James Clerk Maxwell (James Clerk Maxwell Hakkında) Hayatı Biyoğrafisi



(1831 -1879) Dünya tarihi bir bakıma büyük insanların tarihidir. Bilim tarihine de öyle bakabiliriz. Galileo, Newton, Darwin, Einstein... "bilim" dediğimiz görkemli yapının büyük mimarları! Adı bilim çevreleri dışında pek duyulmayan J. C. Maxwell'in de onlar arasında yer aldığı söylenebilir.

Maxwell için 19. yüzyılın en büyük fizikçisi denmektedir. Aslında onu tüm çağların sayılı bilim adamlarından biri saymak daha yerinde olur. Maxwell kısa süren yaşamında her biri onu unutulmaz yapan önemli buluşlar ortaya koydu. Radyo, radar, televizyon vBulletin. icatlara yol açan elektromanyetik ve ışık alanlarındaki devrimsel atılımlarının yanı sıra, renk bileşimleri ile Satürn gezegeninin halkaları üzerindeki açıklamaları, gazların kinetik teorisi ile enerji korunum ilişkisi konularındaki katkıları... çalışmaları arasında başlıcalarıdır.

Daha ondört yaşında iken, yetkin elips çizme yöntemine ilişkin matematiksel buluşu Edinburg Kraliyet Akademisinde görüşülerek ödüllendirilmişti.

Maxwell, Faraday'ın "elektromanyetik indüksiyonu" diye bilinen buluşunu ortaya koyduğu yıl dünyaya gelir. Bu ilginç rastlantının sonraki gelişmelerle nasıl bir anlam kazandığını göreceğiz. Seçkin bir ailenin olanakları içinde büyüyen çocuk, yaşamının ilk yıllarında bile kendine özgü ilgileri ve bağımsız düşünebilme yeteneğiyle dikkat çekmekteydi.

Annesi kız kardeşine yazdığı bir mektupta iki yaşındaki oğlundan övgüyle söz eder: "Çok canlı, mutlu bir çocuk. ...En çok kapı, kilit, anahtar, zil gibi şeyler merakını çekmekte. Ağzından hiç eksik olmayan sorusu, 'Anne, nasıl bir şeydir bu, göster bana.' Bir başka merakı da, kırlarda dolaştığımızda suların akışını, derelerin çizdiği yolları izlemek!"

"Mutlu çocuk" yedi yaşında iken annesini yitirmenin mutsuzluğunu yaşar; ama öğrenme, araştırma tutkusuyla yeni ufuklara açılmaktan hiç bir zaman geri kalmaz. Son derece duyarlı ve aydın bir kişiliği olan babası, giydiği elbiseden oturduğu evine dek kullandığı hemen her şeyi kendi elleriyle yapan "garip" bir insandı. Öyle ki, oğlu sekiz yaşında okula başladığında, babasının özenle hazırladığı gösterişli giysi içinde bir süre okul arkadaşlarının alay konusu olmuştu. Maxwell'in yaşam boyu süren çekingenlik ve dil tutukluğunda, belki de küçük yaşında başından geçen bu olayın etkisi olmuştur.

Maxwell'in başarısını üstün yetenek ve sezgi gücüne borçlu olduğu yadsınamaz; ama, bilimsel ilgilerinin gelişmesinde babasının payı büyüktür. Baba üyesi olduğu Edinburg Kraliyet Akademisinin toplantılarına oğluyla birlikte katılıyordu. Bu arada çocuk gene babasının sağladığı olanakla her fırsatta Edinburg Gözlemevi'ne uğrayarak gezegen ve yıldızların devinimlerini izlemekteydi. Bu gözlemlerin ilerde Satürn gezegeninin halkaları üzerindeki ödüllendirilen matematiksel çalışmasına zemin hazırladığı söylenebilir.

Bilim tarihinde 19. yüzyılın ilk yarısı özellikle elektrik, manyetizma ve ışık konularındaki çalışmaların ön plana çıktığı bir dönemdir. Işığın dalgalar biçiminde ilerlediği görüşü yaygınlık kazanmış; ayrıca, kristal aracılığıyla istenen yönde kutuplaştırabileceği deneysel olarak gösterilmişti. Ne var ki, elektrik, manyetizma ve ışık arasındaki bağıntı henüz yeterince bilinmediğinden bu olaylar bağımsız araştırma konuları olarak ele alınmaktaydı. Maxwell'in 1850'de bu olayların ilişkilerini belirlemesiyle fizikte bir bakıma Newton'unki çapında yeni bir devrimin temeli atılmış oldu.

Newton'un gravitasyon kuramı, evreni mekanik bir modele indirgeyerek açıklıyordu. Bu modelde, değişik büyüklükteki kütlesel nesnelerin, elektrik yükleri gibi, biribirini etkilediği temel varsayımdı. Faraday bir adım ileri giderek elektrik yüklerinin yalnız biribirini değil çevrelerini de etkilediği görüşüne ulaşır, "elektromanyetik güç alanı" dediği yeni bir kavram oluşturur. Ona göre bu alan uzayda diğer fiziksel nesnelerden bağımsız, kendine özgü bir gerçeklikti.

Değişen manyetik alanın bir iletkende elektrik ürettiğini saptayan Faraday, bu olayı "elektromanyetik indüksiyon" diye nitelemişti. Faraday'ın deneysel buluşlarıyla bir tür büyülenmiş olan Maxwell, daha ileri giderek, söz konusu etkinin yalnız iletkende değil, uzayda da oluştuğunu; üstelik, değişen elektrik alanın da manyetizma ürettiğini gösterir. 1873'de yayımlanan Elektrik ve Manyetizma Üzerine inceleme adlı kitabında ortaya koyduğu denklemlerden, elektrik ve manyetik etkilerin uzayda ışık hızıyla yol aldığı sonucu da çıkmaktaydı.

Işığın yapı ve niteliği bilim adamları için sürgit bir "bilmece" konusu olmuştu. Işık kimine göre dalgasal nitelikteydi, kimine göre parçacıklardan oluşmuştu. Maxwell ise ışığı uzayda dalgasal ilerleyen hızlı titreşimli bir elektro-manyetik alan diye niteliyordu. Her biri değişik titreşim frekansıyla ilerleyen değişik renklerin oluşturduğu ışık, ona göre, elektromanyetik titreşimler skalasında yer alan olaylardan yalnızca biri olmalıydı. Işığın yanı sıra başka elektromanyetik radyasyon formlarının varlığı da araştırılmalıydı.

Maxwell'in kuramsal olarak varsaydığı olaylar ölümünden az sonra deneysel olarak belirlenir. Hertz'in düşük frekanslı radyo dalgaları ile Röntgen'in yüksek frekanslı X-ışınları Maxwell'in öndeyişini doğrulayan bulgulardır. Şimdi bildiğimiz gibi, radyasyon spektrumundaki dalga sıralaması, bir uçta, radyo dalgalarından; öbür uçta, gama ışınlarına uzanan mikro-dalga, kızıl-altı, ışık, ultra-violet, X-ışınları gibi titreşim frekansı giderek yükselen formları içermektedir.

Maxwell de Faraday gibi evreni dolduran son derece ince ve esnek bir ortamı varsayıyordu. Daha sonra vazgeçilen yerleşik görüşe göre elektromanyetik etkilerin dalgasal yayılımı ancak "esir" denen öyle bir ortamla olasıydı. Elektromanyetik dalgaları ilk sezinleyen Faraday olmuştur. Ancak ışığın tüm özelliklerim bu dalgalarla açıklayan matematiksel kuramı Maxwell'e borçluyuz.

Maxwell'in bu amaçla formüle ettiği "vektör analizi" diye bilinen matematiksel teknik ile çok sayıda olayı kapsayan ve şimdi "Maxwell denklemleri" diye geçen dört denklem modern elektromanyetik kuramın özünü oluşturur. Bu denklemler, kuantum ve relativite teorileriyle dalga mekaniğini gerektirmeyen olgular için bugün de geçerliğini sürdürmektedir.

Başlangıçta, Maxwell'in getirdiği kuramsal açıklamalara karşı çıkıldığını biliyoruz. Bir kez, denklemlerine dayalı öndeyileri olgusal olarak henüz yoklanıp doğrulanmamıştı. Sonra kuramı, ışığa özgü yansıma ve kırılma olaylarını açıklamada yetersiz görülüyordu. Ne var ki, bu yetersizlikler çok geçmeden aşılır, elektromanyetik kuram açıklama gücü ve doğrulanan öndeyileriyle yerleşik bir teori, bir "paradigma" konumu kazanır.

Maxwell'in başarısı ne denli vurgulansa yeridir. Temelde kuramsal olan çalışması daha sonra yol açtığı uygulamalı gelişmelerle göz kamaştırıcı bir önem kazanır. Maxwell bilim tarihinde sayılı devler arasında yer almışsa, bunu çıkar gözetmeyen katıksız entellektüel çabasıyla gerçekleştirmiştir.

Faraday içine doğduğu olumsuzlukları, öğrenme merakının sağladığı direnç ve uğraşla aşarak bilimin öncüleri arasına katılmıştı. Maxwell ise içine doğduğu varlığın çekici rehavetine düşmeksizin, bilimin uzun ve yoğun uğraş gerektiren çetin yolunda kendini yüceltti.

Avukat olan babası Edinburg'un tanınmış bir ailesinden geliyordu.Annesini 8 yaşındayken yitiren James, kent yaşamından uzakta geçen çocukluk yıllarından sonra 1841-47 arasında Edinburg Akademisi'nde okudu. Ilk bilimsel makalesini henüz 14 yaşındayken yayımladı. 1847'de Edinburg Universitesi'ne giren Maxwel burada okurken iki bilimsel makale daha yayımladı.
1850'de Cambridge Universite'sine geçti. Ve Universiteye bağlı Trinity College'dan matemetik dalında sınıf ikincisi olarak lisans diploması aldı.Cambridge'de okurken yayımladığı bir makalede esneklik kuramının aksiyomatik temellerini oluşturdu; geometrik optik alanındaki bir makalesiyle de ileride balık gözü merceğin bulunmasına yol açacak ilkeleri ortaya koydu.
1855'te Trinity College'da öğretim üyesi olan Maxwell, babasının sağlığının bozulması üzerine Iskoçya'ya döndü. Ertesi yıl Aberdeen'deki Marischal College' da doğa felsefesi profesörü oldu. 1860'ta Marischal College ile gene Aberrdeen'deki King's College'in birleştirilerek Abeerdeen Universite'sine dönüştürülmesi sırasında kadrosuzluk nedeniyle görevinden ayrılmak zorunda kalan Maxwell, Edinburg Universitesi'ne başvurdu. Bu başvurudan sonuç alamayınca Londra'daki King's College'da doğa felsefesi profesörlğünü kabul ederek Iskoçya'dan ayrıldı. Bu görevde kaldığı beş yıl Maxwel'in en vermli dönemini oluşturdu. Elektromagnetizma konusunda iki makale yayımladı. Uyugulamalı bir konferansta renkli fotoğraf konusundaki bulgularını açıkladı. Elektromagnetik ve elektrostatik birimler arasındaki oranı ölçerek bu oranın, geliştirdiği elektromagnetizma kuramının öngörüsüne uygun olarak,ışık hızına eşit olduğunu gösterdi.
1861'de Royal Society'nin üyeliğne seçildi. Blimsel araştırmaya daha çok zaman ayırabilmek amacıyla Kıng's College'daki görevinden ayrılarak Iskoçya'daki malikhanesine çekilen Maxwell altı yıl boyunca elektromagnetizma kuramı üzerindeki ünlü yapıtını hazırladı. Maxwell o güne değin bulunmuş olan elektrik ve magnetizma yasalarını sistemli bir bütünlük içinde matematiksel bir yapıya kavuşturmuş, değişken elektrik ve magnetik alanların birbirlerinden ayrı olarak var olamayacağını göstermiş, ışığında bir elektromagnetik dalga olduğunu belirleyerek elektrik, magnetizma ve optiği tek bir temele oturtmuştur. Tüm elektriksel ve magnetik olayları ve bunlar arasındaki ilşkiyi günümüzde Maxwell denklemleri olarak bilinen ve dört yalın denklemden oluşan, bir denklem takımıyla ortaya koyan Maxwell, Faraday indükleme yasasını incelerken dielektrik ortamda bir yer değiştirme akımının var olması gerektiği sonucuna varmıştı. Maxwell böylece ışığında bir eletromagnetik dalga olduğunu öngörmüştü. Maxwell'in varlığını öngördüğü eletromagnetik dalgalar, onun ölümünden sekiz yıl sonra Heinrich Hertz tarfından laboratuvar koşullarında elde edilmişti.
Maxwell, fiziğin başka alanlarında da önemli katkılar da bulundu. 1852'de Adams Ödülü'nü almasına yol açan 68 sayfalık bir incelemesinde , Satürn halkalarının sayısız küçük parçacıktan oluşması gerektiğini tümüyle kuramsal hesaplarla ortaya koydu. Maxwell'in vardığı bu sonuç 1980'de Voyager I ve 1981'de Voyager II uzay araçları tarafından doğrulandı. Maxwell'in gazların kinetik kuramı üzerindeki çalışmaları, fiziğe en önemli katkılarından birini oluşturur. Gazların her doğrultuda ve her hızda devinebilen, birbirleriyle ve gazın içinde bulunduğu kabın çeperiyle çarpışmaları, tam esnek olan moleküllerden oluştuğu varsayımından yola çıkan Maxwell, olasılık ve istatistik yöntemlerini kullanarak bir gazdaki moleküllerin hız dağılımını saptama sorununu 1860' da çözdü.
Yaşamı boyunca unvan ve ödül almamış olan Maxwell, kısa bir hastalık sonucunda öldü ve Iskoçya'da bulunan Parton köyündeki kilise bahçesinde toprağa verildi.
Kaynak : Ana Britannica

James Clerk Maxwell (13 Haziran 1831 – 5 Kasım 1879), İskoçya doğumlu dahi matematikçi ve fizikçi. Elektriğin ve manyetizmanın temel kurallarını ve karşılıklı etkileşimini açıklayan Maxwell denklemlerini oluşturmuş ve gazların kinetik teorisi ile ilgili Maxwell dağılımını geliştirmiştir. Bu katkılarıyla özel görelilik kuramı ve kuvantum mekaniğinin temellerini atmış, dolayısıyla da modern fiziğin doğumuna önayak olmuştur. Ayrıca 1861'de ilk renkli fotoğrafı basmıştır.radyoyu bulmuştur
Avukat olan babası Edinburg'un tanınmış bir ailesinden geliyordu. Ailesinin tek çocuğuydu. Annesini 8 yaşındayken yitiren Maxwell, kent yaşamından uzakta geçen çocukluk yıllarından sonra 1841-47 arasında Edinburg Akademisi'nde okudu. İlk bilimsel makalesini henüz 14 yaşındayken yayımladı. 1847'de Edinburg Universitesi'ne giren Maxwell, burada okurken iki bilimsel makale daha yayımladı. Kuantum fiziği öncesi bilinen bütün elektrik ve manyetik görüngüleri açıklayan ve Maxwell denklemleri olarak bilinen dört temel denklem 1864 yılında onun tarafından ortaya atılmıştır. Yaşamı boyunca bilimsel unvan ve ödül almamış olan Maxwell, kısa süren bir hastalık sonucunda öldü ve İskoçya'da bulunan Parton köyündeki kilise bahçesinde toprağa verildi. Elektriksel akı ("magnetic flux") birimi Maxwell'in adını taşımaktadır (1Mx = 10 − 8weber).

MAXWELL, James Clerk (1831-1879).

Büyük bilim adamı James Clerk Maxwell İskoçya'nın Edinburgh kentinde doğdu. İlk bilim¬sel yazısını yayımladığı sırada daha 14 yaşında bir öğrenciydi. Önce Edinburgh Üniversitesi'nde daha sonra Cambridge Üniversitesi'n-de okudu. Matematik dalında öğrenim gördüğü Cambridge Üniversitesi, Trinity College'ı çok parlak bir dereceyle bitirdi. Trinity College'da ve İskoçya'daki Marischal College' da öğretim üyeliği yaptıktan sonra Londra'daki King's College'da dört yıl süreyle fizik dersleri verdi. 1865'te profesörlüğü bırakarak İskoçya'nın güneyindeki malikânesine çekildi ve elektromagnetizma üzerine araştırmalarını sürdürdü. 1871'de Cambridge Üniversitesi'ne dönerek günümüzde Cavendish Laboratuvarı adıyla bilinen ünlü fizik laboratuvarını kurdu ve yönetti. Kanserden öldüğü zaman 48 yaşındaydı.
Derin bir matematik bilgisi ve özgün düşünceleri olan Maxwell'e göre matematik bilgisi olmadan hiçbir bilimsel ilerleme gerçekleşemezdi. Renkler, renkkörlüğü, gazların özellikleri ve etkileri üstüne birçok önemli çalışmalar yapan Maxwell, fotoğrafçılık ve astronomiyle de ilgilendi. İlk renkli fotoğrafı çekti; Satürn halkalarının sayısız küçük parçacıktan oluştuğunu matematiksel olarak ortaya koydu. Ama en büyük başarısı, ışık ve öbür elektromagnetik dalgalar üstüne yaptığı çalışmalarıdır. 1873'te yayımladığı Treatise on Electricity and Magnetism ("Elektrik ve Mag-netizma Üzerine İnceleme") adlı kitabıyla o zamana kadar bilinen elektrik ve magnetizma yasalarını matematiksel bir yapı içinde birleştirerek elektromagnetizma kuramını ortaya koydu ve ışığın bir elektromagnetik dalga olduğunu kanıtladı. Elektromagnetik dalga türleri arasındaki farkın dalga boyu ya da bir başka deyişle art arda iki dalga tepesi arasın¬daki uzaklık farkından kaynaklandığını ortaya koydu. Maxwell buna dayanarak, görüle¬bilen ışıkların en uzun dalga boylusundan daha uzun ve en kısa dalga boylusundan daha kısa dalga boylu olan, ışık hızında yol alan ve yansıma gibi bazı ışık özellikleri gösteren elektromagnetik dalgalarının varlığını ileri sürdü. Maxwell'in ölümünden 8 yıl sonra Alman bilim adamı Heinrich Rudolf Hertz görülebilen ışıktan daha uzun dalga boylu elektromagnetik dalgaları elde etti. Radyo dalgaları da denen bu dalgalar radyo sinyalle¬rinin iletilmesinde kullanıldı. Işığın dalga boyundan daha küçük dalga boylu olan X ışınları ve gamma ışınları gibi elektromagnetik dalgalar daha sonra keşfedildi (bak. TAYF).

Maxwell, elektriksel ve magnetik alanların oluşumunun; aralarındaki ilişkinin yasalarını ortaya koyan dört denklem buldu. Günümüzde termodinamik konusunda yazılmış her ders kitabında bulunan bu denklemler Maxwell denklemleri adıyla bilinir.