JAMES CLERK MAXWELL: ชีวประวัติและผลงานด้านวิทยาศาสตร์ - คำศัพท์วัฒนธรรม - 2025

James Clerk Maxwell (1831 - 1879) เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตที่มีความเชี่ยวชาญในสาขาฟิสิกส์คณิตศาสตร์และมีส่วนร่วมในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์นี้ก่อนและหลัง

เขาได้รับการยอมรับว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดคนหนึ่งในบันทึกเขาได้รับการยอมรับโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการกำหนดทฤษฎีของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ความคิดของเขาวางรากฐานที่วิทยุที่เป็นที่รู้จักในปัจจุบันถูกสร้างขึ้น

ช่างภาพที่ไม่ปรากฏชื่อ สถาบันสมิ ธ โซเนียนจากสหรัฐอเมริกาผ่าน Wikimedia Commons

นอกจากนี้นักฟิสิกส์ผู้นี้ยังได้พัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับสาเหตุของความเสถียรของวงแหวนของดาวเสาร์ซึ่งเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ เขาทำงานกับจลนศาสตร์ของก๊าซและเป็นที่รู้กันว่าเป็นคนแรกที่พิมพ์ภาพถ่ายสี

การค้นพบของ Clerk Maxwell ช่วยวางรากฐานสำหรับฟิสิกส์สมัยใหม่ ผู้เชี่ยวชาญหลายคนในสาขานี้ถือว่าเขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีอิทธิพลมากที่สุดในศตวรรษที่ 19 ในสาขาฟิสิกส์ศตวรรษที่ 20

ผลงานที่เขาทำในสาขาวิทยาศาสตร์ถือว่ามีความสำคัญในระดับเดียวกับที่ไอแซกนิวตันและอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ทำ

ชีวประวัติ

ช่วงต้นปี

James Clerk Maxwell เกิดเมื่อวันที่ 13 มิถุนายน พ.ศ. 2374 ในเอดินบะระสกอตแลนด์ในครอบครัวชนชั้นกลาง เขาเป็นลูกคนเดียวของคู่รักที่แต่งงานกันในช่วงปลายชีวิต แม่ของเขามีเขาตอนอายุ 40 ปี

พ่อของเขาจอห์นเสมียนแม็กซ์เวลล์แห่งมิดเดิลบีทนายความที่มีชื่อเสียงได้รับการสืบทอดนามสกุลของเขามาจากตระกูลสำคัญในยุคนั้น นามสกุลของเจมส์มีความหมายเหมือนกันกับสังคมชั้นสูงของสกอตแลนด์ Frances Cay เป็นชื่อของแม่ของเขาผู้หญิงที่อยู่ในครอบครัวที่มีตำแหน่งสูงในสังคมในยุคนั้น

ไม่นานหลังจากที่เสมียนเกิดครอบครัวก็ย้ายเข้าไปอยู่ในบ้านในชนบทชื่อ Glenlair House ซึ่งตั้งอยู่ใน Middlebie Village and Parish

การศึกษาครั้งแรก

เมื่อแม็กซ์เวลล์อายุประมาณแปดขวบในปีพ. ศ. 2382 แม่ของเขาเสียชีวิตหลังจากป่วยด้วยโรคมะเร็งช่องท้อง หลังจากเหตุการณ์นั้นเสมียนเริ่มรับชั้นเรียนจากครูสอนพิเศษที่อ้างว่าชายหนุ่มมีปัญหาในการเรียนเนื่องจากใช้เวลาในการจดจำข้อมูล

อย่างไรก็ตาม Clerk Maxwell แสดงความอยากรู้อยากเห็นอย่างมากตั้งแต่อายุยังน้อยและมีความสามารถที่โดดเด่นในการเรียนรู้แนวคิดใหม่ ๆ ไม่นานหลังจากที่เขาเริ่มเรียนบทเรียนส่วนตัวป้าของเขาก็ส่งเขาไปโรงเรียนที่ Edinburgh Academy ในปีพ. ศ. 2384 ซึ่งเขาได้ผูกมิตรกับผู้คนที่กำหนดอนาคตของเขา

แม้เขาจะมีความอยากรู้อยากเห็นมาก แต่โปรแกรมการศึกษาที่เขาได้รับจากโรงเรียนก็ไม่ได้ทำให้เขาสนใจ ด้วยเหตุนี้เขาจึงเริ่มเอนเอียงไปทางวิทยาศาสตร์จนถึงจุดที่เขาตีพิมพ์บทความแรกของเขาที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่นี้เมื่อเขาอายุเพียง 14 ปี

ในเรียงความเสมียนแม็กซ์เวลล์ได้อธิบายชุดของเส้นโค้งวงรีที่สามารถโยงด้วยหมุดและเธรดโดยการเปรียบเทียบโดยใช้วงรี ความสนใจในรูปทรงเรขาคณิตและแบบจำลองเชิงกลยังคงดำเนินต่อไปตลอดชีวิตในฐานะนักเรียนและช่วยเขาในช่วงที่เขาเป็นนักวิจัย

อุดมศึกษา

James Clerk Maxwell อายุ 16 ปีเริ่มการศึกษาที่ University of Edinburgh ซึ่งเป็นหนึ่งในสถาบันที่สำคัญที่สุดในสกอตแลนด์ ในช่วงระยะเวลาที่เขายังคงอยู่ที่สถาบันแห่งนี้เขาได้ตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์สองชิ้นเกี่ยวกับการประพันธ์ของเขาเอง

นอกจากนี้นักฟิสิกส์ยังทุ่มเทเวลาเรียนหลายชั่วโมงนอกเหนือจากที่เขาได้รับจากมหาวิทยาลัย เขามาทดลองการด้นสดอุปกรณ์เคมีไฟฟ้าและแม่เหล็กภายในบ้านที่เขาอาศัยอยู่

ส่วนหนึ่งของการปฏิบัติเหล่านี้ช่วยให้เขาค้นพบความยืดหยุ่นในการถ่ายภาพ (วิธีที่กำหนดการกระจายความเครียดในโครงสร้างทางกายภาพ)

ในปีพ. ศ. 2393 เมื่อนักฟิสิกส์อายุประมาณ 19 ปีเขาเข้ามหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และความสามารถทางปัญญาของเขาเริ่มได้รับการยอมรับ ที่สถาบันเคมบริดจ์เขามีวิลเลียมฮอปกินส์เป็นศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์ซึ่งถือว่าแม็กซ์เวลล์เป็นนักเรียนคนสำคัญที่สุดคนหนึ่งของเขา

สี่ปีหลังจากเริ่มเรียนที่สถาบันแห่งนี้ในปีพ. ศ. 2397 เขาได้รับรางวัล Smith's Prize รางวัลอันทรงเกียรตินี้มอบให้เขาสำหรับการจัดทำเรียงความเกี่ยวกับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ต้นฉบับ

นอกจากนี้เขายังได้รับเลือกให้รับทุนการศึกษาซึ่งเป็นโอกาสที่เขาปฏิเสธที่จะกลับไปสกอตแลนด์เพื่อดูแลพ่อของเขาซึ่งอยู่ในสถานการณ์ด้านสุขภาพที่ล่อแหลม

การสูญเสียส่วนบุคคลและการแต่งงาน

ในปีพ. ศ. 2399 เขาได้รับแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์ด้านปรัชญาธรรมชาติที่ Marischal College แต่พ่อของเขาเสียชีวิตก่อนได้รับการแต่งตั้งซึ่งหมายถึงการสูญเสียครั้งสำคัญสำหรับนักฟิสิกส์เนื่องจากความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นซึ่งทำให้เขากับพ่อของเขา

นักวิทยาศาสตร์อายุน้อยกว่าอาจารย์คนอื่น ๆ ที่สอนที่ Colegio Marischal ประมาณ 15 ปี อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่อุปสรรคสำหรับเขาที่จะสร้างความมุ่งมั่นอย่างแรงกล้าต่อตำแหน่งที่เขาคิดไว้ เขากระตือรือร้นที่จะพัฒนาโปรแกรมการศึกษาใหม่และการประชุมตามกำหนดเวลากับนักเรียน

อีกสองปีต่อมาในปี 2401 เขาได้แต่งงานกับแคทเธอรีนแมรีดิวาร์ลูกสาวของอาจารย์ใหญ่ของวิทยาลัย Marischal พวกเขาไม่เคยมีลูกด้วยกัน หลายปีต่อมาเขาได้รับแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์ด้านปรัชญาธรรมชาติที่คิงส์คอลเลจลอนดอนประเทศอังกฤษ

ความก้าวหน้าในสายอาชีพ

ห้าปีข้างหน้าเป็นอาชีพที่ดีที่สุดของเขาเนื่องจากความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่เขาทำได้ ในช่วงเวลานี้เขาได้ตีพิมพ์บทความสองบทความที่กล่าวถึงเรื่องของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและทำการสาธิตการถ่ายภาพสี

นอกจากนี้เขายังดำเนินงานทางทฤษฎีและการทดลองเกี่ยวกับความหนืดของก๊าซ ความสำคัญที่เขาได้รับในสาขาวิทยาศาสตร์ทำให้เขาคู่ควรกับการเป็นสมาชิกของ Royal Scientific Society ในปีพ. ศ. 2404

ในทางกลับกันเขารับผิดชอบในการดูแลการกำหนดหน่วยไฟฟ้าทดลองสำหรับสมาคมอังกฤษ ผลงานของเขาในสาขาวิทยาศาสตร์นำไปสู่การสร้างห้องปฏิบัติการฟิสิกส์แห่งชาติ

นอกจากนี้เขายังมีส่วนร่วมสำคัญในทฤษฎีเกี่ยวกับความเร็วของแสงด้วยการวัดสัดส่วนของหน่วยแม่เหล็กไฟฟ้าและไฟฟ้าสถิต

ผลงานด้านวิทยาศาสตร์

ในปีพ. ศ. 2408 นักฟิสิกส์ลาออกจากงานที่คิงส์คอลเลจเพื่อเกษียณอายุไปยังที่ดินของเขาในเกลนแลร์ เขาเดินทางไปลอนดอนและอิตาลีหลายครั้งและไม่กี่ปีต่อมาก็เริ่มเขียนบทความเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก

วิจัย

งานวิจัยของ Maxwell เกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้ามีความสำคัญมากจนนักวิทยาศาสตร์ได้รับการพิจารณาว่ามีความสำคัญมากที่สุดในประวัติศาสตร์

ในบทความเรื่องไฟฟ้าและแม่เหล็กซึ่งตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2416 เป้าหมายหลักของเขาคือการเปลี่ยนความคิดทางกายภาพของไมเคิลฟาราเดย์ให้เป็นสูตรทางคณิตศาสตร์ เขาพยายามอธิบายแนวคิดของฟาราเดย์อย่างเข้าใจ

การสืบสวนที่เขาดำเนินการเกี่ยวกับกฎหมายนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำการค้นพบที่สำคัญสำหรับสาขาฟิสิกส์ได้เท่าที่ข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วแสงเกี่ยวข้อง

นักวิทยาศาสตร์ได้รับเลือกในปีพ. ศ. 2414 ให้ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ในเก้าอี้ตัวใหม่ที่เปิดทำการที่เคมบริดจ์ ตามข้อเสนอนี้เขาเริ่มออกแบบห้องปฏิบัติการคาเวนดิชและดูแลการก่อสร้าง แม้จะมีนักเรียนเพียงไม่กี่คน แต่เขาก็มีกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงในยุคนั้น

ความตาย

แปดปีต่อมาในปี พ.ศ. 2422 แม็กซ์เวลล์เริ่มป่วยหลายครั้ง ไม่นานหลังจากที่เขากลับไปที่ Glenlair; อย่างไรก็ตามสุขภาพของเขาไม่ดีขึ้น

นักวิทยาศาสตร์เสียชีวิตเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2422 หลังจากเจ็บป่วยไม่นาน การฝังศพของเขาไม่ได้รับเกียรติจากสาธารณชน เขาถูกฝังในสุสานเล็ก ๆ ที่ตั้งอยู่ในสกอตแลนด์

ผลงานด้านวิทยาศาสตร์

แม่เหล็กไฟฟ้า

การศึกษาที่ Maxwell ดำเนินการเกี่ยวกับกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ซึ่งระบุว่าสนามแม่เหล็กสามารถเปลี่ยนเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เขาสามารถค้นพบที่สำคัญในสาขาวิทยาศาสตร์นี้ได้

ด้วยการพยายามสร้างภาพประกอบของกฎหมายนี้นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการสร้างแบบจำลองทางกลที่ทำให้เกิด "กระแสไฟฟ้ากระจัด" ซึ่งอาจเป็นพื้นฐานสำหรับคลื่นตามขวาง

นักฟิสิกส์ทำการคำนวณความเร็วของคลื่นเหล่านี้และพบว่าพวกมันใกล้เคียงกับความเร็วแสงมาก สิ่งนี้นำไปสู่ทฤษฎีที่ชี้ให้เห็นว่าสามารถสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการได้ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ Heinrich Hertz ได้แสดงให้เห็นหลายปีต่อมา

การศึกษานี้โดย Maxwell อนุญาตว่าในช่วงหลายปีที่ผ่านมาวิทยุที่เรารู้จักในปัจจุบันสามารถสร้างขึ้นได้

ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับวงแหวนของดาวเสาร์

ในช่วงวัยเยาว์ของนักวิทยาศาสตร์ได้ให้ความสำคัญกับการอธิบายว่าเหตุใดวงแหวนของดาวเสาร์จึงหมุนรอบโลกอย่างสม่ำเสมอ

การวิจัยของ Maxwell นำไปสู่การเขียนเรียงความเกี่ยวกับความเสถียรของการเคลื่อนที่ของวงแหวนของดาวเสาร์ การพัฒนาบทความนี้ทำให้ Maxwell ได้รับรางวัลทางวิทยาศาสตร์

ผลงานสรุปได้ว่าวงแหวนของดาวเสาร์ต้องประกอบด้วยมวลของสสารที่ไม่เกี่ยวข้องกัน การศึกษานี้ได้รับรางวัลสำหรับการมีส่วนร่วมที่สำคัญต่อวิทยาศาสตร์

ข้อสรุปของ Maxwell เกี่ยวกับเรื่องนี้ได้รับการตรวจสอบมากกว่า 100 ปีต่อมาในปี 1980 โดยยานสำรวจอวกาศที่ส่งไปยังดาวเคราะห์ ยานสำรวจดังกล่าวเป็นยานวอยเอเจอร์ที่มีชื่อเสียงซึ่งส่งโดย NASA

การตรวจสอบทฤษฎีจลน์ของก๊าซ

แม็กซ์เวลล์เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้วิธีการของความน่าจะเป็นและสถิติเพื่ออธิบายคุณสมบัติของโมเลกุลชุดหนึ่งดังนั้นเขาจึงสามารถแสดงให้เห็นว่าความเร็วของโมเลกุลของก๊าซต้องมีการกระจายทางสถิติ

การจัดจำหน่ายไม่นานหลังจากนั้นเป็นที่รู้จักกันในชื่อกฎหมายการกระจายของ Maxwell-Boltzmann นอกจากนี้นักฟิสิกส์ได้ตรวจสอบคุณสมบัติที่ช่วยให้ก๊าซสามารถขนส่งได้โดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความดันต่อความหนืดการนำความร้อนและการแพร่กระจาย

การมองเห็นสี

เช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในยุคนั้น Maxwell มีความสนใจอย่างมากในด้านจิตวิทยาโดยเฉพาะการมองเห็นสี

เป็นเวลาประมาณ 17 ปีระหว่างปี พ.ศ. 2398 ถึง พ.ศ. 2415 เขาได้ตีพิมพ์ชุดการสืบสวนที่เขาทำเกี่ยวกับการรับรู้สีไม่สามารถมองเห็นสีและทฤษฎีเกี่ยวกับพื้นที่นี้ได้ ต้องขอบคุณพวกเขาเขาได้รับเหรียญจากบทความหนึ่งเรื่องทฤษฎีการมองเห็นสี

การวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องบางคนเช่น Isaac Newton และ Thomas Young ใช้เป็นพื้นฐานในการดำเนินการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้ อย่างไรก็ตามนักฟิสิกส์มีความสนใจเป็นพิเศษในการรับรู้สีในการถ่ายภาพ

หลังจากทำงานทางจิตวิทยาเกี่ยวกับการรับรู้สีแล้วเขาได้พิจารณาว่าหากผลรวมของแสงสามดวงสามารถสร้างสีใด ๆ ที่มนุษย์มองเห็นได้ก็สามารถสร้างภาพถ่ายสีโดยใช้ฟิลเตอร์พิเศษเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้

Maxwell เสนอว่าหากถ่ายภาพขาวดำโดยใช้ฟิลเตอร์สีแดงเขียวและน้ำเงินการแสดงผลแบบโปร่งใสของภาพสามารถฉายบนหน้าจอโดยใช้ตัวป้องกันสามตัวที่มีตัวกรองที่คล้ายกัน

ผลการทดลองเรื่องการมองเห็นสี

ในขณะที่ Mawell ซ้อนภาพบนหน้าจอเขาตระหนักว่าสายตาของมนุษย์จะรับรู้ผลลัพธ์ว่าเป็นการสร้างสีทั้งหมดที่อยู่ในฉากให้สมบูรณ์

หลายปีต่อมาในปี 1861 ในระหว่างการประชุมที่ Royal Institute เกี่ยวกับทฤษฎีสีนักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอการสาธิตครั้งแรกในโลกเกี่ยวกับการใช้สีในการถ่ายภาพ เขาใช้ผลการวิเคราะห์เพื่อพิสูจน์ความคิดของเขา

อย่างไรก็ตามผลการทดลองไม่เป็นไปตามที่คาดไว้เนื่องจากความแตกต่างของเม็ดสีระหว่างฟิลเตอร์ที่ใช้ในการเพิ่มสี

แม้จะไม่ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ แต่งานวิจัยของเขาเกี่ยวกับการใช้สีในการถ่ายภาพเป็นพื้นฐานในการให้กำเนิดการถ่ายภาพสีในอีกไม่กี่ปีต่อมา

อ้างอิง

1. James Clerk Maxwell บรรณาธิการสารานุกรมบริแทนนิกา (2018) นำมาจาก britannica.com
2. James Clerk Maxwell พอร์ทัลนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียง (nd) นำมาจาก famousscientists.org
3. James Clerk Maxwell, Undiscovered Scotland Portal, (nd) นำมาจาก undiscoveredscotland.co.uk
4. James Clerk Maxwell พอร์ทัล Wikipedia ภาษาอังกฤษ (nd) นำมาจาก en.wikipedia.org
5. James Clerk Maxwell คือใคร Portal The Maxwell ที่ Glenlair Trust (nd) นำมาจาก org.uk