पूर्ण चेतन अज्ञानता विज्ञान में हर वास्तविक प्रगति की प्रस्तावना है।
James Clerk Maxwell एक स्कॉटिश वैज्ञानिक थे जो गणितीय भौतिकी के क्षेत्र में काम करते थे। उनकी सबसे उल्लेखनीय उपलब्धि विद्युत चुंबकीय विकिरण के शास्त्रीय सिद्धांत को तैयार करना था, जिसमें उन्होंने पहली बार विद्युत, चुंबकत्व और प्रकाश को एक ही घटना की विभिन्न अभिव्यक्तियों के रूप में एक साथ लाया। विद्युत चुंबकत्व के लिए Maxwell के समीकरणों को "भौतिकी में दूसरा महान एकीकरण" कहा जाता है, जहां पहला Isaac Newton द्वारा महसूस किया गया था।
1865 में "ए डायनामिकल थ्योरी ऑफ द इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड" के प्रकाशन के साथ, Maxwell ने प्रदर्शित किया कि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र अंतरिक्ष के माध्यम से प्रकाश की गति से चलने वाली तरंगों के रूप में यात्रा करते हैं। उन्होंने प्रस्तावित किया कि प्रकाश उसी माध्यम में एक कंपन है जो विद्युत और चुंबकीय घटना का कारण है। प्रकाश और विद्युत घटना के एकीकरण ने रेडियो तरंगों के अस्तित्व की उनकी भविष्यवाणी की ओर अग्रसर किया। Maxwell को विद्युत इंजीनियरिंग के आधुनिक क्षेत्र के संस्थापक के रूप में भी माना जाता है।
उन्होंने Maxwell–Boltzmann वितरण को विकसित करने में मदद की, जो गैसों के गतिज सिद्धांत के पहलुओं का वर्णन करने का एक सांख्यिकीय साधन है। वह 1861 में पहली टिकाऊ रंग तस्वीर प्रस्तुत करने और पुल जैसे कई ढांचों में रॉड-और-जोड़ फ्रेमवर्क ट्रस की कठोरता का विश्लेषण करने पर अपने अनिवार्य कार्य के लिए भी जाने जाते हैं।
उनकी खोजों ने आधुनिक भौतिकी के युग को लाने में मदद की, जिससे विशेष सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी जैसे क्षेत्रों की नींव रखी गई। कई भौतिकविद् Maxwell को 19वीं सदी के वैज्ञानिक के रूप में मानते हैं जिनका 20वीं सदी की भौतिकी पर सबसे बड़ा प्रभाव था। विज्ञान में उनके योगदान को कई लोग Isaac Newton और Albert Einstein के योगदान के समान महत्व का माना जाता है। सहस्राब्दी सर्वेक्षण—100 सबसे प्रमुख भौतिकविदों का एक सर्वेक्षण—में Maxwell को सभी समय के तीसरे महानतम भौतिकविद् के रूप में वोट दिया गया था, केवल Newton और Einstein के पीछे। Maxwell के जन्मदिन की शताब्दी पर, Einstein ने Maxwell के कार्य को "सबसे गहरा और सबसे फलदायक" के रूप में वर्णित किया जो "physics को Newton के समय से मिला है"। Einstein, जब वह 1922 में University of Cambridge का दौरा करने गए, तो उन्हें उनके मेजबान द्वारा बताया गया कि वह बड़ी चीजें कर सकते हैं क्योंकि वह Newton के कंधों पर खड़े थे; Einstein ने जवाब दिया: "नहीं, मैं नहीं हूं। मैं Maxwell के कंधों पर खड़ा हूं।"
जीवन
प्रारंभिक जीवन, 1831–1839
James Clerk Maxwell का जन्म 13 जून 1831 को Edinburgh के 14 India Street पर John Clerk Maxwell of Middlebie को हुआ था, जो एक अधिवक्ता थे, और Frances Cay जो Robert Hodshon Cay की बेटी और John Cay की बहन थीं। उनका जन्मस्थान अब James Clerk Maxwell Foundation द्वारा संचालित एक संग्रहालय है। उनके पिता Penicuik के Clerk परिवार के आरामदायक साधनों वाले एक व्यक्ति थे, जो Clerk of Penicuik की baronetcy के धारक थे। उनके पिता का भाई 6th Baronet था। वह "John Clerk" के रूप में पैदा हुए थे, जिन्होंने 1793 में Middlebie estate को विरासत में पाने के बाद, जो Dumfriesshire में एक Maxwell संपत्ति है, अपने नाम में Maxwell जोड़ा। James कलाकार Jemima Blackburn के दोनों प्रथम चचेरे भाई थे, जो उनके पिता की बहन की बेटी थीं और सिविल इंजीनियर William Dyce Cay जो उनकी माता के भाई के बेटे थे। Cay और Maxwell घनिष्ठ मित्र थे और Cay ने Maxwell के विवाह के समय उनके best man का कार्य किया था।
Maxwell के माता-पिता तब मिले और विवाह किया जब वे अपने तीसवें दशक में काफी आगे थे; उनकी माता 40 के लगभग थीं जब वह पैदा हुए थे। उनका एक पहले बचपन में मर जाने वाली Elizabeth नाम की एक बेटी थी।
जब Maxwell बचपन में थे तो उनका परिवार Glenlair, Kirkcudbrightshire को चला गया, जहां उनके माता-पिता ने संपत्ति पर 1,500 acres 610 ha भूमि पर निर्माण किया था। सभी संकेत बताते हैं कि Maxwell के पास बचपन से ही एक अतृप्त जिज्ञासा थी। तीन साल की उम्र तक, सब कुछ जो चला, चमकता या शोर मचाता था, उसने सवाल उठाया: "what's the go o' that?" 1834 में अपनी बहन-in-law Jane Cay को अपने पिता के पत्र में जोड़े गए एक अंश में, उनकी माता ने इस सहज जिज्ञासा की भावना का वर्णन किया:
वह एक बहुत ही खुश आदमी हैं, और जब से मौसम शांत हुआ है, काफी सुधार हुआ है; उसे दरवाजों, ताले, कुंजियों आदि के साथ महान काम है, और "मुझे दिखाओ कि यह कैसे होता है" उसके मुँह से कभी नहीं निकलता है। वह धाराओं और घंटी के तारों के छिपे हुए पाठ्यक्रम का भी अन्वेषण करता है, पानी तालाब से दीवार के माध्यम से कैसे निकलता है....।
शिक्षा, 1839–1847
लड़के की क्षमता को पहचानते हुए, Maxwell की माता Frances ने उनकी शुरुआती शिक्षा की जिम्मेदारी ली, जो Victorian युग में काफी हद तक घर की महिला का काम था। आठ साल की उम्र में वह Milton के लंबे अंश और पूरे 119th psalm 176 verses को सुना सकते थे। वास्तव में, उनके धर्मग्रंथ का ज्ञान पहले से ही विस्तृत था; वह भजन से लगभग किसी भी उद्धरण के लिए अध्याय और पद दे सकते थे। उनकी माता को पेट के कैंसर का रोग हुआ और, एक असफल ऑपरेशन के बाद, दिसंबर 1839 में मृत्यु हो गई जब वह आठ साल के थे। उनकी शिक्षा तब उनके पिता और उनके पिता की बहन-in-law Jane द्वारा की जाती थी, दोनों ने उनके जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी। उनकी औपचारिक शिक्षा एक 16 वर्षीय किराए के गुरु के मार्गदर्शन में असफलतापूर्वक शुरू हुई थी। Maxwell को शिक्षित करने के लिए नियुक्त युवा आदमी के बारे में बहुत कम ज्ञात है, सिवाय इसके कि वह छोटे लड़के के साथ कठोर व्यवहार करता था, उसे धीमा और विचित्र होने के लिए डांटता था। गुरु को नवंबर 1841 में निकाल दिया गया था। James के पिता ने उन्हें 12 फरवरी, 1842 को Robert Davidson के विद्युत प्रणोदन और चुंबकीय बल के प्रदर्शन के लिए ले गए, यह अनुभव लड़के के लिए गहरे निहितार्थों वाला था।
Maxwell को प्रतिष्ठित Edinburgh Academy में भेजा गया था। वह term के समय अपनी आंट Isabella के घर में रहते थे। इस समय उनके बड़े चचेरे भाई Jemima द्वारा उनके चित्रकला के जुनून को प्रोत्साहित किया गया। 10 साल का Maxwell, जो अपने पिता की ग्रामीण संपत्ति पर अलगाववाद में पला-बढ़ा था, स्कूल में अच्छी तरह से फिट नहीं बैठा। पहले साल भरपूर था, जिससे वह दूसरे साल के साथ अपने से एक साल बड़े सहपाठियों के साथ शामिल हो गए। उनके आचरण और Galloway लहजे ने अन्य लड़कों को ग्रामीण लगा। पहले दिन स्कूल में होममेड जूते और एक tunic पहनकर आने के बाद, उन्हें "Daftie" का अप्रिय उपनाम मिला। ऐसा लगता नहीं कि वह इस उपनाम से नाराज थे, कई वर्षों तक इसे बिना शिकायत के सहन करते रहे। Academy में सामाजिक अलगाववाद तब समाप्त हुआ जब वह Lewis Campbell और Peter Guthrie Tait से मिले, समान आयु वाले दो लड़के जो बाद में जीवन में उल्लेखनीय विद्वान बनने वाले थे। वे आजीवन दोस्त रहे।
Maxwell बचपन में ही ज्यामिति से मुग्ध थे, किसी भी औपचारिक निर्देश प्राप्त करने से पहले नियमित polyhedra को फिर से खोजा। अपने दूसरे साल में स्कूल के धर्मग्रंथ जीवनी पुरस्कार जीतने के बावजूद, उनके शैक्षणिक कार्य तब तक अनदेखा रहा जब तक कि 13 साल की उम्र में, उन्होंने स्कूल के गणितीय पदक और अंग्रेजी और कविता दोनों के लिए पहला पुरस्कार जीता।
Maxwell की रुचियां स्कूल के पाठ्यक्रम से बहुत आगे थीं और उन्होंने परीक्षा के प्रदर्शन पर विशेष ध्यान नहीं दिया। उन्होंने 14 साल की उम्र में अपना पहला वैज्ञानिक पत्र लिखा। इसमें उन्होंने एक तार के टुकड़े से गणितीय वक्रों को खींचने के एक यांत्रिक साधन, और दीर्घवृत्त, Cartesian ovals, और दो से अधिक foci वाली संबंधित वक्रों के गुणों का वर्णन किया। 1846 का यह कार्य, "On the description of oval curves and those having a plurality of foci" को Royal Society of Edinburgh को James Forbes द्वारा प्रस्तुत किया गया था, जो University of Edinburgh में प्राकृतिक दर्शन के प्रोफेसर थे, क्योंकि Maxwell को स्वयं काम प्रस्तुत करने के लिए बहुत कम उम्र माना जाता था। कार्य पूरी तरह से मूल नहीं था, क्योंकि René Descartes ने भी 17वीं सदी में ऐसे बहु-focal दीर्घवृत्त के गुणों की जांच की थी, लेकिन उन्होंने उनके निर्माण को सरल बनाया।
University of Edinburgh, 1847–1850
Maxwell ने 1847 में 16 साल की उम्र में Academy छोड़ दिया और University of Edinburgh में कक्षाओं में भाग लेना शुरू किया। उन्हें University of Cambridge में जाने का अवसर था, लेकिन अपने पहले term के बाद निर्णय लिया कि वह Edinburgh में अपने स्नातक अध्ययन का पूरा कोर्स पूरा करें। विश्वविद्यालय के शैक्षणिक कर्मचारियों में कुछ अत्यधिक सम्मानित नाम शामिल थे; उनके पहले साल के tutors में Sir William Hamilton शामिल थे, जिन्होंने उन्हें logic और metaphysics पर पढ़ाया, Philip Kelland ने गणित पर, और James Forbes ने प्राकृतिक दर्शन पर। वह विश्वविद्यालय में अपनी कक्षाओं को demanding नहीं मानते थे, और इसलिए विश्वविद्यालय में मुक्त समय में निजी अध्ययन में स्वयं को विसर्जित करने में सक्षम थे और विशेष रूप से जब वह Glenlair पर घर वापस आते थे। वहां वह आशुलिपि रासायनिक, विद्युत और चुंबकीय उपकरणों के साथ प्रयोग करते थे, हालांकि उनके मुख्य चिंताएं ध्रुवीकृत प्रकाश के गुणों से संबंधित थीं। उन्होंने आकार के जिलेटिन के ब्लॉक बनाए, विभिन्न तनावों के अधीन, और William Nicol द्वारा दिए गए ध्रुवीकरण प्रिज्म की एक जोड़ी के साथ, जेली के भीतर विकसित रंगीन किनारों को देखा। इस अभ्यास के माध्यम से उन्होंने photoelasticity की खोज की, जो शारीरिक संरचनाओं के भीतर stress distribution को निर्धारित करने का एक साधन है।
18 साल की उम्र में, Maxwell ने Royal Society of Edinburgh के Transactions के लिए दो papers का योगदान दिया। इनमें से एक, "On the Equilibrium of Elastic Solids", अपने जीवन में एक महत्वपूर्ण खोज के लिए आधार तैयार किया, जो शियर stress द्वारा चिपचिपे तरल पदार्थों में उत्पन्न अस्थायी double refraction था। उनका अन्य पत्र "Rolling Curves" था और, जैसे Edinburgh Academy में लिखे "Oval Curves" पत्र के साथ, उन्हें फिर से अपने आप को rostrum पर खड़े होने के लिए बहुत कम माना जाता था। पत्र को Royal Society को उनके tutor Kelland द्वारा प्रस्तुत किया गया था।
University of Cambridge, 1850–1856
अक्टूबर 1850 में, पहले से ही एक accomplished गणितज्ञ, Maxwell University of Cambridge के लिए Scotland छोड़ गए। उन्होंने शुरुआत में Peterhouse में भाग लिया, लेकिन अपने पहले term के अंत से पहले Trinity को स्थानांतरित कर दिया, जहां उन्हें लगा कि fellowship प्राप्त करना आसान होगा। Trinity में उन्हें Cambridge Apostles के रूप में जाने जाने वाली elite secret society में चुना गया। Maxwell
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