맥스웰은 주로 전자기 이론, 분자물리학, 통계물리학, 광학, 역학, 탄성 이론에 종사한다. 특히 전기, 자기, 빛을 통일한 전자기장 이론은 19 세기 물리학 발전의 가장 눈부신 성과로 과학사에서 가장 위대한 종합체 중 하나이다. 그는 전자파의 존재를 예언했다. 이 이론은 이미 실험에 의해 충분히 검증되었다. 그는 물리학 기념비를 세웠다. 인류를 축복하는 무선 기술은 전자기장 이론을 바탕으로 발전한 것이다.
맥스웰은 1855 쯤에 전자기학을 연구하기 시작했다. 패러데이의 전자기학에 대한 새로운 이론과 사상을 연구한 후, 그는 패러데이의 새로운 이론에 진리가 포함되어 있다고 굳게 믿었다. 그래서 그는 패러데이의 이론인' 수학적 방법의 기초를 제공한다' 는 소망을 품고, 명확하고 정확한 수학적 형식으로 패러데이의 천재 사상을 표현하기로 결심했다. 그는 전인의 성과를 바탕으로 전자기 현상에 대한 체계적인 종합 연구를 실시하고, 깊은 수학 조예와 풍부한 상상력으로' 패러데이의 자력선' (1855 부터1856 까지) 이라는 세 편의 전자기장 이론 논문을 발표했다. 물리학의 힘 선 (186 1 끝1862); 전자기장 역학 이론 (1864 65438+2 월 8 일). 전인과 자신의 일을 전면적으로 총결하고 전자기장 이론을 간결하고 대칭적이고 완벽한 수학 형식으로 표현하며 후세 사람들의 정리와 개편을 거쳐 고전 전기역학의 주요 기초인 맥스웰 방정식이 되었다. 이에 따라 1865 년에 그는 전자파의 존재를 예언했다. 그것은 가로파일 뿐 전자파의 전파 속도는 광속과 같다고 계산했다. 동시에, 그는 빛의 현상과 전자기 현상의 관계를 드러내는 전자파의 한 형태라는 결론을 내렸다. 1888 독일 물리학자 헤르츠는 실험을 통해 전자파의 존재를 검증했다. 맥스웰은 1873 년 과학 거작' 전자기 이론' 을 발표했다. 전자기장 이론을 체계적이고 포괄적이며 완벽하게 서술하였다. 이 이론은 이미 고전 물리학의 중요한 기둥 중 하나가 되었다. 맥스웰은 열역학과 통계물리학에도 중요한 공헌을 했다. 그는 기체 역학 이론의 창시자 중 한 명이다. 1859 년에 그는 처음으로 통계 법칙을 이용하여 맥스웰의 속도 분포 법칙을 얻어 미시 두 가지에서 통계 평균을 계산하는 보다 정확한 방법을 찾았다. 1866 에서 그는 순방향 충돌 분석을 기반으로 속도별로 분자 분포 함수를 추론하는 새로운 방법을 제공합니다. 그는 이완 시간의 개념을 도입하여 일반적인 수송 이론을 발전시켜 가스의 확산, 열전도, 내부 소모에 적용했다. 통계역학이라는 용어는 1867 에 도입되었습니다. 맥스웰은 수학 도구를 이용하여 물리 문제를 분석하고 과학 사상을 정확하게 표현하는 대가이다. 그는 실험을 매우 중시한다. 그가 설립한 카반디쉬 실험실은 그와 그 후 몇 명의 주임의 지도 아래 이미 세계적으로 유명한 학술 센터 중 하나로 발전했다. 그는 실험에서 출발하고, 예리한 관찰과 사고를 거쳐 능숙한 수학 기교를 운용하고, 세밀한 분석과 추리로 출발하여, 과감하게 실험 근거가 있는 가설을 제시하고, 새로운 이론을 건립한 다음, 이론과 그 예측 결론을 실험의 검증을 받고, 점차 완벽하고 체계적인 완전한 이론을 형성하였다. 특히 Tomuson W 의 유추의 효과적인 사용은 맥스웰에게 영감을 주어 다양한 모델을 만들고 유추로 다양한 물리적 현상을 연구하는 전문가가 되었다. 전자기장 이론에 관한 그의 세 편의 논문에서, 유추 연구 방법을 여러 차례 사용하여 서로 다른 현상 사이의 연계를 찾아 점차 과학적 진리를 밝혀냈다.
맥스웰의 엄격한 과학적 태도와 과학 연구 방법은 인류의 매우 귀중한 정신적 재산이다.
맥스웰
아버지의 영향
과학사에서, 몇몇 중요한 이론들은 종종 많은 사람들의 꾸준한 노력에 의존한다. 19 세기에 물리학 혁명을 일으키는 전자기 이론을 창설한 것은 이렇다. 오스터와 암페어가 전류의 자기효과를 발견한 것부터 패러데이까지 초석을 세우고 이론을 완성하는 것은 이미 반세기가 넘었다. 결국 이 이론을 완성한 사람은 영국의 걸출한 수학자이자 물리학자인 제임스 클라크 맥스웰이다.
패러데이 자력선' 이라는 논문은 기본적으로 패러데이 자력선 개념의 수학화이다.
"번역" 은 매우 중요한 단계입니다. 맥스웰은 처음부터 수학 방법을 사용했고, 패러데이 이론의 정수인 힘선 사상을 자신의 연구의 출발점으로 선택했기 때문이다. 이것은 맥스웰의 과학적 통찰력이 확실히 비범하다는 것을 보여준다. 그는 주공 방향을 확정했고, 그는 확고부동하게 연구를 계속했다. 그의 이후 일련의 논문은 차근차근 이 정확한 길을 따랐다. 이곳이 그가 톰슨보다 강한 곳이다. 톰슨은 이미 진리의 변두리에 이르렀지만, 그는 망설였다. 맥스웰은 진리를 붙잡고 견지했다. 그래서 맥스웰은 시작이 늦었지만 영광의 절정에 이른 것은 처음이다.
과학으로 가는 길은 항상 평평하지 않다. 맥스웰의 연구가 유망했을 때, 불행한 사건이 그의 계획을 방해했다. 어느 날 그가 최근의 전기공 재료에 몰두하고 있을 때 우체부가 집에서 편지 한 통을 왔다. 그가 편지를 받았을 때, 그는 이것이 그의 아버지의 필적이 아니라는 것을 알고 놀랐다. 그는 오랫동안 걱정했던 일이 마침내 발생했다. 아버지는 연로하고 몸이 약해서 건강이 악화되어 갑자기 병상에 누워 계신다. 그 편지는 우리 아버지가 다른 사람을 대신해서 쓴 것이다. 맥스웰은 편지를 읽은 후 매우 불안하고 슬펐다. 아버지에 대한 그의 감정은 매우 깊다. 어려서부터 아버지는 그의 스승이었고, 온 가족의 기둥이었다. 10 여 년 동안 그들은 아침저녁으로 함께 지내며 화목하게 지냈다. 맥스웨가 집을 떠나 공부한 후, 그들은 거의 매일 의사 소통하고, 각종 과학 사상과 사회에 대한 견해를 교환하고, 재미있는 일상생활에 대해 이야기했다.
맥스웰은 아버지를 돌보기 위해 케임브리지 대학을 떠나 집 근처에 있는 애버딘에서 일해야 했다. 잉글랜드 북부 항구 도시인 애버딘에 있는 한 대학에서 맥스웰을 자연철학 강사로 만들겠다고 약속했지만 시간이 좀 걸렸습니다. 맥스웰은 밤새 아버지의 침대 앞에서 노인의 병세를 덜어주려고 애썼다. 그러나 그가 아무리 조심스럽게 시중을 들더라도 죽음의 도래를 막지 못했다. 1856 의 봄이 왔을 때, 아버지는 마침내 이 세상을 떠나셨다. 이것은 의심할 여지없이 맥스웰의 일생에서 돌이킬 수 없는 손실이다. 그의 슬픔은 오래도록 가라앉지 않았다.
얼마 지나지 않아 애버딘에 있는 마리스켈 대학은 그를 자연철학 교수로 정식으로 초빙했다. 취임하기 전에 맥스웰은 케임브리지 대학으로 돌아가 몇 달 동안 일을 처리했다. 그는 기분이 매우 모순적이다. 그는 모교를 그리워하고, 아버지는 이미 돌아가셨다. 그가 애버딘에 머무르는 것은 의미가 크지 않다. 더 중요한 것은, 그의 전자기 연구가 이제 막 시작되었는데, 애버딘이 적절한 연구 조건을 가지고 있는지 모르겠다. 그러나 마레스카 학원은 이미 그에게 초빙서를 냈는데, 원장이 그를 매우 높이 평가했다고 하는데, 그는 회피할 수 없어 어쩔 수 없이 부임했다. 이번에 그의 전자기 연구는 4 년 연기되었다.
패러데이의 영감
1860 초여름, 말리 대학 물리학 강의가 일시 중지되었습니다. 맥스웰은 28 세에 애버딘을 떠나 런던 왕립대학에 가서 가르쳤다. 그의 아내도 그와 함께 갔다. 이번 업무 이동은 맥스웰 경력의 전환점이다.
그 전에 작은 에피소드가 있었다. 맥스웰의 원래 모교인 에든버러 대학도 자연철학 교수를 초빙할 것이다. 그는 원래 거기에 가려고 했다. 선출되어야 할 사람은 세 명이고, 다른 두 명은 캠브리지 대학의 동창이며, 또 한 명은 중학교 동창이다. 이 세 사람 중 어느 것을 가져가야 하는지 당국은 심사를 통해 결정하기로 했다. 공부에 관해서, 맥스웰은 확실히 첫 번째이지만, 그는 웅변에 비해 손해를 보았다. 시험 결과 맥스웰이 꼴찌를 했고 시험관조차도 그의 연설 능력을 의심했다. 당시 에든버러의 한 잡지에서 이 일을 논평한 것은 그를 안타깝게 했다. 속담에도 있듯이:
"새옹지마, 어찌 비복을 알 수 있겠는가." 유감스럽게도 맥스웨는 에든버러 대학에 선출되지 않았지만, 이 때문에 그는 왕립 대학으로 전출되어 그의 일생에서 가장 중요한 공헌을 했다.
맥스웰은 애버딘에서 4 년 동안 수학적 도구로 패러데이의 이론을 표현하려는 마음을 가지고 있었습니다. 그의 이 소원은 1855 에서 한 번만 시작하자마자 보류되었다. 토성을 연구하는 고전에서도 전자기학에 관한 문장 만 보면 그의 세심한 관심을 끌 수 있다. 그는 종종 패러데이에게 전자기학의 신비를 탐구하기 위해 편지를 쓴다. 그의 책상 위에는 이미' 전기 실험 연구' 가 가득 놓여 있다. 그가 이 휘황찬란한 걸작을 열 때마다 그는 매우 흥분했다. 패러데이, 그가 본 적이 없는 위인이 물리학을 위해 생동감 있는 그림을 그렸다! 전기, 자기, 빛, 힘 선, 변동 ... 뒤에 숨겨진 법칙은 무엇입니까?
맥스웰은 런던에 도착한 후 특별히 패러데이를 방문했다. 이것은 잊을 수 없는 만남이다. 젊은 물리학자가 명함을 건네자 곧 패러데이는 미소를 띠고 나왔다. 실험 대가는 나이가 거의 칠순이고, 귀밑머리는 희끗희끗하다. 그는 맥스웰과 처음 만났을 때 다정한 대화를 시작했다.
이 두 위인은 나이 차이가 40 대일 뿐만 아니라 성격, 취미, 특기도 크게 다르지만 물질세계에 대한 그들의 견해는 * * * 소리를 냈다. 이것은 놀라운 조합이다: 패러데이는 밝고 착하고 맥스웨는 엄숙하고 재치가 있다. 선생님은 따뜻한 불이고 학생은 날카로운 검이다. 맥스웰은 수사학에 능숙하지 않지만 패러데이는 매우 아름답습니다. 하나는 수학에 정통하지 않지만, 다른 하나는 가볍게 운전하면 익숙해진다. 두 사람의 과학적 방법은 정반대이다: 패러데이는 주로 실험 탐구이고 맥스웰은 이론 개괄에 능하다. 여러 면에서 서로 보완한다고 할 수 있습니다. 아인슈타인은 그들을 커플이라고 불렀는데, 그들은 갈릴레오와 뉴턴처럼 서로 잘 어울린다고 말했다. 맥스웨 본인은 이 점을 언급했다. "사람의 마음에 다른 유형이 있기 때문에 과학적 진리는 선명한 물리적 색채를 지닌 질적 형식으로 나타나든 단순하고 소박한 기호로 나타나든 같은 과학으로 여겨져야 한다." 이것은 당연히 옳다, 글자 사이의 행간은 모두 패러데이에 대한 존중이다. 그러나 과학을 탐구하는 깊이는 종종 과학적 방법에 따라 다르다. 패러데이는 진실을 직관적이고 생동감 있는 방식으로 표현했고, 맥스웰은 마침내 놀라운 수학으로 총결하여 이론의 높이를 언급했기 때문에, 그의 이해는 더욱 심오하고 사물의 본질에 더 깊이 파고들어 더욱 보편성을 띠게 되었다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
4 년 전, 패러데이는 논문' 패러데이의 힘선' 을 칭찬했다. 그는 논문 저자가 이렇게 젊을 줄은 몰랐다. 맥스웰이 논문에 대한 그의 견해를 물었을 때, 패러데이는 "내 이론은 반드시 사실이라고 생각하지는 않지만, 너는 그것을 진정으로 이해하는 사람이다" 고 말했다.
"선생님, 이 논문의 단점을 지적해 주시겠습니까? 클릭합니다 맥스웰은 겸손하게 말했다.
"이것은 훌륭한 논문이다." 패러데이는 생각에 잠겨 말했다. "하지만 너는 수학으로 나의 관점을 해석하는 것에 머물러서는 안 된다. 너는 그것을 돌파해야 한다!"
패러데이의 말은 젊은 물리학자 맥스웰이 전진하는 길을 비추는 등불과 같다. 그는 즉각 최대의 열정으로 새로운 전투에 뛰어들었다.
그는 패러데이의 자력선 개념을 더 탐구하기 위해 이론적 모형을 설계했다. 이 모델은 전적으로 기계 구조의 비유를 기반으로합니다. 어떤 사람들은 그것을 "이더넷 모델" 이라고 부르지만, 지금은 매우 무미건조하고 이해하기 어렵다. 한 영국 현대과학사학자가 한 페이지도 정확히 말하지 못했다. 사실 맥스웰은 그의 후기 작품에서도 이 모델을 포기했다. 이상하게도 맥스웰은 이것을 발판으로 삼아 진리의 반대편에 성공적으로 도착했다.
빌딩이 마침내 완공되었다.
에테르모델에 대해 토론할 때 맥스웰은 그가 발견한 중요한 사실에 매우 주의를 기울였다. 패러데이의 유전체 연구를 분석 한 후, 그는 전기장 변화의 유전체에도 전류가 있음을 확인했다. 그는 그것을 "변위 전류" 라고 불렀다. 게다가, 그는 이 물의 속도를 계산했다. 맥스웰은 변위 전류의 속도가 빛의 속도와 정확히 같다는 것을 알게 되었다!
우연의 일치인가요? 세상에는 이런 우연의 일치가 없다. 그는 너무 흥분해서 며칠 동안 잠을 잘 못 잤다. 그의 아내는 그에게 여러 번 자세히 체크해 주었는데, 데이터는 확실히 틀림없다. 이는 그가 전자파의 전파 속도가 광속과 같다는 것을 계산한다는 것을 의미한다. 이는 매우 대단한 발견이었다. 비록 그가 당시 이 점을 완전히 의식하지는 못했지만. 며칠 후 그는 패러데이에게 편지를 써서 결과를 보고했다. 그는 편지에서 그가 계산한 전자기파 전파 속도는' 초당 310740km' 이고 자유영혼 (186,5438+09 ~180 편지의 우편 시간은1861110 월 19 입니다. 패러데이가 그에게 답장을 보냈는지 사료에는 기록이 없다. 하지만 의심할 여지없이, 맥스웰이 4 년 후에 빛의 전자파로 결론을 내리게 한 것은 바로 이 발견이다.
1862 년 맥스웰은' 영국철학지' 제 4 권 23 호에서 두 번째 전자논문' 물리학의 힘 선' 을 발표했다. 문장 발표가 시작되자마자, 즉각 광범위한 관심을 불러일으켰다. 영국의 저명한 물리학자이자 전자학의 발견자인 조셉 톰슨은 나중에 이렇게 회상했다. "나는 아직도 그 논문을 분명히 기억하고 있다. 그 당시 저는 18 살 아이였습니다. 나는 읽자마자 매우 흥분했다! 그것은 아주 긴 문장 한 편인데, 나는 그것을 전부 베꼈다. "
이것은 확실히 획기적인 논문으로, 1855 의 패러데이 힘선에 비하면 질적인 도약이다. 이 논문은 더 이상 패러데이 관점의 간단한 수학 번역이 아니라 중요한 확장과 발전이다. 결정적인 단계 중 하나는' 변위 전류' 라는 개념을 도입하는 것이다. 그전에 패러데이를 포함한 사람들은 전류가 생성하는 자기장을 토론할 때 항상 전도 전류, 즉 자유 전자가 도체에서 움직이는 전류를 언급한다. 맥스웰은 그의 연구에서 이 오래된 개념에 큰 모순이 있다고 느꼈다. 예를 들어, AC 전원을 연결하는 콘덴서에서는 전기 매체에 자유 전하가 없습니다. 즉, 전도 전류가 없지만 자기장은 여전히 존재합니다. 반복적인 사고와 분석을 통해 맥스웨는 이곳의 자기장이 또 다른 종류의 전류에 의해 형성된다고 의연하게 지적했다. 이 전류는 어떤 전기장 변화의 전기매체에도 존재하고, 전도전류와 함께 폐쇄된 총 전류를 형성한다. 맥스웰은 엄격한 수학적 유도를 통해 이 전류를 나타내는 방정식을 얻어 변위 전류라고 부른다.
이론적으로 변위 전류의 개념을 도입한 것은 확실히 패러데이 전자기 감지에 이어 전자기학의 중대한 돌파구이다. 이 과학적 가정에 따르면 맥스웰은 두 개의 매우 추상적인 미분방정식 (1865, 방정식이 완성될 때까지) 을 내보냈는데, 이것이 바로 유명한 맥스웰 방정식이다. 이 방정식 그룹은 두 방면에서 패러데이의 성과를 발전시켰다. 하나는 변위 전류입니다. 즉, 변화하는 자기장이 전기장을 생성할 뿐만 아니라, 변화하는 전기장도 자기장을 생성합니다. 둘째, 이 방정식은 전자기 감지 현상을 완벽하게 설명했을 뿐만 아니라 이론적으로 요약했다. 자기장이 변하는 곳이고, 도체든, 유전체든, 주위에는 감응 전기장이 있다. 맥스웰의 창조적인 총결을 거쳐 전자기 현상의 법칙은 결국 그의 흔들리지 않는 수학 형식으로 드러났다. 그때서야 전자기학은 과학 이론이 되기 시작했다.
자연과학사에서, 어떤 과학이 정점에 도달할 때만 수학적으로 법칙으로 표현될 수 있다. 이 법칙들은 알려진 물리적 현상뿐만 아니라 아직 발견되지 않은 것들도 밝혀낼 수 있다. 뉴턴 만유인력의 법칙이 해왕성을 예견한 것처럼 맥스웰은' 물리학의 힘 라인' 에서 전자파의 존재를 예견했다. 그는 교류 전기장이 교류 자기장을 생성하고 교류 자기장이 또 교류 전기장을 생성할 수 있기 때문에 이 교류 전자기장이 파동의 형태로 공간으로 전파될 것이라고 지적했다. 당시 맥스웰은 겨우 3 1 살이었는데, 이것은 그의 일생에서 가장 휘황찬란한 해였다.
맥스웰은 전자기학 분야에 계속 깊이 들어갔다. 1865 년 제 3 편의 전자기학 논문' 전자기장 역학' 을 발표했다. 이 논문은 런던 왕립학회 잡지에 발표되었다. 이 중요한 문건에서 맥스웰 방정식의 형식은 더욱 완벽하다. 그는 프랑스 수학자와 역학자 라그랑주 (1736 ~ 18 13) 와 아일랜드 수학자와 물리학자 해밀턴 (1805 ~/) 을 채택했다 전자파의 전파 속도는 파동 방정식에 기초한다. 이것은 맥스웰이 4 년 전에 계산한 비율과 정확히 같다. 이때까지 전자파의 존재가 확정되었다! 그래서 그는 빛도 전자파라는 과감한 결론을 내렸다. 패러데이 빛의 전자기 이론에 대한 흐릿한 추측이 맥스웰에서 과학 이론으로 바뀌었다. 패러데이와 맥스웰의 이름은 갈릴레오와 뉴턴의 이름처럼 물리학계에서 영원히 빛난다.
맥스웰은 런던 왕립대학에서 5 년 동안 책을 가르쳤다. 이 5 년은 그의 일생에서 다산의 시기이다. 전자기 이론을 세우는 것 외에도, 그는 분자물리학과 기체 역학에 기여했다.
1865 년 맥스웰이 공식적으로 빛의 전자기학을 발표한 지 얼마 되지 않아 그는 왕립과학원 의장직을 사임하고 고향 글렌레 장원 시스템으로 돌아와 연구 성과를 총결하고 전자기학 전문 저서를 집필했다. 몇 년간의 노력 끝에 그의 전자기학 통론은 1873 년에 출판되었다. 이것은 고전적인 전자기 이론 저작이다. 맥스웰은 19 세기 중엽 전후로 쿨롱, 암페어, 오스터, 패러데이, 그리고 그 본인의 전자기 현상에 대한 연구 결과를 총결하여 완전한 전자기 이론을 세웠다. 이 대작의 의미는 뉴턴의' 수학 원리' (역학) 와 다윈의' 종의 기원' 과 정확히 같을 수 있다.
생물학에 비해, 그것은 또한 인간의 지혜의 결정체이다.
전자기 이론의 웅장한 빌딩은 여러 세대의 노력을 거쳐 우뚝 솟아 있다! 전자기학 통론' 의 출판은 당시 물리학계의 큰 사건이 되었다. 맥스웰은 케임브리지 대학으로 돌아가 교직을 맡았고, 그의 친구와 학생들은 이 책을 오랫동안 기대해 왔다. 사람들이 앞다투어 서점에 가서 구매하자 초판은 며칠 만에 매진되었다.
최종 평가
전자기학 통론' 은 빼앗겼지만, 진정으로 이해하는 사람은 매우 적다. 곧 누군가가 그것을 이해하기 어렵다고 비판하는 것을 들었다. 물론, 매우 추상적인 맥스웰 미분방정식은 결국 2×2=4 만큼 간단하지 않다. 단지 두 개의 공식과 몇 개의 수학 기호만 있으면 전하, 전류, 전자기, 빛 등 자연계 전자기 현상의 모든 법칙이 포함되어 있는데, 이는 일반인들에게는 정말 불가사의하다. 게다가, 더 중요한 이유는 맥스웰이 그의 이론을 발표한 이후로 아무도 전자파를 발견하지 못했다는 것이다. 전자파가 맥스웰 이론을 검증하는 열쇠로 증명될 수 있는가. 그래서 많은 물리학자들이 회의적입니다. 맥스웰을 열정적으로 독려했던 윌리엄 톰슨조차도 맥스웰의 예측이 믿을 만한지 확실하지 않다.
맥스웰의 전자기 이론은 물리학적으로 획기적인 의의를 가지고 있다. 유감스럽게도 맥스웰 본인은 자신의 이론을 증명하지 못했다. 이것은 객관적인 원인도 있고 주관적인 이유도 있다. 맥스웰은 환경과 근로 조건의 제한으로 인해 전자기 실험에 종사할 기회가 더 많아진 적이 없다. 열역학과 분자물리학의 연구는 그의 대부분의 시간과 정력을 소모했다. 게다가, 그는 주로 이론 물리학자이다. 그의 학생인 플레밍 (1849 ~ 1945) 이 나중에 말했듯이, "그는 이론적으로 전자파의 존재를 예언했지만, 어떤 실험으로도 증명할 생각은 없는 것 같다." 패러데이는 평생 실험을 떠난 적이 없기 때문에 실험이 없으면 패러데이가 없다고 할 수 있다. 반면 맥스웰은 런던의 5 년 동안 제한된 실험만 실시했는데, 대부분 기체 역학 방면이었다. 그의 아파트 옥상 부근에 좁고 긴 다락방이 하나 있는데, 그의 실험실이다. 그의 아내는 늘 그를 조수로 삼아 난로를 시켜 실내 온도를 조절한다. 조건은 상당히 간단하다. 나중에 왕립대학의 실험실에서 그는 전기 실험을 했는데, 대부분 표준 저항만 측정했다. 전자기학 통론' 이 끝난 후 맥스웰은 카반디쉬 실험실을 짓고 카반디쉬 (1731~1810) 를 정리하느라 바빴다
이런 이유로 전자기 이론이 나온 후 오랫동안 인정받지 못했다. 처음에는 캠브리지 대학의 일부 젊은 물리학자들만이 그것을 지지했다. 명성이 있는 과학자들을 포함한 많은 사람들은 아직 확인되지 않은 새로운 이론에 대해 관망적인 태도를 취하고 있다. 라우어 (1879 ~ 1960) 는' 물리학사' 에서 "맥스웰의 이론은 본질적으로 완벽하고 모든 경험과 일치하지만 물리학자들이 점차 받아들일 수밖에 없다" 고 논평했다. 헬름홀즈와 볼츠만 (1844 ~ 1906) 과 같은 비범한 재능을 가진 사람들조차도 몇 년 동안 그것을 이해하려고 노력했습니다. "
몇 개의 봄가을이 지나갔다. 맥스웰은 자신의 심혈을 카번디쉬 실험실에 묵묵히 바쳤다. 실험실은 1872 에 착공하여 1874 에 완공되었다. 건설 자금은 과학을 장려하는 공작이 기증한 것이다. 기구를 추가로 구입하기 위해서 맥스웰도 자신의 저축을 조금 내놓았다. 맥스웰은 준비 과정 전반에 걸쳐 설계, 시공, 기기 구입에서 대문에 이르는 비문에 대해 직접 물었다. 실험실의 설립자이자 최초의 주임이다. 나중에 그의 후임자는 레일리 (1842 ~ 19 19) 와 조셉 톰슨, 그리고 루더퍼드 (187) 였다. 이 실험실에서 꽃이 피는 시기는 20 세기였다. 이곳에서 많은 걸출한 과학 인재, 특히 원자력 물리학 방면의 인재를 양성했다.
맥스웰의 마지막 몇 년 동안의 주요 업무는 카반디쉬가 남긴 대량의 자료를 정리하는 것이다. 공작이 그에게 맡긴 임무는 상당히 힘들다. 카번디쉬는 18 세기 영국의 유명한 기질이 괴상한 물리학자이자 화학자이다. 그는 물의 화학성분인 수소가 지구의 질량을 계산하는 첫 번째 물질이라는 것을 발견했으며, 정전기학 방면에서도 좋은 연구를 하고 있다. 그는 줄곧 결혼하지 않고 수줍어하며 혼자 사는 것을 좋아한다. 그가 사망한 후 공개되지 않은 도자 과학 원고 20 부를 남겼는데, 대부분 수학과 전기에 관한 것이었는데, 그중 많은 원고가 거의 반세기 동안 묻혀 있었다. 이 자료들을 정리하는 것은 매우 세심하고 어려운 일이다. 맥스웰은 이 일을 완성하기 위해 엄청난 희생을 치렀다: 그는 연구를 포기하고 정력을 다 써버렸다.
맥스웰은 카번디쉬 연구소의 일상 업무를 제외하고 매 학기마다 전자기학이나 열역학 강의를 한다. 그는 전자기 이론을 열심히 홍보하여 강단에서 새로운 이론을 보급하였다. 애석하게도 청중이 많지 않다. 그는 강의를 잘하지 못하는데, 하물며 전자기 이론이 이렇게 심오하여 전통 물리학과는 큰 차이가 있다! 1878 년 5 월, 그는 전화에 대한 코프 강의를 했다. 전화는 당시 새로운 것이었는데, 방금 폭발했다. 벨은 1875 에서 전화를 발명하고 이듬해에 특허를 받았습니다. 에디슨은 1877 에서 임피던스 마이크를 발표했다. 이 인류 통신사의 새로운 발명은 맥스웰의 큰 흥미를 불러일으켰다. 아마도 그는 자신의 이론이 언젠가 이 발명품들에 날개를 달고 전 세계에 퍼질 것이라고 예감했을 것이다.
맥스웰의 만년 생활은 고민으로 가득 찼다. 아무도 그의 이론을 이해하지 못했고, 그의 아내는 이미 오랫동안 아팠다. 이 이중 불행은 그를 기진맥진하게 했다. 그의 아내가 병이 난 후 온 집안 생활이 엉망이 되었다. 맥스웰은 줄곧 아내에게 사려 깊었다. 그는 아내를 돌보기 위해 3 주 동안 침대에서 잠을 자지 못했다. 그럼에도 불구하고, 그의 연설과 실험실 작업은 결코 멈추지 않았다. 과도한 불안과 피로가 결국 그의 건강을 해쳤다. 동료들은 이 사심없는 과학자가 점점 날씬해지고 얼굴빛이 점점 창백해지는 것을 알아차렸다. 그러나 그는 여전히 그렇게 완강하게 일하고 있다.
1879165438+10 월 5 일 맥스웰은 암으로 49 세의 나이로 사망했다. 물리학 역사상 뉴턴과 함께 빛을 낼 수 있는 별이 떨어졌다. 유감스럽게도 그는 젊은 나이에 죽었다. 그의 이론은 현대 과학기술을 위한 참신한 길을 열었지만, 그의 성과는 그가 살아있을 때 중시되지 않았다. 맥스웰의 일생은 전능한 일생, 자기희생의 일생이다. 이 위대한 과학자의 영예는 패러데이보다 훨씬 낮았다. 그가 죽은 지 여러 해가 지나서야 헤르츠가 전자파의 존재를 증명한 후에야 사람들은 그가' 뉴턴에 이어 세계에서 가장 위대한 수학 물리학자' 로 인정받았다는 것을 깨달았다.