James Clerk Maxwell, Meister des Elektromagnetismus

James Clerk Maxwell war ein schottischer Physiker, der am besten dafür bekannt war, die Felder Elektrizität und Magnetismus zu kombinieren, um eine Theorie des elektromagnetischen Feldes zu erstellen.

Frühes Leben und Studien

James Clerk Maxwell wurde am 13. Juni 1831 in Edinburgh in eine finanzstarke Familie hineingeboren. Die meiste Zeit seiner Kindheit verbrachte er jedoch in Glenlair, einem von Walter Newall für Maxwells Vater entworfenen Familienbesitz. Das Studium des jungen Maxwell führte ihn zunächst an die Edinburgh Academy (wo er mit erstaunlichen 14 Jahren seine erste wissenschaftliche Arbeit in den Proceedings der Royal Society of Edinburgh veröffentlichte) und später an die University of Edinburgh und die University of Cambridge. Als Professor begann Maxwell 1856 mit der Besetzung des freien Lehrstuhls für Naturphilosophie am Marischal College in Aberdeen. Er bekleidete dieses Amt bis 1860, als Aberdeen seine beiden Hochschulen zu einer Universität zusammenlegte (und nur eine Professur für Naturphilosophie erhielt) ging an David Thomson).

Diese erzwungene Entfernung erwies sich als lohnend: Maxwell wurde schnell zum Professor für Physik und Astronomie am King's College in London ernannt, eine Ernennung, die die Grundlage für einige der einflussreichsten Theorien seines Lebens bildete.

Elektromagnetismus

Sein Artikel über physikalische Kraftlinien, der über einen Zeitraum von zwei Jahren (1861–1862) geschrieben und schließlich in mehreren Teilen veröffentlicht wurde, stellte seine zentrale Theorie des Elektromagnetismus vor. Zu den Grundsätzen seiner Theorie gehörten (1) die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen mit Lichtgeschwindigkeit und (2) das Vorhandensein von Licht im selben Medium wie elektrische und magnetische Phänomene.

Im Jahr 1865 trat Maxwell vom King's College zurück und fuhr fort zu schreiben: Eine dynamische Theorie des elektromagnetischen Feldes während des Jahres seines Rücktritts; Auf gegenseitigen Figuren, Rahmen und Kräftediagrammen von 1870; Theorie der Hitze im Jahre 1871; und Materie und Bewegung im Jahr 1876. Im Jahr 1871 wurde Maxwell der Cavendish Professor für Physik in Cambridge, eine Position, die ihn verantwortlich für die Arbeit im Cavendish Laboratory gemacht. Die Veröffentlichung einer Abhandlung über Elektrizität und Magnetismus von 1873 lieferte unterdessen die bisher vollständigste Erklärung für Maxwells vier teilweise unterschiedliche Gleichungen, die einen wesentlichen Einfluss auf Albert Einsteins Relativitätstheorie haben würden. Am 5. November 1879 starb Maxwell nach längerer Krankheit im Alter von 48 Jahren an Bauchkrebs.

Er gilt als einer der größten wissenschaftlichen Köpfe der Welt, den Einstein und Isaac Newton-Maxwell je gesehen haben. Seine Beiträge gehen über die elektromagnetische Theorie hinaus und umfassen: eine renommierte Untersuchung der Dynamik der Saturnringe; die etwas zufällige, wenn auch immer noch wichtige Aufnahme der ersten Farbfotografie; und seine kinetische Theorie der Gase, die zu einem Gesetz über die Verteilung der Molekülgeschwindigkeiten führte. Die wichtigsten Erkenntnisse seiner elektromagnetischen Theorie - dass Licht eine elektromagnetische Welle ist, dass sich elektrische und magnetische Felder in Form von Wellen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, dass Funkwellen durch den Weltraum wandern können - sind sein wichtigstes Erbe. Nichts fasst die monumentale Leistung von Maxwells Lebenswerk so gut zusammen wie diese Worte von Einstein selbst: "Diese Änderung in der Auffassung der Realität ist die tiefgreifendste und fruchtbarste, die die Physik seit Newtons Zeiten erlebt hat."