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マクスウェル・ジェームス・クラーク。 科学者の伝記
ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、13 年 1831 月 XNUMX 日にエジンバラで生まれました。 男の子が生まれて間もなく、両親は彼をグレンラー邸に連れて行きました。 その時以来、「狭い峡谷の隠れ家」はマクスウェルの生活にしっかりと入ってきました。 ここで彼の両親は住んで亡くなりました。ここで彼自身が住んでいて、長い間埋葬されていました。 ジェームズが XNUMX 歳のとき、家に不幸が訪れました。彼の母親は重病になり、すぐに亡くなりました。 現在、ジェームズの唯一の教育者は父親であり、彼は残りの人生で優しい愛情と友情を感じていました。 ジョン・マクスウェルは、息子の父親であり教育者であるだけでなく、彼の最も忠実な友人でもありました。 すぐにその少年が勉強を始めなければならない時が来ました。 最初に、教師は家に招待されました。 しかし、スコットランドの家庭教師は、英国の家庭教師と同じように無礼で無知であり、ディケンズは皮肉と憎しみを込めて説明しました. そのため、ジェームズをエジンバラアカデミーという大きな名前の新しい学校に送ることが決定されました。 その少年は次第に学校生活に関わるようになった。 彼はレッスンにもっと興味を持つようになりました。 彼は特に幾何学が好きでした。 彼女は、マクスウェルの残りの人生で最も強い趣味の XNUMX つであり続けました。 幾何学的なイメージとモデルは、彼の科学的研究において大きな役割を果たしました。 マクスウェルの科学の道は彼女から始まりました。 マクスウェルは、最初の卒業式の XNUMX つでアカデミーを卒業しました。 最愛の学校との別れの際、彼はエジンバラ アカデミーの国歌を作曲し、生徒たちが一斉に熱狂的に歌った。 今、エジンバラ大学の扉が彼の前に開け放たれた。 学生時代、マクスウェルは弾性理論に関する本格的な研究を行い、専門家から高く評価されました。 そして今、彼はケンブリッジでのさらなる研究の見通しの問題に直面していました. 1284 年に設立された St. ピーターズ (ピーターハウス) で、最も有名なのはカレッジ オブ セント ルイスです。 1546年創立のトリニティ・カレッジ（Trinity College）。 この大学の栄光は、彼の有名な弟子であるアイザック ニュートンによって生み出されました。 ピーターハウスとトリニティ カレッジは、若いマクスウェルのケンブリッジ滞在地でした。 ピーターハウスに短期間滞在した後、マクスウェルはトリニティ カレッジに転校しました。 マクスウェルの知識の量、彼の知性の力、そして思考の独立性は、彼が彼の解放において高い位置を達成することを可能にしました。 彼はXNUMX位になりました。 若い独身者は教師としてトリニティ カレッジに残されました。 しかし、彼は科学的な問題を懸念していました。 マクスウェルは、1852 年に研究を始めた幾何学と色の問題に昔から興味を持っていたことに加えて、電気に興味を持つようになりました。 20 年 1854 月 1864 日、マクスウェルはトムソンに「電気を攻撃する」意図があることを知らせた。 「攻撃」の結果は、電磁界の研究に専念したマクスウェルの XNUMX つの主要な著作の最初のエッセイ「ファラデーの力線について」でした。 「フィールド」という言葉は、トムソンに宛てた同じ手紙に最初に現れましたが、この手紙にもその後の戦線に関する著作にも現れていません。 マクスウェルはそれを使用しません。 この概念は、XNUMX年の作品「電磁界の動的理論」でのみ再現されます。 1856 年の秋、マクスウェルはアバディーンのマリシャル カレッジで自然哲学の教授に就任しました。 自然哲学の部門、つまりアバディーンの物理学部門はマクスウェルの前には存在せず、若い教授は物理学の教育的および科学的仕事を組織しなければなりませんでした。 アバディーンに滞在したことは、マクスウェルの私生活における重要な出来事でした。マクスウェルは、マリシャル カレッジ ダニエル デュワー校長の娘、キャサリン メアリー デュワーと結婚しました。 このイベントは1858年に行われました。 その時から生涯を終えるまで、マクスウェル夫妻は手を取り合って人生を歩んできました。 1857年から1859年に、科学者は土星の環の動きの計算を実行しました。 彼は、回転中の液体リングがその中で発生する波によって破壊され、別々の衛星に分裂することを示しました。 マクスウェルは、そのような衛星の有限数の動きを考慮しました。 最も困難な数学的研究により、彼はアダムズ賞を受賞し、一流の数学者として名声を得ました。 貴重なエッセイは、ケンブリッジ大学によって1859年に出版されました。 土星の環の研究から、ガス分子の運動の考察に移るのはごく自然なことでした。 マクスウェルの人生のアバディーン時代は、1859 年のブリティッシュ アソシエーションの会合での「気体の動力学的理論について」という報告で彼のスピーチで終わった。 この文書は、気体の動力学理論と統計物理学の分野におけるマクスウェルの長年の実りある研究の始まりを示しました。 マクスウェルが働いていた部門が閉鎖されたため、科学者は新しい仕事を探す必要がありました。 1860 年、マクスウェルはキングス カレッジ ロンドンの自然哲学の教授に選出されました。 ロンドン時代は、1860 年に英国の主要な物理学雑誌である Philosophical Journal に掲載された大規模な論文「Explanations to the Dynamic Theory of Gases」の出版によって特徴付けられました。 この記事で、マクスウェルは理論物理学の新しい分野である統計物理学に多大な貢献をしました。 古典的な統計物理学の創始者は、マクスウェル、ボルツマン、ギブスです。 マクスウェル夫妻は、ロンドンで秋学期が始まる前に、1860 年の夏をグレンラー家の邸宅で過ごしました。 しかし、マクスウェルは休むことができず、力を得ることができませんでした。 彼は深刻な形で天然痘で病気になりました。 医師たちは彼の命を恐れた。 しかし、彼に専念し、病気の夫を救うためにあらゆることをしたキャサリンの並外れた勇気と忍耐は、彼らがひどい病気を克服するのを助けました。 そのような困難なテストは、ロンドンで彼の人生を始めました。 彼の人生のこの時期に、マクスウェルは色に関する大きな記事と、「気体の動的理論の説明」という作品を発表しました。 しかし、彼の人生の主な仕事は電気の理論に専念していました。 彼は、彼が作成した電磁界理論に関する 1861 つの主要な著作を出版しています。「物理的な力線について」(1862-1864) と「電磁界の動的理論」(1865-XNUMX) です。 XNUMX 年間、マクスウェルは著名な科学者に成長し、電磁気現象の基礎理論の作成者となりました。この基礎理論は、力学、熱力学、統計物理学とともに、古典理論物理学の基礎の XNUMX つになりました。 彼の人生の同じ時期に、マクスウェルは電気測定の仕事を始めました。 彼が作成した光の電磁理論は、電気の静電単位と電磁単位の比率と光速の一致にのみ基づいていたため、彼は特に電気単位の合理的なシステムに興味を持っていました。 彼が英国協会の「部隊委員会」の積極的なメンバーの一人になったのはごく自然なことです。 さらに、マクスウェルは、科学と技術の密接な関係、科学の進歩と技術の進歩の両方にとってのこの連合の重要性を深く理解していました。 そのため、XNUMX年代から人生の終わりまで、彼は電気測定の分野で精力的に働いていました。 ストレスの多いロンドンでの生活はマクスウェルと彼の妻の健康を損ない、グレンラーの家族の邸宅に住むことに決めました。 この決定は、マクスウェルが 1865 年の夏休みの終わりに深刻な病気にかかった後、やむを得ないものになりました。 マクスウェルはロンドンで軍務を離れ、グレンレアに 1866 年間 (1871 年から 1867 年まで) 住み、時折検査のためにケンブリッジに旅行し、XNUMX 年になって初めて、医師の勧めでイタリアに旅行した。 グレンラーで経済問題に従事していたマクスウェルは、科学研究をやめませんでした。 彼は人生の主要な仕事である電気と磁気に関する論文に熱心に取り組み、レギュレーターに関する重要な研究である熱の理論という本を書き、気体の動力学理論に関する多くの記事を書き、英国の会議に参加しました。協会。 田舎でのマクスウェルの創造的な生活は、大学都市と同じくらい激しく続いた. 1871 年、マクスウェルはロンドンで『The Theory of Heat』を出版しました。 この教科書は非常に人気があります。 科学者は、彼の著書「The Theory of Heat」の目的は、熱の教義を「それが発展した順序で」提示することであると書いています。 The Theory of Heat の出版後まもなく、マクスウェルはケンブリッジ大学で新しく組織された実験物理学の椅子を引き受けるという申し出を受けました。 彼は同意し、8 年 1871 月 XNUMX 日にケンブリッジ大学のキャベンディッシュ教授に任命されました。 1873 年に、電気と磁気に関する論文 (XNUMX 巻) と本「物質と運動」が出版されました。 「Matter and Motion」は力学の基礎を紹介する小さな本です。 「電気と磁気に関する論文」 - マクスウェルの主な著作であり、彼の科学的著作の頂点です。 その中で、彼は 1854 年の初めに始まった電磁気学に関する長年の研究の成果を要約しました。 「論文」の序文は 1 年 1873 月 XNUMX 日付けです。 マクスウェルは XNUMX 年間、彼の基本的な仕事に取り組みました。 マクスウェルは、静電学の基本的な事実から始めて、彼が作成した光の電磁理論で終わる、彼の時代の電気と磁気に関する知識のすべてを再検討しました。 彼は、ニュートンの生前に始まった遠距離作用理論と短距離作用理論の間の闘争を要約し、彼の本の最後の章を遠方での作用理論の考察に捧げた。 マクスウェルは、彼の前に存在した電気の理論に公然と反対することはしませんでした。 彼はファラデーの概念を主流の理論と同等のものとして提示しましたが、彼の本の精神全体、電磁気現象の分析への彼のアプローチは非常に新しく珍しいものであったため、同時代の人々はその本を理解することを拒否しました. マクスウェルは論文の有名な序文で、彼の研究の目的を次のように特徴付けています: 最も重要な電磁気現象を説明し、それらをどのように測定できるかを示し、「測定された量の間の数学的関係を追跡すること」. 彼は、「この理論の数学的形式と一般的な力学との間の関係を可能な限り明らかにして、それらの力学法則の定義にある程度備えるようにしようとしていることを示しています。電磁気現象のイラストや説明のために。」 マクスウェルは、力学の法則が自然の基本法則であると考えています。 したがって、電磁理論の基本方程式の基本的な前提として、彼が力学の基本規定を設定したのは偶然ではありません。 しかし同時に、マクスウェルは、電磁気現象の理論は定性的に新しい理論であり、力学に還元できないことを理解していますが、力学は自然現象のこの新しい分野への浸透を容易にします。 マクスウェルの主な結論は次のように要約されます: 変化する電流によって励起された交番磁場は、周囲の空間に電場を作成し、それが次に磁場を励起します。単一の交流電磁界は電磁波です。 彼は、電流源によって生成された磁場がそこから一定の速度で伝播することを示す方程式を導き出しました。 発生した電磁界は、300 km / sの光速で宇宙空間を伝播し、ますます大きな体積を占めます。 D.マクスウェルは、光の波は、交流が存在するワイヤーの周りで発生する波と同じ性質であると主張しました。 それらは長さだけが互いに異なります。 非常に短い波長は可視光です。 XNUMX 年代半ばに、マクスウェルの著作「物体の分子構造の動的証明について」が出版されました。これは、彼の「熱の理論」と気体の運動論に関する彼の著作に重要な追加を表すものです。 1874 年に、彼は主要な歴史的研究を開始しました。それは、15 世紀の科学者ヘンリー キャベンディッシュの科学的遺産の研究であり、出版の準備をしています。 マクスウェルの研究の後、キャベンディッシュはファラデーよりずっと前に静電容量の大きさに対する誘電体の影響を発見し、クーロンが電気的相互作用の法則を発見する XNUMX 年前に発見したことが明らかになりました。 実験を説明するキャベンディッシュの電気に関する著作は、1879年に「名誉あるヘンリー・キャベンディッシュの電気に関する論文」というタイトルで出版された大量の本を取り上げました。 これはマクスウェルの生前に出版された最後の本でした。 5 年 1879 月 XNUMX 日、彼はケンブリッジで亡くなりました。 著者: サミン D.K.
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