 1871 تولى أستاذية كرسي كافنديش للفيزياء بجامعة كامبردج، وكان أول من شغل هذا الكرسي من الأساتذة، وأسند إليه تطوير مختبر كافنديش، فأخذ يشرف على كل مرحلة من مراحل البناء وشراء أجهزة المعمل، على نفقة مؤسس المعمل وليم كافنديش (الدوق السابع لديفونشاير)، والذي كان مستشاراً للجامعة وأحد خريجيها البارزين، ولم يبخل على المعمل بالمال (وقد أنشأه تكريماً لقريبه العالم الفيزيائي هنري كافيندش). ومن أهم منجزات ماكسويل في أخرىات حياته تحرير وتحقيق أبحاث هنري كافيندش (1731 ـ 1810) حول الكهرباء، والتي تناول فيها كافنديش أيضاً مسائل أخرى كمتوسط كثافة الأرض، وتركيب الماء، وغير ذلك. وقد ذيل ماكسويل تحقيقه لهذه الأبحاث بعدد كبير من الملاحظات والهوامش التي إضافة إلى النص.

وفاته

توفي ماكسويل في كامبردج في 5 نوفمبر 1879 وهو في الثامنة والأربعين من عمره متأثراً بسرطان في الجهاز الهضمي، ودفن في كنيسة بارتون (بالإنجليزية: Parton Kirk) قرب مدينة كاسل دوغلاس (بالإنجليزية: Castle Douglas) باسكتلندا. وقد نشرت سيرة حياته تحت عنوان "حياة جيمس كلارك ماكسويل" (بالإنجليزية: The Life of James Clerk Maxwell) بقلم صديقه البروفيسور لويس كامبل سنة 1882، ونشرت دار نشر جامعة كامبريدج أعماله الكاملة في مجلدين سنة 1890 متضمنة سلسلة المقالات التي كتبها عن خصائص المادة مثل "الذرة" و"الجاذبية" و"الخاصية الشعرية" و"الانتشار" و"الأثير" إلخ.