James Clerk Maxwell fue un hombre dedicado a diferentes ciencias de gran relevancia en la historia de la física, al igual que Einstein y Newton. Sin embargo, no muchos conocen su nombre o sus aportes a la humanidad, de los que, sin duda alguna, hoy en día se sigue haciendo uso.
La vida de este importante científico no fue muy longeva, desgraciadamente, aunque aun así logró llevar a cabo los estudios necesarios. Dichos estudios conforman un gran conjunto de investigaciones y rigurosos análisis realizados durante su formación y carrera.
Desde el principio, demostró tener la personalidad e inteligencia de un genio, rasgos que lo llevaron a un rápido entendimiento de la física. A su vez, este entendimiento de la lógica matemática ayudó a James Clerk Maxwell a deducir sus nuevas teorías.
Dichas teorías son las precursoras de una serie de avances científicos en la física y ciencia general de los Siglos XIX y XX. Esto se debe a que, si no fuese por el trabajo de James, muchas otras teorías fundamentadas en él no habrían sido posibles. Por eso, es necesario conocer la historia de este importante científico y las razones por las que cambió los estudios de física de aquella época.
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Infancia y adolescencia de James Clerk Maxwell
Una parte importante de las motivaciones científicas de James Clerk Maxwell tuvieron origen en su infancia y juventud. Puesto que desde muy joven ya demostraba una gran curiosidad y pasión por el estudio. Además, tenía también una gran memoria ya que en varias ocasiones memorizó citas extensas de algunos libros.
Las personas más implicadas en el desarrollo de su educación infantil claramente fueron sus padres, John Clerk M, un renombrado abogado, y Frances Cay. Estos se casaron cuando tenían aproximadamente 30 años y tuvieron a James cuando su madre rondaba los 40.
Su padre pasaba mucho tiempo trabajando de abogado, mientras que su madre se encargaba de educarle en lo posible. La vida de James cambió drásticamente a los 8 años, y su padre y una de sus tías se responsabilizaron de su educación. Posteriormente, demostró gran aptitud para las matemáticas y estudió aún más.
Sin embargo, antes de que James Clerk Maxwell se convirtiese en un reconocido académico, atravesó por una tragedia en su infancia, lo que la hizo menos llevadera.
Infancia
James nació en Edimburgo el día 13 de junio del año 1831, en el seno de una familia pudiente. Al poco tiempo de esto, su familia se muda a la llamada hacienda Middlebie, donde se acomodaron en una casa previamente construida por ellos.
En poco tiempo, cuando James contaba con unos pocos años de edad, se demostraba muy curioso, ante todo. Esto lo notó principalmente su madre, quien alimentaba la curiosidad de su hijo al enseñarle a memorizar textos. Estos eran principalmente bíblicos, como los Salmos, por ejemplo.
Esto contribuyó en el desarrollo intelectual temprano de James Clerk Maxwell, aunque su estrecha relación se vio interrumpida cuando a ella le diagnosticaron cáncer. Posteriormente, Frances muere en el año 1839, cuando su hijo James tenía tan sólo 8 años.
Al ocurrir esto, la crianza y educación de James recaen en su padre y una de sus tías, llevando a su padre a contratar un tutor para que lo eduque. Sin embargo, dicho tutor era un adolescente y no tenía mucha paciencia respecto a la lentitud de estudio de James.
Otros estudios y destaques de James en primaria
Posteriormente, el tutor fue despedido, y la educación formal de James Clerk Maxwell seguía en discusión; lo que concluyó en su ingreso en la academia ubicada en la capital de Escocia. A la vez que realizaba sus estudios, estuvo alojado en el hogar de una de las hermanas de su madre, donde desarrolló un gusto por dibujar.
Al momento de ingresar a dicha academia no había plazas disponibles para su grado, por lo que tuvo que estudiar con compañeros un poco mayores. James, con 10 años de edad, no encajaba en su escuela por su crianza campestre. A causa de esto, sus compañeros lo apodaron “Dafty”, aunque a él no le importó.
Durante ese tiempo, James Clerk Maxwell se mostraba aislado del resto de los chicos de su edad, aunque eso cambió al conocer a Lewis Campbell. También conoció en su niñez a Peter Tait, quien, junto a Campbell, se convirtieron en grandes amigos de James y científicos de renombre.
Maxwell rápidamente fue ganando relevancia en su academia, cuando se volvió acreedor de premios y medallas por estudio. Algunos de estos premios fueron en reconocimiento a su habilidad en matemáticas, poesía e idiomas. Estos fueron unos de los primeros destaques de James, pero no los más importantes.
Adolescencia
A pesar de ser tan bueno en las materias académicas, nunca le importaron tanto las calificaciones que obtuviera, pues su verdadero interés no recaía allí. Cuando tenía 14 años de edad expresó claramente su interés en las ciencias al redactar un artículo titulado “Oval Curves”.
Esta fue una de las primeras expresiones profesionales y valoradas de James Clerk Maxwell acerca de su interés hacia la geometría. En dicho artículo se explicaba un método para trazar elipses y otras figuras que poseyeran más de un solo par de focos. Esto fue una descripción más sencilla que la hecha por René Descartes tiempo atrás.
Este artículo también estuvo inspirado por las asistencias de James junto a su padre a las reuniones de la llamada RSE. Su artículo fue expuesto a la RSE por un maestro de la reconocida Universidad porque James era muy joven
También a causa de su edad, quienes evaluaron lo que James Clerk Maxwell había escrito quedaron asombrados. Luego, con 16 años, decidió abandonar la academia para iniciar sus estudios profesionales en la Universidad local de Edimburgo.
Estudios y formación académica de James Clerk Maxwell
Bien es sabido que James se formó estudiando en varias universidades, las cuales aportaron significativamente a su desarrollo intelectual. El tiempo que duró en estas fue distinto y ocurrieron en diferentes épocas, pero es de notar que inició sus estudios universitarios a una edad temprana.
Por esto, varias veces fue uno de los más jóvenes entre los estudiantes y profesores de las mismas universidades a las que asistió. La estancia estudiantil y laboral de James Clerk Maxwell en estas instituciones se debió a diferentes razones y circunstancias en su vida.
Sus primeros estudios universitarios en Edimburgo
Desde que empezó a estudiar allí, en 1847 empezó sus formulaciones universitarias relacionadas con el magnetismo. Sin embargo, antes de empezar a desarrollar sus profundizadas teorías al respecto, James recibió la oportunidad de estudiar en otra universidad.
Dicha universidad era Cambridge, pero él decidió seguir sus estudios universitarios donde ya estaba primero. No le tomó mucho tiempo tomar esta decisión, pues apenas tenía un par de meses estudiando en la universidad. En dicha institución recibió la tutela de académicos renombrados hasta hoy en día.
Algunos de los profesores de James Clerk Maxwell fueron William Hamilton, James Forbes y también Philip Kelland. Al igual que en su anterior institución educativa, James destacó por su aplicación y sus altas calificaciones en todas las materias, especialmente en ciencias.
Después de clases y al volver a casa, James experimentaba con materiales de tipo magnético, eléctrico e incluso químico. Estas prácticas llevaron a que posteriormente hiciera una masa gelatinosa con forma de cubo y la sometiera a varias tensiones eléctricas. Luego, usó prismas polarizantes e hizo su descubrimiento de la fotoelasticidad.
Siguientes formaciones universitarias en Cambridge
Más tarde, James Clerk Maxwell había terminado sus estudios universitarios y obtenido un título como matemático. Para finales de 1850 abandonó su hogar para seguir sus estudios universitarios en Cambridge. Aunque, tuvo que asistir primero a Peterhouse, de donde fue transferido antes de completar un trimestre.
Llegó por eso al Trinty College, lugar donde James esperaba obtener una beca para investigar. En este mismo lugar adquirió una inclinación por el cristianismo, la cual fue causada por ser acogido en una sociedad de élite cristiana. Esta inclinación fue apoyada por su madre desde la niñez, pues le enseñaba mucho de la Biblia.
Luego, durante las vacaciones de su año tercero en la universidad, James Clerk Maxwell pasó un tiempo en la casa de un reverendo. Esto a su vez fortaleció sus creencias al notar lo adoctrinada que era la familia de este hombre. Sus estudios avanzaron y se convirtió en uno de los mejores alumnos del lugar.
Después de graduarse, James demostró ante una sociedad de filósofos de Cambridge que mejoraba como matemático al presentar un artículo científico. Así mismo, se quedó en la universidad después de graduarse y solicitó la beca para investigar que él quería desde un principio.
Otros eventos durante su estancia en Trinity College
Esta beca le permitiría realizar investigaciones en la universidad en su tiempo libre, así como también perseguir sus propios intereses científicos. James Clerk Maxwell tenía en mente desde hacía tiempo la tarea de comprender a profundidad el funcionamiento y la forma en la que el ojo percibía los colores.
Esta fue impulsada desde sus estancias en la universidad en Edimburgo, donde su profesor de filosofía natural Forbes lo inspiró al respecto. En poco tiempo, James dedujo que nuestra percepción del color blanco era de hecho el resultado de la combinación de otros tres colores.
Dichos colores eran el rojo, el azul y el verde (presentes en las actuales pantallas), de lo cual habló profundamente en un artículo. Este artículo fue posteriormente presentado ante la RSE por James Clerk Maxwell en persona en el año 1855.
Luego, en ese mismo año, el Trinity aceptó su petición. Le concedieron la beca para investigar, pero debía presentar varias conferencias y realizar exámenes. Sin embargo, abandonó el Trinity pocos meses después al perseguir el profesorado de Filosofía Natural disponible en Marischal College.
Profesorado en Marischal College
Esta idea fue también promovida por Forbes, por lo que James tuvo que preparar sus referencias. En esta tarea lo asistió su padre, al menos hasta que murió en abril de ese mismo año. Su casa campestre le fue dada en heredad tras morir su padre, pero James decidió aceptar el puesto de profesor en Marischal College.
En esta universidad ubicada en Aberdeen se destacó como el profesor más joven del lugar, pues tenía sólo 25 años. Durante la época académica, James Clerk Maxwell vivía en Aberdeen y al llegar el verano se iba a su hogar de infancia. En estos tiempos se vio interesado en los famosos anillos del planeta Saturno.
Este tema fue elegido por James para volverse acreedor del popular premio Adams. Sin embargo, la información que se tenía de dichos anillos era poca y las teorías al respecto eran dudosas. Debido a esto, James le dedicó un par de años al estudio de dicho fenómeno, al menos, hasta lograr una deducción razonable.
Poco antes de haber ganado el premio Adams, James Clerk Maxwell conoció y se casó con la hija de un amigo suyo, Katherine Mary Dewar. Este matrimonio se llevó a cabo en el año 1858, un año después de conocerse. Poco tiempo después, la carrera de James se vio en peligro por haber perdido su empleo.
Desempleo y mudanza a Londres
Dos años después de su boda con Katherine, un suceso le quitó el empleo a James y lo obligó a mudarse. Esto empieza cuando la universidad donde trabajaba como profesor (de la materia de Filosofía Natural) se fusionó con King´s College y formaron la conocida Universidad de Aberdeen.
La fusión de ambas instituciones redujo la cantidad de docentes a más o menos la mitad. Entre estos recortes de personal, estaba el puesto de James Clerk Maxwell, por lo que quedó desempleado. En respuesta a esta situación, James solicitó empleo en la universidad ubicada en Edimburgo.
Sin embargo, la plaza que quedaba libre en dicha materia de su antiguo profesor Forbes fue tomada primero por su amigo Tait. James, desempleado y con investigaciones en curso, buscó plazas de su cátedra en otros lugares del país para conseguir empleo.
Su petición fue atendida por el King´s College ubicado en la ciudad de Londres, donde tenían una plaza para su materia. Antes de poder ir a Londres a impartir clases y conferencias de Filosofía Natural, James Clerk Maxwell se enfermó temporalmente de viruela. Una vez recuperado, viajó a Londres junto a su esposa.
Sus últimos trabajos en King´s College
Durante la estancia de James en la institución King´s College de Londres su carrera como científico fue mucho más productiva. En este tiempo desarrolló varias de sus teorías más famosas por las que se le reconoce hoy en día. Su edad al ingresar en dicha universidad fue de 29 años, es decir, en 1860.
En esta institución realizó sus estudios acerca de la percepción del color en el ojo humano, los cuales había querido realizar desde hacía tiempo. Debido a sus estudios y descubrimientos en este trabajo, James Clerk Maxwell fue acreedor de la Medalla Rumford, otorgada por la Real Sociedad en el año 1860.
Además, se unió como miembro a dicha sociedad al año siguiente por sus trabajos y logros científicos. En ese mismo tiempo alcanzó un logro histórico al tomar una fotografía en colores, logro que no se repetiría constantemente hasta mucho después de su muerte.
Otro logro muy característico de James fue la unificación de ciertos fenómenos populares. Dichos fenómenos fueron la luz, la electricidad y el magnetismo, los cuales fueron referidos en sus artículos como diferentes resultados del mismo fenómeno.
Aportes y descubrimientos científicos de James Clerk Maxwell
Los aportes realizados por James Clerk Maxwell siguen teniendo un importante eco en la actualidad. Esto se debe a que sus investigaciones llevaron a la humanidad a dar un importante paso en el entendimiento del electromagnetismo.
Sus diferentes teorías y estudios fueron en parte inspirados por sus profesores durante su estancia en Edimburgo. Aunque anterior a eso, él ya tenía una gran curiosidad que era a su vez saciada por su gran intelecto y capacidad deductiva.
Los hitos de James han sido reconocidos desde su época, aunque tuvieron una notablemente mayor importancia en el siglo posterior. Esto, debido a que algunos grandes científicos del momento se basaron en las teorías ya formuladas por James Clerk Maxwell tiempo atrás.
Electromagnetismo
Los trabajos relacionados con la teoría del llamado “electromagnetismo” fueron llevados a cabo en diferentes épocas. Los inicios de este trabajo fueron reflejados ante la Sociedad Filosófica localizada en Cambridge, la cual recibió un ensayo de James en 1855. En este ensayo se simplificaba el trabajo realizado por Faraday.
Aunque, dicho ensayo también describía levemente la relación existente entre la electricidad y el magnetismo. Mucho después, en el año 1862, James logró realizar cálculos acerca del tiempo que tardaba un campo electromagnético en propagarse. Este cálculo reveló una similitud con la velocidad de la luz.
Dicho cálculo obtenido por James Clerk Maxwell fue clave en el desarrollo de las posteriores teorías de la luz y el magnetismo. Este descubrimiento de la relación directa entre luz, magnetismo y la electricidad fue probablemente el más importante de ese siglo.
Percepción del color
El trabajo de James para el entendimiento de cómo el ojo humano es capaz de percibir la luz fue clave, pero no el primero. Los trabajos en los que se basó fueron hechos previamente por Isaac Newton, aunque se inspiró más en el trabajo de Thomas Young.
Maxwell quiso comprobar si la teoría tricromática de Young era cierta, para lo cual realizó una serie de experimentos donde combinaba colores. Estos experimentos demostraron efectivamente que cualquier haz de luz que pueda ser captada por 3 receptores puede ser alterado por otras 3 luces.
Otro experimento llevado a cabo por James Clerk Maxwell para completar sus estudios de la percepción del color fue la creación de una fotografía. Esta no era una fotografía corriente, pues quería crear una fotografía a color para fortalecer su teoría.
Este experimento se basaba en crear 3 fotos en blanco y negro con filtros en tres colores: azul, rojo y verde. Luego, se harían 3 copias idénticas pero transparentes para proyectarlas sobre filtros con dichos colores. Esto se realizó y se obtuvo una imagen a color, pero los materiales empleados en el experimento no eran apropiados. Por esto, la fotografía no salió tan bien como se esperaba.
Teoría de la cinética y termodinámica
Las teorías que aportó James Clerk Maxwell relacionadas con el campo de la termodinámica estuvieron orientadas a la naturaleza de los gases. En los artículos publicados durante sus últimas estancias en Marischal College desarrolló la teoría que explicaba las diferentes velocidades de las partículas que componen un gas.
Dos años más tarde siguió desarrollándola y alcanzó matematizarla, aunque era compleja. Posteriormente, Boltzmann se encargó de simplificar y generalizar esta teoría con el propósito de aplicarla en cualquier cálculo respectivo a la temperatura y composición de un gas.
Hay que tener en cuenta que la “termodinámica” ya existía, mientras que el trabajo realizado por James había sido fundamentado en estudios previos de otros investigadores.
Creencias religiosas
En cuanto a las creencias de James Clerk Maxwell, se notaba que era cristiano. Esto es fácilmente demostrado en múltiples cartas, en las cuales, se expresaba su asombro y respeto hacia la religión cristiana.
Su fe cristiana se debe en parte a las enseñanzas inculcadas en él desde que era muy pequeño. De esto se encargó su madre al instruirle con conocimientos de la Biblia. Otra de las causas que apoyaron sus creencias religiosas fue su adoctrinamiento por parte de una sociedad secreta en Cambridge.
Sin embargo, a lo largo de su juventud y su durante sus estudios, atravesó conflictos filosóficos serios. A pesar de eso, siempre demostró aprecio por la religión, pues solía amigarse con reverendos y sacerdotes. Incluso, a su esposa la conoció por ser hija de un reverendo amigo suyo.
Luego, la fe cristiana de James Clerk Maxwell fue reafirmada cuando estaba en su lecho de muerte, pues fue entonces donde se sensibilizó. Esto se supo gracias a las cartas de un reverendo que lo visitaba constantemente desde que enfermó de muerte.
Últimos años y muerte de James Clerk Maxwell
James se retiró del King´s College 5 años después de su ingreso para vivir en su hogar de infancia, es decir, en 1865. Sus trabajos científicos no se atenuaron a pesar de su distanciamiento con Londres, pues algunas de sus teorías fueron completadas en ese tiempo.
La edad de James Clerk Maxwell cuando se retiró de dicha institución era de 34 años, aunque seguía manteniendo su puesto. Esto se debe a que seguía dando cátedras, y luego se volvió un profesor de física galardonado en la conocida Universidad de Cambridge.
Sin embargo, fue diagnosticado de cáncer, de hecho, el mismo que padeció su madre décadas atrás. Dicho padecimiento resultó ser hereditario y enfermó a James hasta que murió en 1879. Murió sin siquiera llegar a la vejez, pues tenía 48 años cuando murió de cáncer en el abdomen.
Curiosidades de Maxwell
La vida de James Clerk Maxwell se puede apreciar principalmente por sus estudios y logros científicos. A pesar de haberse caracterizado por ser un genio desde joven, esto no era lo único que se sabía de James. De hecho, existen coincidencias y curiosidades acerca de su vida, y algunas son cronológicas.
Sin embargo, no se sabe demasiado su vida debido a la época en que vivió y el poco drama que atravesó. Gran parte de la información obtenida de él provino de cartas y biografías, de las cuales, una muy destacada fue la escrita por Campbell, su amigo de toda la vida.
Algunas de las curiosidades de la vida de James Clerk Maxwell son:
- Era muy curioso desde pequeño: en una carta dirigida a su padre, la madre de James le expresa que era un niño muy curioso. También decía que se interesaba mucho por el funcionamiento de objetos mundanos tales como puertas y tuberías.
- El tercer físico más relevante: en la votación realizada para elegir al centenar de físicos más importantes de ese milenio quedó de tercero. Esto es un gran honor considerando que los físicos que ocupaban los primeros 2 puestos eran Einstein y Newton.
- Se sabía el Salmo 119: a una corta edad, James Clerk Maxwell memorizaba citas bíblicas que le enseñaba su madre. También se memorizó el capítulo bíblico más largo del conjunto de libros, el Salmo 119.
- Fue un profesor muy joven: cuando obtuvo su primer profesorado en Marischal College tenía 25 años, mientras que otros profesores tenían hasta más 40 años. A pesar de ser tan joven, él estaba perfectamente calificado para impartir la materia asignada, es decir, Filosofía Natural.
- Murió igual que su madre: su madre murió cuando él tenía 8 años y ella 48. La causa de su muerte fue cáncer abdominal, el mismo cáncer que mató a James a la edad de 48 años.
- Muere y nace otro genio: Albert Einstein nació en 1879, año en que murió James Clerk Maxwell. Bien se sabe que algunas de las teorías de Einstein no habrían sido posibles sin el trabajo realizado por James tiempo atrás.
Legado e importancia de James Clerk Maxwell
La importancia de este personaje es igual al legado que dejó a la humanidad. Se caracterizó siempre por ser “prematuro” y muy listo, aunque su muerte también fue prematura, puesto que no alcanzó la vejez. Durante toda su vida persiguió el conocimiento estando impulsado por su curiosidad y ganas de aprender.
Debido a esta pasión que tenía por los estudios, James Clerk Maxwell realizó hitos históricos de gran relevancia para su época y el siglo siguiente. La formación académica que sus logros requirieron fue exhaustiva, y aún más considerando lo joven que era cuando empezó a estudiar en la universidad de su localidad.
A pesar de atravesar por una tragedia en su infancia, seguida de otra en su juventud (cuando ambos padres mueren), él expresó que la vida lo trató con delicadeza. Estas palabras fueron de las últimas que pronunció antes de morir.
Al observar el panorama completo de su vida se es capaz de valorar los logros que hicieron popular a James Clerk Maxwell en su época. Por eso, se trata de un personaje que marcó perpetuamente la historia de la ciencia con sus grandes y siempre destacados intelecto y curiosidad.
Referencias:
https://es.wikipedia.org/wiki/James_Clerk_Maxwell
www.vix.com/es/btg/curiosidades/6099/james-clerk-maxwell-el-padre-de-la-teoria-electromagnetica
www.biografiasyvidas.com/biografia/m/maxwell.htm
www.lifeder.com/james-clerk-maxwell/
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