ابن دانشمند کسی نیست جز جیمز کلارک ماکسول(1831-1879)؛ تقریبا تمام فعالیت‌های انسان‌های این عصر وابسته به امواج الکترومغناطیسی است و می‌توان گفت پیش‌بینی ماکسول درست از آب درآمد.
امروز 5نوامبر و مصادف با صدوچهلمین سال ماکسول و به همین بهانه، گزارشی از تاثیرگذاری وی در علم را در ادامه می‌خوانید.
بسیاری از دانشمندان سرشناس در قرن‌های بیست و بیست‌ویک ماکسول را بزرگترین فیزیکدان قرن نوزدهم می‌دانند و معتقدند نتایج تحقیقات او منجر به بنای شاخه‌های عظیمی در فیزیک به نام تئوری نسبیت و مکانیک کوانتوم شده است. عبدالحسن بصیره، فیزیکدان و استاد بازنشسته دانشگاه کردستان درباره این دانشمند، شروع دوران علمی و اولین مقاله وی که در پانزده سالگی نوشت و برای جیمز فوربس از دانشمندان مطرح هم دوران خود فرستاد، می‌گوید: «ماکسول در 15 سالگی با یک حلقه نخ و دو سوزن روشی ابداعی برای رسم بیضی کامل طراحی کرد و طرح خود را در مقاله‌ای نوشت و آن را برای جیمز فوربس استاد فلسفه طبیعی در فرهنگستان ادینبورگ فرستاد. فوربس مقاله را برای سن نویسنده بسیار چشمگیر یافت و آن را به انجمن سلطنتی ادینبورگ داد. در واقع با انتشار مقاله بیضی دوره علمی ماکسول آغاز شد. وی تحت فشار خانواده به تحصیل حقوق پرداخت، اما بلافاصله به رشته فیزیک و ریاضیات جذب شد. در سال 1850 ماکسول اسکاتلند را ترک کرد و برای ادامه تحصیل به کمبریج رفت در آنجا تحت تاثیر ویلیام هاپکینز استاد ریاضیات و فیزیک آن دانشگاه قرار گرفت در سال 1854 از این دانشگاه فارغ‌التحصیل شد؛ اما در دانشکده کرینیتی به تحصیل ادامه داد و در سال 1855 به عضویت آن دانشکده درآمد.»
لازم به ذکر است که این دانشمند در سال 1873 نظریه خود در باب امواج الکترومغناطیس را در کتابی دو جلدی به نام «رساله‌ای درباره الکترومغناطیس» جمع‌بندی و منتشر کرد. دانشمندان از همان زمان این کتاب را هم تراز کتاب «اصول ریاضی فلسفه طبیعی» نیوتن شناختند و معتقدند میان نیوتن و اینشتین ماکسول به تنهایی ایستاده است.
وی در زندگی‌اش چهار کتاب و بیش از یکصد مقاله منتشر کرد و همیشه می‌گفت: «برای آموختن قضایا و موضوع‌های علمی سه عامل وجود دارد؛ قلب، سر و انگشتان ... قانون‌های ماده را فکر بشر ساخته و قانون‌های فکر بشر را ماده ساخته است.» وی در کتاب « نظریه دینامیکی رشته الکترومغناطیسی» اولین مجموعه کاملی از معادلات که الکتریسیته و مغناطیس را به فرم میدان‌هایی به هم مرتبط کرده را بیان کرده است. در تئوری موج الکترومغناطیسی وی سرعت انتشار امواج در هوای آزاد را تنها با استفاده از داده‌های موجود در مورد خواص الکتریکی و مغناطیسی هوا محاسبه کرد.
به گفته بصیره، ماکسول در سال 1856 به دعوت جیمز فوربس برای تصدی کرسی استادی فلسفه طبیعی دانشکده مارشال در ابردین اسکاتلند رفت که نزدیک به پدر بیمارش باشد. اما چند روز پیش از آغاز به تدریس پدرش درگذشت. وی از سال 1856 تا 1860 استاد دانشکده مارشال در ابردین بود.
بصیره با اشاره به خلاق‌ترین دوران زندگی ماکسول که وی به عنوان استاد فلسفه طبیعی دانشکده کینگ برگزیده شد، می‌گوید: «در مدت چهارسالی که این دانشمند در ابردین بود نخستین مقاله‌اش را درباره الکترومغناطیس کامل کرد. در سال 1858 با کاترین دوار دختر رییس دانشکده مارشال ازدواج کرد که هفت سال از ماکسول بزرگتر بود. کاترین همیشه بیمار و عصبی بود؛ اما در چندین آزمایش مهم با مهارت تمام شوهرش را یاری می‌کرد. در سال 1860 دو دانشکده مارشال ابردین و کینگ لندن ادغام شدند و ماکسول به عنوان استاد فلسفه طبیعی در دانشکده کینگ برگزیده شد که تا سال 1865 آنجا بود و پنج سالی که در لندن بود خلاق‌ترین دوران زندگی ماکسول به شمار می‌آید.»
زمینه‌ساز تلویزیون‌های رنگی
ماکسول به رنگ بسیار علاقه‌مند بود. تحقیقات او، منجر به اختراع عکس تشکیل شده از سه رنگ (سه رنگی) شد. با استفاده از فیلتر‌های رنگ قرمز، آبی و سبز نخستین عکس رنگی را که یک ربان پارچه‌ای اسکاتلندی بود تولید کرد. کارهای ماکسول در این زمینه به عنوان زیربنای عکاسی رنگی مدرن امروزی است. بصیره در این‌باره معتقد است: «کارهای نخستین ماکسول درباره رنگ‌ها بود. وی ثابت کرد که از ترکیب سه رنگ اصلی سرخ، آبی و سبز می‌توان هر رنگ قابل تصوری را به وجود آورد پژوهش‌های علمی او در این‌باره بعدها زمینه کار تلویزیون رنگی را فراهم ساخت. در سال 1861 نخستین عکس رنگی را خودش گرفت پژوهش‌های او مدال رادرفورد را برای او به ارمغان آورد. وی در سال 1865 به این نتیجه رسید که با تدریس و سمت دانشگاهی نمی‌تواند به خوبی به پژوهش‌هایش ادامه دهد. بنابراین در سال 1865 از دانشکده کینگ استعفا داد و به طور دائم در گلن لایر اقامت گزید. نخستین مقاله الکترومغناطیس ماکسول با عنوان «درباره خط‌های نیروی فارادی» در سال 1856 زمانی که در ابردین بود منتشر شد. هدف این مقاله شکل‌دادن ریاضی به مفهوم میدان فارادی بود ماکسول از ویلیام تامسون که قبلا یک نظریه ریاضی از مفهوم خط‌های نیروی الکتریکی ساخته بود پیروی می‌کرد. این نظریه از نظریه تامسون عمیق‌تر بود او به میدان‌های مغناطیسی همانقدر توجه داشت که به میدان‌های الکتریکی و از دیدگاه ریاضی توجه نشان می‌داد.»
بصیره در ادامه از ماجرای نامه تحسین‌برانگیز فارادی به ماکسول می‌گوید: «فارادی پس از خواندن مقاله ماکسول در نامه‌ای سرشار از تحسین و سپاس و پوزش از سادگی ریاضیات خودش به وی چنین نوشت؛ «دوست عزیزم مقاله شما را دریافت کردم در آغاز وقتی دیدم چنان نیروی ریاضی در خور موضوع ساخته شده تقریبا وحشت کردم اما وقتی دیدم که موضوع به خوبی تاب و تحمل آن را دارد شگفت‌زده شدم ..... برای شما مقاله‌ای می‌فرستم امیدوارم این تابستان بتوانم آزمایش‌هایی درباره سرعت کنش مغناطیسی یا در حقیقت زمان لازم برای فرض حالت پیرامون یک سیم حامل جریان انجام دهم که ممکن است به موضوع کمک کند. این زمان احتمالا باید بسیار کوتاه همچون زمان سرعت نور باشد. اما نتیجه هرگاه مثبت باشد مرا ناامید نمی‌کند.... ارادت‌مند شما مایکل فارادی.»
فارادی که نزدیک پایان دوران کاریش بود شاید نمی‌توانست پیش‌بینی کند که چه پیشنهاد شگفت‌انگیزی به ماکسول جوان 26 ساله کرده است. بصیره در این‌باره معتقد است: «اندیشه زمان کنش مغناطیسی همچون صاعقه‌ای بر سر ماکسول فرود آمد و برای وی مکاشفه بزرگی بود. مقاله دوم ماکسول درباره الکترومغناطیس با حدس و گمان فارادی همسو بود. سرانجام ماکسول به کشف حیرت‌انگیزی رسید که ارتعاش‌های محیط ملاء ویژگی‌هایی شبیه به نور دارد. دانشمندان آن زمان این محیط ملاء را «اتر» نامیدند. ماکسول با انجام محاسباتی با شگفتی دریافت که نتیجه آن تقریبا همان سرعت نور است. ده سال پس از مرگ ماکسول هاینریش هرتز فیزیکدان آلمانی درستی نظریه الکترومغناطیسی ماکسول را با نصب فرستنده و گیرنده رادیویی ثابت کرد.»
نظر شما