în Afara cercurilor științifice, fizicianul Scoțian James Clerk Maxwell (1831-1879) nu este foarte bine-cunoscut, dar impactul său asupra fizicii moderne a fost profundă. Munca sa asupra forțelor electrice și magnetice a început teoria electromagnetismului, deschizând calea pentru Albert Einstein să-și dezvolte teoria relativității și înțelegerea noastră modernă a gravitației.,de asemenea, Maxwell a fost implicat într-o serie de activități în domeniul fizicii. Pe lângă electromagnetism, el a avut și un impact semnificativ asupra domeniului termodinamicii, folosind o abordare matematică revoluționară. Una dintre cele mai interesante trăsături ale operei sale este experimentul său de gândire, cunoscut sub numele de demonul lui Maxwell, care, deși nu neapărat demonic, are o abilitate magică (teoretică): încălcarea celei de-a doua legi a termodinamicii.
în noua sa carte demonul duplicitar al Profesorului Maxwell (£16.,99, Icon Book), Brian Clegg explorează viața și contribuțiile lui James Clerk Maxwell la fizică, întrețesute cu pasaje din demonul însuși. Iată un extras din capitolul final al cărții, explicând moștenirea marelui om de știință și impactul său asupra viitorului fizicii.
Capitolul 10 – moștenirea
dacă ar fi să întrebați un om de știință în jurul sfârșitului secolului al XIX – lea care – din numele mari ale acelui secol-oamenii de știință în viitor ar considera ca fizicianul britanic de frunte al epocii, el ar fi spus, fără îndoială, Lord Kelvin., Vechiul prieten al lui Maxwell, William Thomson, a fost sărbătorit în zilele sale – o realitate care s-a reflectat în înălțarea Sa la Camera Lorzilor, primul om de știință care a primit această onoare.1 Desigur, nu există nici o îndoială că Kelvin a lucrat esențial în termodinamică – precum și a lucrat la multe aplicații practice ale științei-numele său apare pe peste 70 de brevete ale perioadei și, după cum am văzut, a fost o figură de frunte în stabilirea cablului transatlantic.,a fost Kelvin, nu Maxwell, care a ajuns alături de Isaac Newton în Westminster Abbey, și Kelvin care are o unitate științifică numită după el. Nu după mult timp după moartea lui Kelvin în 1907, statuile lui vor fi ridicate atât în locul său de naștere din Belfast, cât și în orașul în care și-a făcut majoritatea lucrărilor, Glasgow. În schimb, Maxwell a fost îngropat într-o mică curte bisericească și nu ar exista o statuie a lui pusă în Scoția natală timp de peste 100 de ani după moartea sa.până în prima jumătate a secolului al XX-lea, însă, imaginea a fost transformată., În timp ce realizările lui Kelvin nu au fost diminuate, ele par acum mult mai puțin semnificative în marea schemă a lucrurilor. Prin comparație, aprecierea muncii lui Maxwell asupra electromagnetismului, contribuția sa la mecanica statistică și transformarea modului în care a fost întreprinsă fizica teoretică l-au făcut mult mai mult un erou pentru fizicienii moderni. Nu degeaba se spune că Einstein spune: „nu ar exista fizică modernă fără ecuațiile electromagnetice ale lui Maxwell; îi datorez mai mult lui Maxwell decât oricui.,”
cei care l-au cunoscut cel mai bine au fost conștienți de la început că era ceva special despre James Clerk Maxwell., prieten din scoala, Peter Tait, scris de el în Natură la sfârșit de un rezumat al lui Maxwell locul de muncă, oferind un elogiu care ar sta bine astăzi, în care face referire la rezistenta la zadar-murmur’ și pseudo-știință:
nu pot exprima in mod adecvat în cuvinte gradul de pierdere care moartea timpurie l-a provocat nu numai pe prieteni, pe la Universitatea din Cambridge, pe toată lumea științifică, dar, de asemenea, și mai ales, asupra cauzei de bun-simț, de știință adevărat, și de religie în sine, în aceste zile de mult zadar-murmur, pseudo-știință, și materialism.,
era ceva foarte special în ceea ce privește amploarea contribuției lui Maxwell. Charles Coulson, care în 1947 a preluat același scaun pe care Maxwell îl deținea la King ‘s College London, a remarcat:” nu există un singur subiect pe care l-a atins și pe care nu l-a schimbat aproape dincolo de recunoaștere.”Acest volum de ieșire a fost compensat de perspectiva lui Maxwell-capacitatea sa de a dezvolta modele și matematică pentru a modela realitatea atunci când această abordare a fost o noutate., Într-o broșură pusă împreună pentru a sărbători centenarul nașterii lui Maxwell în 1931, fizicianul englez James Jeans a dat mărturie izbitoare acestei forțe intuitive atunci când descrie distribuția lui Maxwell pentru vitezele moleculelor de gaz. Jeans a scris:
Maxwell, printr-un tren de argument care pare să nu aibă nicio legătură cu moleculele, sau chiar cu dinamica mișcărilor lor, sau cu logica, sau chiar cu bunul simț obișnuit, a ajuns la o formulă care, conform tuturor precedentelor și tuturor regulilor filozofiei științifice, ar fi trebuit să fie iremediabil greșită., De fapt, ulterior s-a dovedit a fi exact corect … această putere de intuiție fizică profundă, cuplată cu o tehnică matematică adecvată, deși nu remarcabilă, a stat la baza măreției lui Maxwell.
nu este neobișnuit atunci când încearcă să dea Maxwell locul său de drept în panteonul fizicii să-l paranteze cu Newton și Einstein (probabil aruncat în Faraday, de asemenea). Și deși nu există nici o îndoială că o mare parte din munca lui Newton era preocupată de fizică, este discutabil că Newton era mult mai puțin fizician decât Maxwell.,este interesant să comparăm cataloagele bibliotecilor lui Newton și Maxwell. Newton a lăsat în urmă un remarcabil2 2.100 de cărți. Dintre acestea, 109 au fost la fizică și astronomie, 138 la alchimie, 126 la matematică și 477 la teologie.3 prin comparație, peste jumătate din cărțile lui Maxwell erau despre fizică. Newton a fost, fără îndoială, un matematician aplicat (când nu era ocupat ca alchimist, teolog sau care lucra la Monetărie). Maxwell, ca și Einstein, a fost, fără îndoială, un fizician.,
se Uită înapoi la secolul al xxi-lea, Maxwell vine peste ca neobișnuit de unstuffy pentru ziua lui. Cineva departe de imaginea stereotipică a omului de știință Victorian fără umor. Și acum suntem în poziția de a aprecia cât de mult ar ajuta munca sa în electromagnetism la lansarea unei revoluții tehnologice.,având în vedere cât de proaspătă a fost știința lui Maxwell, putem vedea în unele dintre scrierile și discuțiile sale ulterioare o abordare foarte modernă a problemelor științifice. În 1873, el a ținut un discurs intitulat „discurs despre molecule” la întâlnirea Asociației Britanice din Bradford, o mică parte din care face o baie ideală în propriile cuvinte ale lui Maxwell.,
în ceruri descoperim prin lumina lor și numai prin lumina lor stele atât de îndepărtate una de cealaltă încât niciun lucru material nu poate trece de la una la alta;4 și totuși această lumină, care este pentru noi singura dovadă a existenței acestor lumi îndepărtate, ne spune, de asemenea, că fiecare dintre ele este construită din molecule de același fel ca cele pe care le găsim pe pământ. O moleculă de hidrogen, de exemplu, fie în Sirius, fie în Arcturus, își execută vibrațiile exact în același timp.,
prin urmare, fiecare moleculă din univers poartă pe ea ștampila unui sistem metric5 la fel de distinct ca metrul Arhivelor de la Paris sau dublul cot regal din Templul Karnak.nici o teorie a evoluției nu poate fi formată pentru a ține cont de similitudinea moleculelor, deoarece evoluția implică în mod necesar o schimbare continuă, iar molecula este incapabilă de creștere sau degradare, de generare sau distrugere.nici unul dintre procesele Naturii, din momentul în care natura a început, nu a produs cea mai mică diferență în proprietățile oricărei molecule.,în acest moment, Maxwell se abate de la știința modernă, deoarece presupune că moleculele trebuie să fi fost făcute din ceva, având în vedere natura lor identică, dar că nu a existat niciun proces care să poată face acest lucru „putem numi natural”. Știm acum că există procese perfect naturale pentru schimbul de materie și energie care pot explica crearea materiei, dar când Maxwell a scris, această știință era încă 23 de ani în viitor, cu teoria specială a relativității lui Einstein. (Și teoria specială nu ar fi apărut fără munca lui Maxwell.,) Chiar și așa, până în acel moment, și permițând o schimbare a limbajului, am fi putut la fel de ușor să ascultăm un Brian Cox sau Neil deGrasse Tyson care se extind în minunile universului ca într-un Victorian. Viziunea lui Maxwell a fost departe de meandrarea semi-mistică a fizicii anterioare, o greșeală care a rămas cu ea chiar și atunci când Newton și urmașii săi au început să includă unele matematici.de – a lungul acestei cărți, o parte minoră a producției lui Maxwell – demonul-a jucat un rol semnificativ., Am vrut ca demonul să aibă un cuvânt de spus pentru că el reflectă atât de bine capacitatea lui Maxwell de a contesta modul în care colegii săi au crezut despre lucruri, de a folosi noi abordări interesante pentru modelare, și de a încorpora un dram de umor în ceea ce poate fi o știință foarte po-faced. Mai mult decât un mare om de știință, Maxwell pare să fi fost un om remarcabil, cineva cu care trebuie să fi fost o plăcere să fie un prieten.Maxwell și demonul său merită să fie amintiți atâta timp cât știința are un impact asupra vieții noastre.,
1 se spune adesea, întâmplător, că Isaac Newton a fost prima persoană care a fost înnobilată pentru contribuția sa la știință. Am auzit chiar și acest lucru susținut pe acea sursă de cunoștințe inegalabilă, programul de testare TV inutil al BBC. Dar, în realitate, Newton a fost înnobilat pentru că a făcut o treabă bună la Royal Mint, unde entuziasmul său pentru prinderea celor care au tăiat marginile monedelor pentru a vinde metalul (și pentru că le-a spânzurat, desenat și tăiat) a fost legendar. Un om după inima mea demonică, a fost Newton.2 în special pentru perioada în care cărțile erau o raritate scumpă.,3 pe care Newton ar fi considerat-o știință.
4 amuzant, în a spune acest lucru Maxwell a fost greșit, dar pentru motivul corect. La acea vreme, universul era considerat a fi mult mai mic decât știm acum că este – dar a fost, de asemenea, considerat atât de tânăr încât s-a presupus că nu era timp pentru ca nimic să ajungă de la o extremă a universului la cealaltă. Actuala teorie Big Bang rezolvă acest lucru cu un univers care sa extins atât de repede în timpul fazei de inflație încât chiar la început, extremele universului observabil ar fi putut fi încă în contact fizic direct.,5 de „sistem metric” Maxwell nu a intenționat utilizarea modernă a unui sistem la baza 10, ci doar un sistem de măsurare.Facebook: Instagram, Twitter, Facebook, Instagram și Flipboard-ul sunt disponibile acum (£16.99, Icon Book)
urmăriți focalizarea științei pe Twitter, Facebook, Instagram și Flipboard