fuera de los círculos científicos, el físico escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) no es muy conocido, pero su impacto en la física moderna fue profundo. Su trabajo sobre las Fuerzas Eléctricas y magnéticas impulsó la teoría del electromagnetismo, allanando el camino para que Albert Einstein desarrollara su teoría de la relatividad y nuestra comprensión moderna de la gravedad.,
Los intereses de Maxwell en la física eran diversos. Así como el electromagnetismo, también tuvo un impacto significativo en el campo de la termodinámica, utilizando un enfoque matemático revolucionario. Una de las características más intrigantes de su trabajo es su experimento mental, conocido como el demonio de Maxwell, que aunque no necesariamente demoníaco, tiene una habilidad mágica (teórica): romper la segunda ley de la termodinámica.
en su nuevo libro Professor Maxwell’s Duplicitous Demon (£16.,99, Icon Book), Brian Clegg explora la vida de James Clerk Maxwell y sus contribuciones a la física, entrelazadas con pasajes del mismo demonio. Aquí hay un extracto del capítulo final del libro, explicando el legado del gran científico y su impacto en el futuro de la física.
Capítulo 10 – el legado
Si se le preguntara a un científico de finales del siglo XIX a quién – de los grandes nombres de ese siglo – los científicos en el futuro considerarían como el físico Británico líder de la época, sin duda habría dicho Lord Kelvin., El viejo amigo de Maxwell, William Thomson, fue festejado en su día, una realidad que se reflejó en su elevación a la Cámara de los Lores, el primer científico en recibir este honor.1 ciertamente, no hay duda de que Kelvin hizo un trabajo esencial en la termodinámica, así como trabajar en muchas aplicaciones prácticas de la ciencia – su nombre aparece en más de 70 patentes de la época, y como hemos visto, fue una figura destacada en la colocación del cable transatlántico.,
fue Kelvin, No Maxwell, quien terminó junto a Isaac Newton en la Abadía de Westminster, y Kelvin que tiene una unidad científica que lleva su nombre. No mucho después de que Kelvin muriera en 1907, se erigirían estatuas de él tanto en su lugar de nacimiento de Belfast como en la ciudad donde realizó la mayor parte de su trabajo, Glasgow. Por el contrario, Maxwell fue enterrado en un pequeño cementerio rural y no habría una estatua de él en su Escocia natal durante más de 100 años después de su muerte.
para la primera mitad del siglo XX, sin embargo, la imagen se transformó., Mientras que Kelvin logros no han sido menospreciado, ahora parece mucho menos importante en el gran esquema de las cosas. En comparación, la apreciación del trabajo de Maxwell sobre el electromagnetismo, su contribución a la Mecánica Estadística y su transformación de la forma en que se llevó a cabo la física teórica lo han convertido en un héroe para los físicos modernos. No es por nada que Einstein dice: ‘no habría física moderna sin las ecuaciones electromagnéticas de Maxwell; le debo más a Maxwell que a nadie.,’
Los que mejor lo conocían eran conscientes desde el principio de que había algo especial en James Clerk Maxwell., amigo desde la escuela, Peter Tait, escribió de él en Nature al final de un resumen de la obra de Maxwell, proporcionando un elogio que se levantaría bien hoy en su referencia a la resistencia al ‘balbuceo vano’ y la pseudociencia:
no puedo expresar adecuadamente en palabras el alcance de la pérdida que su temprana muerte ha infligido no solo a sus amigos personales, a la Universidad de Cambridge, a todo el mundo científico, sino también, y muy especialmente, a la causa del sentido común, de la verdadera ciencia y de la religión misma, en estos días de-balbuceo, pseudo-ciencia y materialismo.,
hubo algo muy especial en la amplitud de la contribución de Maxwell. Charles Coulson, que en 1947 asumió la misma silla que Maxwell había ocupado en el King’s College de Londres, comentó: «apenas hay un solo tema que tocó que no cambió casi más allá del reconocimiento.»Este volumen de producción fue igualado por la visión de Maxwell – su capacidad para desarrollar modelos y matemáticas para modelar la realidad cuando este enfoque era una novedad., En un folleto preparado para celebrar el centenario del nacimiento de Maxwell en 1931, el físico Inglés James Jeans dio un testimonio sorprendente de esta fuerza intuitiva al describir la distribución de Maxwell para las velocidades de las moléculas de gas. Jeans escribió:
Maxwell, por un tren de argumentos que parece no tener ninguna relación en absoluto con las moléculas, o incluso con la dinámica de sus movimientos, o con la lógica, o incluso con el sentido común ordinario, llegó a una fórmula que de acuerdo con todos los precedentes y todas las reglas de la filosofía científica, debería haber sido irremediablemente equivocada., De hecho, posteriormente se demostró que era exactamente correcto was fue este poder de la intuición física profunda, junto con una técnica matemática adecuada, aunque no sobresaliente, que yacía en la base de la grandeza de Maxwell.
no es raro cuando se trata de dar a Maxwell su lugar legítimo en el Panteón de la física para colocarlo entre Newton y Einstein (probablemente lanzando en Faraday también). Y aunque no hay duda de que una cantidad considerable del trabajo de Newton se refería a la física, es discutible que Newton era mucho menos físico que Maxwell.,
es interesante comparar los catálogos de las bibliotecas de Newton y Maxwell. Newton dejó 2.100 libros. De estos, 109 fueron sobre Física y astronomía, 138 sobre Alquimia, 126 sobre matemáticas y 477 sobre teología.3 en comparación, más de la mitad de los libros de Maxwell eran de física. Newton era posiblemente un matemático aplicado (cuando no estaba ocupado como alquimista, teólogo o trabajando en la casa de la moneda). Maxwell, como Einstein, era indudablemente un físico.,
Mirando hacia atrás desde el siglo xxi, Maxwell viene a través como inusualmente unstuffy para su día. Alguien lejos de la imagen estereotipada del científico victoriano sin humor. Y ahora también estamos en condiciones de apreciar lo mucho que su trabajo sobre electromagnetismo ayudaría a lanzar una revolución tecnológica.,
Teniendo en cuenta lo fresca que era gran parte de la ciencia de Maxwell, podemos ver en algunos de sus escritos y charlas posteriores un enfoque muy moderno de los asuntos científicos. En 1873, dio un discurso titulado «Discurso sobre moléculas» en la reunión de la Asociación Británica en Bradford, una pequeña parte de la cual hace una inmersión ideal en las propias palabras de Maxwell.,
en los cielos descubrimos por su luz, y solo por su luz, estrellas tan distantes unas de otras que ninguna cosa material puede haber pasado de una a otra;4 y sin embargo esta luz, que es para nosotros la única evidencia de la existencia de estos mundos distantes, nos dice también que cada uno de ellos está construido de moléculas de la misma clase que las que encontramos en la tierra. Una molécula de hidrógeno, por ejemplo, ya sea en Sirio o en Arcturus, ejecuta sus vibraciones precisamente al mismo tiempo.,
Por lo tanto, cada molécula a través del universo lleva impreso en ella el sello de un sistema métrico5 tan claramente como lo hace el metro de los archivos de París, o el doble codo real en el templo de Karnak.
no se puede formar ninguna teoría de la evolución para explicar la similitud de las moléculas, ya que la evolución implica necesariamente un cambio continuo, y la molécula es incapaz de crecer o decaer, de generar o destruir.
ninguno de los procesos de la naturaleza, desde el momento en que comenzó la naturaleza, ha producido la menor diferencia en las propiedades de cualquier molécula.,
en este punto, Maxwell se desvía de la ciencia moderna, ya que asume que las moléculas tienen que haber sido hechas de algo, dada su naturaleza idéntica, pero que no había ningún proceso que pudiera hacer que ‘podamos llamar natural’. Ahora sabemos que hay procesos perfectamente naturales para el intercambio de materia y energía que pueden explicar la creación de la materia, pero cuando Maxwell escribió, esta ciencia estaba todavía 23 años en el futuro, con la teoría especial de la relatividad de Einstein. (Y la teoría especial no habría surgido sin el trabajo de Maxwell., Aun así, hasta ese momento, y teniendo en cuenta algunos cambios en el lenguaje, podríamos haber escuchado tan fácilmente a un Brian Cox O Neil deGrasse Tyson expandiéndose en las maravillas del universo como a un victoriano. La visión de Maxwell estaba muy alejada de los meandros semi-místicos de la física anterior, una falla que permaneció con ella incluso cuando Newton y sus seguidores habían comenzado a incluir algunas matemáticas.
a lo largo de este libro, una parte menor de la producción de Maxwell – el demonio – ha desempeñado un papel significativo., Quería que el demonio tuviera su opinión porque refleja muy bien la capacidad de Maxwell para desafiar la forma en que sus colegas pensaban las cosas, para usar nuevos enfoques interesantes para modelar, e incorporar un toque de humor en lo que puede ser una ciencia muy po-faced. Más que un gran científico, Maxwell parece haber sido un hombre notable, alguien con quien debe haber sido un placer ser un amigo.
Maxwell y su demonio merecen ser recordados mientras la ciencia tenga un impacto en nuestras vidas.,
1 a menudo se dice, Por cierto, que Isaac Newton fue la primera persona en ser nombrado caballero por su contribución a la ciencia. Incluso he escuchado esto en esa fuente de conocimiento sin igual, el programa de preguntas de televisión sin sentido de la BBC. Pero en realidad, Newton fue nombrado caballero por hacer un buen trabajo en la casa de la moneda real, donde su entusiasmo por atrapar a los que cortaban los bordes de las monedas para vender el metal (y por tenerlos colgados, dibujados y descuartizados) era legendario. Un hombre tras mi propio corazón demoníaco, era Newton.
2 particularmente para el período, Cuando los libros eran una rareza cara.,
3 que Newton habría considerado una ciencia.
4 curiosamente, al decir esto Maxwell estaba equivocado, pero por la razón correcta. En ese momento, se pensaba que el universo era mucho más pequeño de lo que ahora sabemos que es, pero también se consideraba mucho más joven que se suponía que no había tiempo para que nada pasara de un extremo del universo al otro. La actual teoría del Big Bang arregla esto con un universo que se expandió tan rápidamente durante la fase de inflación que justo al principio, los extremos del universo observable todavía podrían haber estado en contacto físico directo.,
5 por ‘metric system’ Maxwell no pretendía el uso moderno de un sistema a base 10, sino solo un sistema de medición.
el Profesor Maxwell Dúplice Demonio por Brian Clegg está disponible ahora (£16.99, Icono de Libro)
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