James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell nacque ad Edimburgo, il 13 Giugno 1831 e morì a Cambridge, il 5 Novembre 1879; egli è stato un brillante fisico e matematico di origini scozzesi.

Fu in grado di condensare tutte le scoperte, analisi e risultati fino a quel momento compiuti sull'elettromagnetismo in un'unica teoria riconosciuta come primo vero moderno enunciato di tale argomentazione fisica.

E' a lui che si devono le famose quattro equazioni di Maxwell che testimoniano come il campo elettromagnetico si possa manifestare in tre modi diversi e precisamente sotto forma di luce, elettricità e magnetismo.

Inoltre tali equazioni fondamentali inglobano in se stesse tutte le leggi e i corollari inerenti al fenomeno elettromagnetico semplificato così in "quattro passi" (le quattro equazioni fondamentali).

Come si sa il promotore della rivoluzione della fisica è senza ombra di dubbio Isaac Newton però Maxwell ha avuto il pregio di continuare l'opera iniziata dal suo illustre predecessore, portando così il campo della fisica alla sua “seconda grande unificazione”.

Egli riuscì a confermare che i campi magnetici ed elettrici si espandono, con le “sembianze” di onde alla velocità costante della luce, attraverso lo spazio.

Lo scritto "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" fu una sua opera che realizzò nel 1864 nella quale egli ipotizzava che la luce fosse di natura ondulatoria e che la stessa generasse  fenomeni magnetici ed elettrici.

A lui la fisica del XIX secolo deve il lavoro sul modello unificato per l'elettromagnetismo, considerato uno dei più grandi traguardi mai raggiunti in questo campo.

Nonostante ciò Maxwell si rifaceva alla teoria classica che si basava sulla teoria della propagazione della luce per mezzo dell'etere luminifero, considerato un elemento sfuggevole e complesso per essere sottoposto a qualsiasi processo di misurazione sperimentale che avrebbe colmato lo spazio vuoto.

I tre principi basilari del pensiero di Maxwell si incentravano sul rifiuto di ipotesi microscopiche,  sull'enfasi sui risultati sperimentali e sulla ricerca dell'unità (unificazione).

Lo strumento di indagine prediletto da Maxwell, da utilizzare  nelle indagini teoriche, era l'analogia considerata dallo stesso studioso come un utilissimo mezzo per esplorare settori ancora oscuri alla scienza basandosi su leggi che regolano processi fenomenologici alla portata di tutti.

Secondo Maxwell tale metodologia era si efficiente ma doveva essere maneggiata con attenzione e disciplina per non rendere vani tutti i sacrifici effettuati fino a quel momento.

I genitori di James Clerk Maxwell erano John Clerk Maxwell e Frances Cay e nel periodo della sua nascita Michael Faraday stava finalizzando i suoi studi sull'induzione magnetica, fenomeno che lui avrebbe spiegato in modo completo successivamente.

Maxwell trascorse la propria infanzia nella tenuta del padre, nella campagna scozzese e fin da tale periodo della sua vita egli dimostrò una spiccata curiosità.

La sua formazione giovanile fu influenzata positivamente dalla propria madre, Frances Cay,

che cercò di far sviluppare al meglio le sue enormi potenzialità; purtroppo però ella morì, forse di cancro, nel 1839 quando il piccolo Maxwell aveva otto anni.

La prematura morte della madre indusse John Clerk Maxwell ad affidare il giovane James all'insegnamento di un docente privato che per colpa dei suoi metodi ortodossi, conditi anche da punizioni corporali, traumatizzo il piccolo Maxwell.

A causa di questo insegnante, il padre decise di mandare James all'Accademia di Edimburgo; però anche qui Maxwell, dato il suo carattere schivo ed introverso, si trovò spesso emarginato dagli altri che vedevano in lui un personaggio bizzarro e “strano” che si esprimeva con uno strano accento scozzese.

Il soprannome affibbiato a Maxwell dagli altri compagni di corso fu "Dafty", ovvero «sciocco».

La geometria affascinò sin da piccolo il giovane James che in precoce età riscoprì alcuni poliedri regolari.

All'età di 14 anni, nel 1846, realizzò un articolo sulle ellissi dove analizzava le curve a più fuochi ("On the Description of Oval Curves, and those having a plurality of Foci", 1846).

Da un punto di vista matematico, anche se molto dettagliato, tale scritto non era sbalorditivo confermando che Maxwell, se rapportato ad altri stupefacenti precoci artisti del passato come Gauss, Pascal o Mozart, non poteva essere considerato un bambino prodigio.

All'età di 16 anni Maxwell abbandonò l'accademia e si scrisse all'università di Edimburgo dove  dimostrò subito le sue innate peculiarità.

Qualche anno dopo, non essendosi ancora laureato, si trasferì al Trinity College di Cambridge dove, qui, incontrò William Thomson che in futuro divenne Lord Kelvin.

In seguito riuscì ad entrare nel "Club degli Apostoli", un'associazione che raggruppava i dodici migliori studenti del Trinity; nel 1854 conseguì la laurea e rimase all'interno del college come docente fino al 1856.

Le sue conoscenze furono divulgate tramite due articoli:  "Sulle linee di forza di Faraday" e  "Sull'equilibrio dei solidi elastici".

Nel 1860 fu riconosciuto il suo valore con il conseguimento della medaglia Rumford grazie ad una serie di articoli, pubblicati dal 1855 al 1872,  correlati alla percezione del colore.

Tali studi indussero Maxwell a ideare molti strumenti, come il disco di Maxwell, utilizzati in tali ricerche.

Maxwell nel 1856 fece domanda per trasferirsi al Marischal College di Aberdeen per essere più vicino al povero padre che non stava molto bene di salute; nonostante la scomparsa del padre John, Maxwell conseguì la cattedra.

Tre anni più tardi si aggiudicò il premio “Adams” per un saggio "Sulla stabilità degli anelli di Saturno" in cui asseriva che la stabilità degli anelli poteva essere raggiunta solo se gli stessi erano costituiti da frammenti di roccia che giravano attorno al pianeta.

Tale visione consolidava l'ipotesi che affermava la formazione del sistema solare per mezzo di una nebulosa che ruotava su se stessa.

Maxwell celebrò il suo matrimonio con Katherine Mary Deward, figlia del rettore del college, nel 1859 senza avere eredi da ella; questo però non lo salvò dal licenziamento quando il Marischal College si unì al King's College di Aberdeen per dar vita all'Università di Aberdeen.

La sua domanda per avere una cattedra ad Edimburgo non fu accolta poiché a lui fu preferito il suo amico Peter Tait; comunque riuscì ad ottenere un posto al King's College di Londra.

Ancora oggi non si conoscono le ragioni per cui James Clerk lasciò, nel 1865, la sua cattedra al King's College per far ritorno alla sua tenuta scozzese di Glenlair.

Dalla sua mente presero vita un trattato elementare di meccanica  dal titolo “Materia e moto” del 1876 e un manuale di termodinamica "La teoria del calore" del 1871 .

L'uso esplicito dell'analisi dimensionale trovò in Maxwell il primo promotore che la usò già nel 1871.

Nello stesso anno Maxwell assunse il ruolo di primo Cavendish Professor di Fisica all'università di Cambridge con l'incaricato di incentivare la crescita del Cavendish Laboratory; la pubblicazione degli appunti di Henry Cavendish fu uno degli ultimi apporti scientifici di Maxwell a questo campo.

Maxwell morì abbastanza giovane, all'età di 48 anni, a Cambridge nel 1879 a causa di un cancro all'addome e fu sepolto nella chiesa di Parton nel Galloway (Scozia).

L'esistenza di Maxwell fu notevolmente influenzata dalla componente religiosa, introdotta nella sua vita dai suoi genitori, cristiani devotissimi e facenti parte della Chiesa episcopale scozzese;  suo padre e sua madre conferirono al proprio figlio un'inclinazione caratteriale puramente religiosa.

Le sfumature religiose presenti nel dna di Maxwell si rivelano nelle sue analisi di carattere scientifico, autodefinendosi un "lettore del libro della natura".

La visuale di Maxwell a volte mostrava tale libro della natura come leggiadro e melodioso,  chiave unica per percepire e assaporare l'onnipotenza di Dio in tutta la sua inarrivabile ed infinita bontà.

Il processo di analisi che l'uomo attua su una scienza in grado di diffondere molteplici verità sull'universo sconfinato della natura utilizzando l'atto di fede come univoco strumento trovava in Maxwell uno dei suoi maggiori estimatori e sostenitori.

Svariati poemi britannici e ballate furono assimilate da Maxwell a memoria; inoltre oltre che scrittore di trattati scientifici egli si cimentò anche nella stesura di diversi poemetti di cui il più famoso risulta essere “Rigid Body Sings”.

Di seguito un breve estratto di tale poemetto:

“Rigid Body Sings”

Gin a body meet a body

Flyin' through the air.

Gin a body hit a body,

Will it fly? And where?

[…]

Il suo amico Lewis Campbell nel 1882 pubblicò una raccolta delle sue poesie.

Il carattere di Maxwell era sostanzialmente di tipo ironico e ciò si può riscontrare nel suo epistolario in cui alcune lettere, indirizzate ad amici e colleghi, riportavano la sua firma in "forma differenziale" (interpretando tale termine con la dicitura matematica del rapporto differenziale) “dp/dt”.

Infatti la funzione termodinamica “dp/dt = JCM” da come risultato le iniziali del nome del burlone studioso (JCM=James Clerk Maxwell).

Altro ironico episodio della sua vita si riferisce al momento del suo arrivo all'Università di Cambridge; gli fu spiegato che c'era una funzione religiosa alle 6 del mattino e Maxwell apprendendo tale notizia e toccandosi la barba, rispose pacatamente con aplomb tipicamente scozzese: “Va bene, penso di poter stare sveglio fino a quell'ora”.