text:
# Максвелл, Джеймс Клерк
Джеймс Клерк Ма́ксвелл (англ. James Clerk Maxwell; 13 июня 1831, Эдинбург, Шотландия — 5 ноября 1879, Кембридж, Англия) — британский (шотландский) физик, математик и механик. Член Лондонского королевского общества (1861). Максвелл заложил основы современной классической электродинамики (уравнения Максвелла), ввёл в физику понятия тока смещения и электромагнитного поля, получил ряд следствий из своей теории (предсказание электромагнитных волн, электромагнитная природа света, давление света и другие). Один из основателей кинетической теории газов (установил распределение молекул газа по скоростям). Одним из первых ввёл в физику статистические представления, показал статистическую природу второго начала термодинамики («демон Максвелла»), получил ряд важных результатов в молекулярной физике и термодинамике (термодинамические соотношения Максвелла, правило Максвелла для фазового перехода жидкость — газ и другие). Пионер количественной теории цветов; автор трёхцветного принципа цветной фотографии. Среди других работ Максвелла — исследования по механике (фотоупругость, теорема Максвелла в теории упругости, работы в области теории устойчивости движения, анализ устойчивости колец Сатурна), оптике, математике. Он подготовил к публикации рукописи работ Генри Кавендиша, много внимания уделял популяризации науки, сконструировал ряд научных приборов.

## Обзор жизни и творчества

### Происхождение и юность. Первая научная работа (1831—1847)
Джеймс Клерк Максвелл принадлежал к старинному шотландскому роду Клерков из Пениквика (англ. Penicuik). Его отец, Джон Клерк Максвелл (1790–1856), был владельцем фамильного имения Миддлби в Южной Шотландии (вторая фамилия Максвелл отражает именно этот факт). Он окончил Эдинбургский университет и был членом адвокатской коллегии, но не питал любви к юриспруденции, увлекаясь в свободное время наукой и техникой (он даже опубликовал несколько статей прикладного характера) и регулярно посещая в качестве зрителя заседания Эдинбургского королевского общества. В 1826 году он женился на Фрэнсис Кей (Frances Cay), дочери судьи Адмиралтейского суда, которая спустя пять лет родила ему сына.
Вскоре после рождения сына семья переехала из Эдинбурга в своё заброшенное имение Миддлби, где был построен новый дом, получивший название Гленлэр, то есть «берлога в узкой лощине». Здесь Джеймс Клерк Максвелл провёл свои детские годы, омрачённые ранней смертью матери от рака. Жизнь на природе сделала его выносливым и любопытным. С раннего детства он проявлял интерес к окружающему миру, был окружён различными «научными игрушками» (например, «магическим диском» — предшественником кинематографа, моделью небесной сферы, волчком-«дьяволом» и др.), многое почерпнул из общения со своим отцом, увлекался поэзией и совершил первые собственные поэтические опыты. Лишь в десятилетнем возрасте у него появился специально нанятый домашний учитель, однако такое обучение оказалось неэффективным, и в ноябре 1841 года Максвелл переехал к своей тёте Изабелле, сестре отца, в Эдинбург. Здесь он поступил в новую школу — так называемую Эдинбургскую академию, делавшую упор на классическое образование — изучение латинского, греческого и английского языков, римской литературы и Священного Писания.
Поначалу учёба не привлекала Максвелла, однако постепенно он почувствовал к ней вкус и стал лучшим учеником класса. В это время он увлёкся геометрией, делал из картона многогранники. Его понимание красоты геометрических образов возросло после лекции художника Дэвида Рамзая Хея об искусстве этрусков. Размышления над этой темой привели Максвелла к изобретению способа рисования овалов. Этот метод, восходивший к работам Рене Декарта, состоял в использовании булавок-фокусов, нитей и карандаша, что позволяло строить окружности (один фокус), эллипсы (два фокуса) и более сложные овальные фигуры (большее количество фокусов). Эти результаты были доложены профессором Джеймсом Форбсом на заседании Эдинбургского королевского общества и затем опубликованы в его «Трудах». За время учёбы в академии Максвелл близко сошёлся с одноклассником Льюисом Кемпбеллом (англ. Lewis Campbell), впоследствии известным филологом-классицистом и биографом Максвелла, и будущим известным математиком Питером Гатри Тэтом, учившимся классом младше.

### Эдинбургский университет. Фотоупругость (1847—1850)
В 1847 году срок обучения в академии закончился, и в ноябре Максвелл поступил в Эдинбургский университет, где слушал лекции физика Форбса, математика Филипа Келланда, философа Уильяма Гамильтона; изучал многочисленные труды по математике, физике, философии, ставил опыты по оптике, химии, магнетизму. За время учёбы Максвелл подготовил статью о кривых качения, однако основное внимание он уделял изучению механических свойств материалов при помощи поляризованного света. Идея этого исследования восходит к его знакомству весной 1847 года с известным шотландским физиком Уильямом Николем, который подарил ему два поляризационных прибора своей конструкции (призмы Николя). Максвелл понял, что поляризованное излучение можно использовать для определения внутренних напряжений нагруженных твёрдых тел. Он изготавливал модели тел различных форм из желатина и, подвергая их деформациям, наблюдал в поляризованном свете цветные картины, соответствовавшие кривым направлений сжатия и растяжения. Сравнивая результаты своих опытов с теоретическими расчётами, Максвелл проверил многие старые и вывел новые закономерности теории упругости, в том числе в тех случаях, которые были слишком сложны для расчёта. Всего он решил 14 задач о напряжениях внутри полых цилиндров, стержней, круглых дисков, полых сфер, плоских треугольников, сделав, таким образом, существенный вклад в развитие метода фотоупругости. Эти результаты также представляли значительный интерес для строительной механики. Максвелл доложил их в 1850 году на одном из заседаний Эдинбургского королевского общества, что стало свидетельством первого серьёзного признания его трудов.

### Кембридж (1850—1856)

#### Учёба в университете
В 1850 году, несмотря на желание отца оставить сына поближе к себе, было решено, что Максвелл отправится в Кембриджский университет (все его друзья уже покинули Шотландию для получения более престижного образования). Осенью он прибыл в Кембридж, где поступил в самый дешёвый колледж Питерхаус, получив комнату в здании самого колледжа. Однако он не был удовлетворён учебной программой Питерхауса, к тому же не было практически никаких шансов остаться в колледже после окончания обучения. Многие его родственники и знакомые, в том числе профессора Джеймс Форбс и Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин), советовали ему поступать в Тринити-колледж; здесь же учились некоторые его шотландские друзья. В итоге после первого семестра в Питерхаусе Джеймс убедил отца в необходимости перевода в Тринити.
В 1852 году Максвелл стал стипендиатом колледжа и получил комнату непосредственно в его здании. В это время он мало занимался научной деятельностью, зато много читал, посещал лекции Джорджа Стокса и семинары Уильяма Хопкинса, готовившего его к сдаче экзаменов, заводил новых друзей, писал ради забавы стихи (многие из них были впоследствии опубликованы Льюисом Кемпбеллом). Максвелл принимал активное участие в интеллектуальной жизни университета. Он был избран в «клуб апостолов», объединявший двенадцать человек с самыми оригинальными и глубокими идеями; там он выступал с докладами на самые различные темы. Общение с новыми людьми позволило ему компенсировать застенчивость и сдержанность, которые выработались у него за годы спокойной жизни на родине. Распорядок дня Джеймса также представлялся многим необычным: с семи утра до пяти вечера он работал, затем ложился спать, вставал в половине десятого и принимался за чтение, с двух до полтретьего ночи в качестве зарядки бегал по коридорам общежития, после чего опять спал, уже до самого утра.
К этому времени окончательно сформировались его философские и религиозные взгляды. Последние характеризовались значительной эклектичностью, восходившей к годам его детства, когда он посещал как пресвитерианскую церковь отца, так и епископальную церковь тёти Изабеллы. В Кембридже Максвелл стал приверженцем теории христианского социализма, развиваемой теологом Фредериком Денисоном Морисом, идеологом «широкой церкви» и одним из основателей Рабочего колледжа. Считая главным способом совершенствования общества образование и развитие культуры, Джеймс принимал участие в работе этого учреждения, читал там по вечерам популярные лекции. Вместе с тем, несмотря на безусловную веру в Бога, он не был слишком религиозен, неоднократно получая предупреждения за пропуски церковных служб. В письме своему другу Льюису Кемпбеллу, решившему избрать теологическую карьеру, Максвелл следующим образом ранжировал науки:

В каждой области знания прогресс пропорционален количеству фактов, на которых оно построено, и, таким образом, связан с возможностью получения объективных данных. В математике это просто. <…> Химия — далеко впереди всех наук Естественной Истории; все они — впереди Медицины, Медицина впереди Метафизики, Законоведения и Этики; и все они впереди Теологии. …я считаю, что более приземлённые и материальные науки отнюдь не могут быть презираемы в сравнении с возвышенным изучением Ума и Духа.

В другом своём письме он так сформулировал принцип своей научной работы и жизни вообще:

Вот мой великий план, который задуман уже давно, и который то умирает, то возвращается к жизни и постепенно становится всё более навязчивым… Основное правило этого плана — упрямо не оставлять ничего неизученным. Ничто не должно быть «святой землёй», священной Незыблемой Правдой, позитивной или негативной.

В январе 1854 года Максвелл сдал итоговый трёхступенчатый экзамен по математике и, заняв второе место в списке студентов (Second Wrangler), получил степень бакалавра. В следующем испытании — письменном математическом исследовании на соискание традиционной премии Смита — он решил задачу, предложенную Стоксом и касавшуюся доказательства теоремы, которая ныне называется теоремой Стокса. По итогам этого испытания он разделил премию со своим однокурсником Эдвардом Раусом.

#### Теория цветов
После сдачи экзамена Максвелл решил остаться в Кембридже для подготовки к профессорскому званию. Он занимался с учениками, принимал экзамены в Челтенхем-колледже, заводил новых друзей, продолжал сотрудничать с Рабочим колледжем, по предложению редактора Макмиллана начал писать книгу по оптике (она так и не была закончена), а в свободное время посещал в Гленлэре отца, здоровье которого резко ухудшилось. К этому же времени относится шуточное экспериментальное исследование по «котоверчению», вошедшее в кембриджский фольклор: его целью было определение минимальной высоты, падая с которой, кошка встаёт на четыре лапы.
Однако главным научным интересом Максвелла в это время была работа по теории цветов. Она берёт начало в творчестве Исаака Ньютона, который придерживался идеи о семи основных цветах. Максвелл выступил как продолжатель теории Томаса Юнга, выдвинувшего идею трёх основных цветов и связавшего их с физиологическими процессами в организме человека. Важную информацию содержали свидетельства больных цветовой слепотой, или дальтонизмом. В экспериментах по смешиванию цветов, во многом независимо повторявших опыты Германа Гельмгольца, Максвелл применил «цветовой волчок», диск которого был разделён на окрашенные в разные цвета секторы, а также «цветовой ящик», разработанную им самим оптическую систему, позволявшую смешивать эталонные цвета. Подобные устройства использовались и раньше, однако лишь Максвелл начал получать с их помощью количественные результаты и довольно точно предсказывать возникающие в результате смешения цвета. Так, он продемонстрировал, что смешение синего и жёлтого цветов даёт не зелёный, как часто полагали, а розоватый оттенок. Опыты Максвелла показали, что белый цвет не может быть получен смешением синего, красного и жёлтого, как полагали Дэвид Брюстер и некоторые другие учёные, а основными цветами являются красный, зелёный и синий. Для графического представления цветов Максвелл, следуя Юнгу, использовал треугольник, точки внутри которого обозначают результат смешения основных цветов, расположенных в вершинах фигуры.

#### Первая работа по электричеству
К годам работы в Кембридже относится и первый серьёзный интерес Максвелла к проблеме электричества. Вскоре после сдачи экзамена, в феврале 1854 года, он обратился к Уильяму Томсону с просьбой порекомендовать литературу по этой тематике и порядок её чтения. В то время, когда Максвелл приступил к исследованию электричества и магнетизма, существовали два взгляда на природу электрических и магнитных эффектов. Большинство континентальных учёных, таких как Андре Мари Ампер, Франц Нейман и Вильгельм Вебер, придерживались концепции дальнодействия, рассматривая электромагнитные силы как аналог гравитационного притяжения между двумя массами, которые мгновенно взаимодействуют на расстоянии. Электродинамика, развитая этими физиками, представляла собой оформившуюся и строгую науку. С другой стороны, Майкл Фарадей, первооткрыватель явления электромагнитной индукции, выдвинул идею силовых линий, которые соединяют положительный и отрицательный электрические заряды или северный и южный полюсы магнита. Согласно Фарадею, силовые линии заполняют всё окружающее пространство, формируя поле, и обусловливают электрические и магнитные взаимодействия. Максвелл не мог принять концепцию действия на расстоянии, она противоречила его физической интуиции, поэтому вскоре он перешёл на позиции Фарадея:

Когда мы наблюдаем, что одно тело действует на другое на расстоянии, то, прежде чем принять, что это действие прямое и непосредственное, мы обыкновенно исследуем, нет ли между телами какой-либо материальной связи… Кому свойства воздуха не знакомы, тому передача силы посредством этой невидимой среды будет казаться столь же непонятной, как и всякий другой пример действия на расстоянии… Не следует смотреть на эти [силовые] линии как на чисто математические абстракции. Это направления, в которых среда испытывает напряжение, подобное натяжению верёвки…

Перед Максвеллом встал вопрос построения математической теории, которая включала бы как фарадеевские представления, так и правильные результаты, полученные приверженцами дальнодействия. Максвелл решил воспользоваться методом аналогий, успешно применённым Уильямом Томсоном, который ещё в 1842 году подметил аналогию между электрическим взаимодействием и процессами теплопередачи в твёрдом теле. Это позволило ему применить к электричеству результаты, полученные для теплоты, и дать первое математическое обоснование процессам передачи электрического действия посредством некоторой среды. В 1846 году Томсон изучил аналогию между электричеством и упругостью. Максвелл воспользовался другой аналогией: он разработал гидродинамическую модель силовых линий, уподобив их трубкам с идеальной несжимаемой жидкостью (векторы магнитной и электрической индукций аналогичны вектору скорости жидкости), и впервые выразил закономерности полевой картины Фарадея на математическом языке (дифференциальные уравнения). По образному выражению Роберта Милликена, Максвелл «облёк плебейски обнажённое тело фарадеевских представлений в аристократические одежды математики». Однако вскрыть связь между покоящимися зарядами и «движущимся электричеством» (токами), отсутствие которой, видимо, было одной из основных его мотиваций в работе, ему в то время не удалось.
В сентябре 1855 года Максвелл посетил конгресс Британской ассоциации в Глазго, заехав по пути навестить больного отца, а по возвращении в Кембридж с успехом сдал экзамен на право стать членом совета колледжа (это подразумевало обет безбрачия). В новом семестре Максвелл начал читать лекции по гидростатике и оптике. Зимой 1856 года он вернулся в Шотландию, перевёз отца в Эдинбург и в феврале вернулся в Англию. В это время он узнал о появлении вакансии профессора натуральной философии Маришаль-колледжа в Абердине и решил попробовать получить это место, надеясь быть поближе к отцу и не видя ясных перспектив в Кембридже. В марте Максвелл отвёз отца обратно в Гленлэр, где тому, казалось, стало лучше, однако 2 апреля отец скончался. В конце апреля Максвелл получил назначение на пост профессора в Абердине и, проведя лето в родовом имении, в октябре прибыл на новое место работы.

### Абердин (1856—1860)

#### Преподавательская работа. Женитьба
С первых дней своего пребывания в Абердине Максвелл приступил к налаживанию преподавания на кафедре натуральной философии, пребывавшей в заброшенном состоянии. Он искал верную методику обучения, пытался приучить студентов к научной работе, однако не слишком преуспел в этом. Его лекции, сдобренные юмором и игрой слов, часто касались столь сложных вещей, что это многих отпугивало. Они отличались от принятого ранее образца меньшим упором на популярность изложения и широту тематики, более скромным количеством демонстраций и бо́льшим вниманием, которое уделялось математической стороне дела. Более того, Максвелл одним из первых стал привлекать студентов к практическим занятиям, а также организовал для студентов последнего года дополнительные занятия за рамками стандартного курса. Как вспоминал астроном Дэвид Гилл, один из его абердинских студентов,

…Максвелл не был хорошим учителем; только четверо или пятеро из нас, а нас было семьдесят или восемьдесят, многому научились у него. Мы обычно оставались у него на пару часов после лекций, пока не приходила его ужасная жена и не тащила его на скудный обед в три часа дня. Сам по себе он был самым приятным и милым существом — он часто засыпал и внезапно просыпался — потом говорил о том, что пришло ему в голову.

В Абердине произошли серьёзные перемены в личной жизни Максвелла: в феврале 1858 года состоялась его помолвка с Кэтрин Мэри Дьюар, младшей дочерью директора (principal) Маришаль-колледжа Дэниела Дьюара (Daniel Dewar), профессора церковной истории, а в июне состоялась свадьба. Сразу после свадьбы Максвелл был исключён из числа членов совета Тринити-колледжа, поскольку нарушил обет безбрачия. В это же время окончательно окрепли философские воззрения Максвелла на науку, выраженные в одном из дружеских писем:

Что касается материальных наук, то именно они кажутся мне прямой дорогой к любой научной истине, касающейся метафизики, собственных мыслей или общества. Сумма знаний, которая существует в этих предметах, берёт значительную долю своей ценности от идей, полученных путём проведения аналогий с материальными науками, а оставшаяся часть, хотя и важна для человечества, есть не научная, а афористическая. Основная философская ценность физики в том, что она даёт мозгу нечто определённое, на что можно положиться. Если вы окажетесь где-то не правы, природа сама сразу же скажет вам об этом.

#### Устойчивость колец Сатурна
Что касается научной работы в Абердине, то поначалу Максвелл занимался проектированием «динамического волчка», который был создан по его заказу и демонстрировал некоторые аспекты теории вращения твёрдых тел. В 1857 году в «Трудах Кембриджского философского общества» вышла его статья «О фарадеевских линиях силы» (On Faraday’s lines of force), содержавшая результаты исследований по электричеству за несколько предыдущих лет. В марте Максвелл разослал её крупнейшим британским физикам, в том числе и самому Фарадею, с которым завязалась дружеская переписка. Ещё одним вопросом, которым он занимался в это время, была геометрическая оптика. В статье «Об общих законах оптических приборов» (On the general laws of optical instruments) были проанализированы условия, которыми должен обладать совершенный оптический прибор. Впоследствии Максвелл не раз возвращался к теме преломления света в сложных системах, применяя свои результаты к работе конкретных устройств.
Однако значительно бо́льшее внимание Максвелла в это время привлекало исследование природы колец Сатурна, предложенное в 1855 году Кембриджским университетом на соискание премии Адамса (работу требовалось завершить за два года). Кольца были открыты Галилео Галилеем в начале XVII века и долгое время оставались загадкой природы: планета казалась окружённой тремя сплошными концентрическими кольцами, состоящими из вещества неизвестной природы (третье кольцо было открыто незадолго до этого Джорджем Бондом). Уильям Гершель считал их сплошными твёрдыми объектами. Пьер Симон Лаплас доказывал, что твёрдые кольца должны быть неоднородными, очень узкими и обязательно должны вращаться. Проведя математический анализ различных вариантов строения колец, Максвелл убедился, что они не могут быть ни твёрдыми, ни жидкими (в последнем случае кольцо быстро разрушилось бы, распавшись на капли). Он пришёл к заключению, что подобная структура может быть устойчивой только в том случае, если состоит из роя не связанных между собой метеоритов. Устойчивость колец обеспечивается их притяжением к Сатурну и взаимным движением планеты и метеоритов. При помощи Фурье-анализа Максвелл изучил распространение волн в таком кольце и показал, что при определённых условиях метеориты не сталкиваются между собой. Для случая двух колец он определил, при каких соотношениях их радиусов наступает состояние неустойчивости. За эту работу ещё в 1857 году Максвелл получил премию Адамса, однако продолжал трудиться над этой темой, итогом чего стала издание в 1859 году трактата «Об устойчивости движения колец Сатурна» (On the stability of the motion of Saturn’s rings). Эта работа сразу получила признание в научных кругах. Королевский астроном Джордж Эйри объявил её самым блестящим применением математики к физике, которое он когда-либо видел. Позже, под влиянием методов кинетической теории газов, Максвелл попытался развить кинетическую теорию колец, однако не преуспел в этом начинании. Эта задача оказалась гораздо сложнее, чем в случае газов, из-за неупругости столкновений метеоритов и существенной анизотропии распределения их скоростей. В 1895 году Джеймс Килер и Аристарх Белопольский измерили доплеровский сдвиг разных частей колец Сатурна и обнаружили, что внутренние части движутся быстрее, чем внешние. Это стало подтверждением вывода Максвелла о том, что кольца состоят из множества малых тел, подчиняющихся законам Кеплера. Работа Максвелла по устойчивости колец Сатурна считается «первой работой по теории коллективных процессов, выполненной на современном уровне».

#### Кинетическая теория газов. Распределение Максвелла
Другим основным научным занятием Максвелла в это время стала кинетическая теория газов, основанная на представлениях о теплоте как роде движения частичек газа (атомов или молекул). Максвелл выступил в качестве продолжателя идей Рудольфа Клаузиуса, который ввёл понятия средней длины свободного пробега и средней скорости молекул (предполагалось, что в состоянии равновесия все молекулы имеют одну и ту же скорость). Клаузиус же ввёл в кинетическую теорию элементы теории вероятностей. Максвелл решил заняться этой темой после прочтения работы немецкого учёного в выпуске журнала Philosophical Magazine за февраль 1859 года, первоначально имея целью опровергнуть взгляды Клаузиуса, но затем признал их заслуживающими внимания и развития. Уже в сентябре 1859 года Максвелл выступил на заседании Британской ассоциации в Абердине с докладом о своей работе. Результаты, содержавшиеся в докладе, были опубликованы в статье «Пояснения к динамической теории газов» (Illustrations of the Dynamical Theory of Gases), вышедшей в трёх частях в январе и июле 1860 года. Максвелл исходил из представления о газе как об ансамбле множества идеально упругих шариков, хаотически движущихся в замкнутом пространстве и сталкивающихся друг с другом. Шарики-молекулы можно разделить на группы по скоростям, при этом в стационарном состоянии число молекул в каждой группе остаётся постоянным, хотя они могут менять скорость после столкновений. Из такого рассмотрения следовало, что в равновесии частицы имеют не одинаковую скорость, а распределяются по скоростям в соответствии с кривой Гаусса (распределение Максвелла). С помощью полученной функции распределения Максвелл рассчитал ряд величин, играющих важную роль в явлениях переноса: число частиц в определённом диапазоне скоростей, среднюю скорость и средний квадрат скорости. Полная функция распределения вычислялась как произведение функций распределения для каждой из координат. Это подразумевало их независимость, что многим тогда казалось неочевидным и требовало доказательства (оно было дано позже).
Далее Максвелл уточнил численный коэффициент в выражении для средней длины свободного пробега, а также доказал равенство средних кинетических энергий в равновесной смеси двух газов. Рассмотрев проблему внутреннего трения (вязкости), Максвелл смог впервые оценить значение средней длины пробега, получив правильный порядок величины. Другим следствием теории был казавшийся парадоксальным вывод о независимости коэффициента внутреннего трения газа от его плотности, что было впоследствии подтверждено экспериментально. Кроме того, из теории непосредственно следовало объяснение закона Авогадро. Таким образом, в работе 1860 года Максвелл фактически построил первую в истории физики статистическую модель микропроцессов, которая легла в основу развития статистической механики.
Во второй части статьи Максвелл, в добавление к внутреннему трению, рассмотрел с тех же позиций другие процессы переноса — диффузию и теплопроводность. В третьей части он обратился к вопросу о вращательном движении сталкивающихся частиц и впервые получил закон равнораспределения кинетической энергии по поступательным и вращательным степеням свободы. О результатах применения своей теории к явлениям переноса учёный доложил на очередном съезде Британской ассоциации в Оксфорде в июне 1860 года.

#### Потеря должности
Максвелл был вполне доволен своим местом работы, которое требовало его присутствия только с октября по апрель; остальное время он проводил в Гленлэре. Ему нравилась атмосфера свободы в колледже, отсутствие жёстких обязанностей, хотя он, как один из четырёх риджентов (regent), должен был посещать иногда заседания сената колледжа. К тому же, раз в неделю в так называемой Абердинской научной школе (Aberdeen School of Science) он читал платные лекции практической направленности для ремесленников и механиков, по-прежнему, как и в Кембридже, испытывая интерес к обучению рабочих. Положение Максвелла изменилось в конце 1859 года, когда вышло постановление об объединении двух абердинских колледжей — Маришаль-колледжа и Кингс-колледжа — в рамках Абердинского университета. В этой связи с сентября 1860 года упразднялось место профессора, занимавшееся Максвеллом (объединённая кафедра была отдана влиятельному профессору Кингс-колледжа Дэвиду Томсону). Попытка выиграть конкурс на должность профессора натуральной философии Эдинбургского университета, освободившуюся после ухода Форбса, провалилась: эту позицию получил его старый друг Питер Тэт. В начале лета 1860 года Максвелл получил приглашение занять пост профессора кафедры натуральной философии лондонского Кингс-колледжа.

### Лондон (1860—1865)

#### Различные обязанности
Лето и начало осени 1860 года до переезда в Лондон Максвелл провёл в родном имении Гленлэр, где тяжело заболел оспой и выздоровел лишь благодаря заботам жены. Работа в Кингс-колледже, где делался упор на экспериментальную науку (здесь были одни из лучших по оснащённости физические лаборатории) и где обучалось большое число студентов, оставляла ему мало свободного времени. Впрочем, он успевал проводить домашние эксперименты с мыльными пузырями и цветовым ящиком, опыты по измерению вязкости газов. В 1861 году Максвелл вошёл в состав Комитета по эталонам, задачей которого было определение основных электрических единиц. В качестве материала эталона электрического сопротивления был взят сплав платины и серебра. Результаты тщательных измерений были опубликованы в 1863 году и стали основанием для рекомендации Международным конгрессом электриков (1881) ома, ампера и вольта в качестве основных единиц. Максвелл продолжал также заниматься теорией упругости и расчётом сооружений, рассматривал методами графостатики напряжения в фермах (теорема Максвелла), анализировал условия равновесия сферических оболочек, развивал методы построения диаграмм внутренних напряжений в телах. За эти работы, имеющие важное практическое значение, ему была присуждена премия Кейта Эдинбургского королевского общества.

#### Первая цветная фотография
В июне 1860 года на съезде Британской ассоциации в Оксфорде Максвелл сделал доклад о своих результатах в области теории цветов, подкрепив их экспериментальными демонстрациями с помощью цветового ящика. Позже в том же году Лондонское королевское общество наградило его медалью Румфорда за исследования по смешению цветов и оптике. 17 мая 1861 года на лекции в Королевском институте на тему «О теории трёх основных цветов» Максвелл представил ещё одно убедительное доказательство правильности своей теории — первую в мире цветную фотографию, идея которой возникла у него ещё в 1855 году. Вместе с фотографом Томасом Саттоном было получено три негатива цветной ленты на стекле, покрытом фотографической эмульсией (коллодий). Негативы были сняты через зелёный, красный и синий фильтры (растворы солей различных металлов). Освещая затем негативы через те же фильтры, удалось получить цветное изображение. Как было показано спустя почти сто лет сотрудниками фирмы «Кодак», воссоздавшими условия опыта Максвелла, имевшиеся фотоматериалы не позволяли продемонстрировать цветную фотографию и, в частности, получить красное и зелёное изображения. По счастливому совпадению, полученное Максвеллом изображение образовалось в результате смешения совсем иных цветов — волн в синем диапазоне и ближнем ультрафиолете. Тем не менее в опыте Максвелла содержался верный принцип получения цветной фотографии, использованный спустя многие годы, когда были открыты светочувствительные красители.

#### Ток смещения. Уравнения Максвелла
Под влиянием идей Фарадея и Томсона Максвелл пришёл к выводу, что магнетизм имеет вихревую природу, а электрический ток — поступательную. Для наглядного описания электромагнитных эффектов он создал новую, чисто механическую модель, согласно которой вращающиеся «молекулярные вихри» производят магнитное поле, тогда как мельчайшие передаточные «холостые колёса» обеспечивают вращение вихрей в одну сторону. Поступательное движение этих передаточных колёс («частичек электричества», по терминологии Максвелла) обеспечивает формирование электрического тока. При этом магнитное поле, направленное вдоль оси вращения вихрей, оказывается перпендикулярным направлению тока, что нашло выражение в обоснованном Максвеллом «правиле буравчика». В рамках данной механической модели удалось не только дать адекватную наглядную иллюстрацию явления электромагнитной индукции и вихревого характера поля, порождаемого током, но и ввести эффект, симметричный фарадеевскому: изменения электрического поля (так называемый ток смещения, создаваемый сдвигом передаточных колёс, или связанных молекулярных зарядов, под действием поля) должны приводить к возникновению магнитного поля. Ток смещения непосредственно привёл к уравнению непрерывности для электрического заряда, то есть к представлению о незамкнутых токах (ранее все токи считались замкнутыми). Соображения симметрии уравнений при этом, видимо, не играли никакой роли. Знаменитый физик Дж. Дж. Томсон назвал открытие тока смещения «величайшим вкладом Максвелла в физику». Эти результаты были изложены в статье «О физических силовых линиях» (On physical lines of force), опубликованной в нескольких частях в 1861—1862 годах.
В той же статье Максвелл, перейдя к рассмотрению распространения возмущений в своей модели, подметил сходство свойств своей вихревой среды и светоносного эфира Френеля. Это нашло выражение в практическом совпадении скорости распространения возмущений (отношения электромагнитной и электростатической единиц электричества, определённой Вебером и Рудольфом Кольраушем) и скорости света, измеренной Ипполитом Физо. Таким образом, Максвелл сделал решительный шаг к построению электромагнитной теории света:

Мы едва ли можем отказаться от вывода, что свет состоит из поперечных колебаний той же самой среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений.

Впрочем, эта среда (эфир) и её свойства не представляли первоочередного интереса для Максвелла, хотя он, безусловно, разделял представление об электромагнетизме как о результате применения законов механики к эфиру. Как отмечал по этому поводу Анри Пуанкаре, «Максвелл не даёт механического объяснения электричества и магнетизма; он ограничивается тем, что доказывает возможность такого объяснения».
В 1864 году вышла следующая статья Максвелла «Динамическая теория электромагнитного поля» (A dynamical theory of the electromagnetic field), в которой была дана более развёрнутая формулировка его теории (здесь впервые появился сам термин «электромагнитное поле»). При этом он отбросил грубую механическую модель (подобные представления, по признанию учёного, вводились исключительно «как иллюстративные, а не как объясняющие»), оставив чисто математическую формулировку уравнений поля (уравнения Максвелла), которое впервые трактовалось как физически реальная система с определённой энергией. По-видимому, это связано с первым осознанием реальности запаздывающего взаимодействия зарядов (и запаздывающего взаимодействия вообще), обсуждаемого Максвеллом. В этой же работе он фактически выдвинул гипотезу существования электромагнитных волн, хотя, следуя Фарадею, писал лишь о магнитных волнах (электромагнитные волны в полном смысле этого слова появились в статье 1868 года). Скорость этих поперечных волн, согласно его уравнениям, равна скорости света, и таким образом окончательно сложилось представление об электромагнитной природе света. Более того, в этой же работе Максвелл применил свою теорию к проблеме распространения света в кристаллах, диэлектрическая или магнитная проницаемости которых зависят от направления, и в металлах, получив волновое уравнение с учётом проводимости материала.

#### Эксперименты по молекулярной физике
Параллельно своим занятиям электромагнетизмом Максвелл в Лондоне поставил несколько экспериментов по проверке своих результатов в кинетической теории. Им был сконструирован специальный прибор для определения вязкости воздуха, и с его помощью он убедился в справедливости вывода о независимости коэффициента внутреннего трения от плотности (эти опыты он проводил вместе со своей женой). Впоследствии лорд Рэлей писал, что «во всей области науки нет более красивого или многозначительного открытия, чем неизменность вязкости газа при всех плотностях». После 1862 года, когда Клаузиус выступил с критикой ряда положений теории Максвелла (особенно в отношении вопросов теплопроводности), тот согласился с этими замечаниями и приступил к исправлению результатов. Однако вскоре он пришёл к заключению о непригодности метода, основанного на представлении о средней длине свободного пробега, для рассмотрения процессов переноса (об этом говорила невозможность объяснения температурной зависимости вязкости).

### Гленлэр (1865—1871)

#### Жизнь в поместье
В 1865 году Максвелл решил покинуть Лондон и вернуться в родное имение. Причиной этого стало желание больше времени уделять научной работе, а также педагогические неудачи: ему никак не удавалось поддерживать дисциплину на своих чрезвычайно сложных лекциях. Вскоре после переезда в Гленлэр он тяжело заболел рожистым воспалением головы в результате ранения, полученного на одной из конных прогулок. После выздоровления Максвелл активно взялся за хозяйственные дела, перестройку и расширение своего поместья. Он регулярно посещал Лондон, а также Кембридж, где принимал участие в приёме экзаменов. Под его влиянием в экзаменационную практику стали вводиться вопросы и задачи прикладного характера. Так, в 1869 году он предложил для экзамена исследование, которое представляло собой первую теорию дисперсии, основанную на взаимодействии падающей волны с молекулами, обладающими некоторой частотой собственных колебаний. Полученная в этой модели зависимость показателя преломления от частоты была независимо выведена через три года Вернером фон Зельмейером (Werner von Sellmeier). Теория дисперсии Максвелла — Зельмейера нашла подтверждение в конце XIX века в опытах Генриха Рубенса.
Весну 1867 года Максвелл вместе со своей часто болевшей женой по совету врача провёл в Италии, познакомился с достопримечательностями Рима и Флоренции, встретился с профессором Карло Маттеуччи, практиковался в языках (он хорошо знал греческий, латинский, итальянский, французский и немецкий). Через Германию, Францию и Голландию они вернулись на родину. В 1870 году Максвелл выступил в качестве президента секции математики и физики на съезде Британской ассоциации в Ливерпуле.

#### Теория процессов переноса. «Демон Максвелла»
Максвелл продолжал заниматься вопросами кинетической теории, построив в работе «По поводу динамической теории газов» (On the dynamical theory of gases, 1866) более общую, чем ранее, теорию процессов переноса. В результате своих опытов по измерению вязкости газов он решил отказаться от представления о молекулах как об упругих шариках. В новой работе он рассматривал молекулы как малые тела, отталкивающие друг друга с силой, зависящей от расстояния между ними (из своих опытов он вывел, что это отталкивание обратно пропорционально расстоянию в пятой степени). Феноменологически рассмотрев вязкость среды на основании такой простейшей для расчётов модели молекул («максвелловские молекулы»), он впервые ввёл понятие времени релаксации как времени установления равновесия. Далее он математически разобрал с единых позиций процессы взаимодействия двух молекул одного или разных видов, впервые введя в теорию интеграл по столкновениям, обобщённый впоследствии Людвигом Больцманом. Рассмотрев процессы переноса, он определил значения коэффициентов диффузии и теплопроводности, связав их с экспериментальными данными. Хотя отдельные утверждения Максвелла оказались неверными (например, законы взаимодействия молекул более сложны), развитый им общий подход оказался весьма плодотворным. В частности, были заложены основы теории вязкоупругости на базе модели среды, известной как «среда Максвелла». В той же работе 1866 года он дал новый вывод распределения молекул по скоростям, исходя из условия, позже названного принципом детального равновесия.
Много внимания Максвелл уделял написанию своих монографий по кинетической теории газов и по электричеству. В Гленлэре он закончил свой учебник «Теория теплоты» (Theory of Heat), изданный в 1871 году и несколько раз переиздававшийся ещё при жизни автора. Большая часть этой книги была посвящена феноменологическому рассмотрению тепловых явлений. В последней главе содержались основные сведения по молекулярно-кинетической теории в сочетании со статистическими идеями Максвелла. Там же он выступил против второго начала термодинамики в формулировке Томсона и Клаузиуса, приводившей к «тепловой смерти Вселенной». Не соглашаясь с этой чисто механической точкой зрения, он первым осознал статистический характер второго начала. Согласно Максвеллу, оно может нарушаться отдельными молекулами, но остаётся справедливым для больших совокупностей частиц. Для иллюстрации этого положения он предложил парадокс, известный как «демон Максвелла» (термин предложен Томсоном, сам Максвелл предпочитал слово «клапан»). Он состоит в том, что некоторая управляющая система («демон») способна уменьшать энтропию системы без затраты работы. Парадокс демона Максвелла был разрешён уже в XX столетии в работах Мариана Смолуховского, указавшего на роль флуктуаций в самом управляющем элементе, и Лео Силарда, показавшего, что получение «демоном» информации о молекулах приводит к повышению энтропии. Таким образом, второе начало термодинамики не нарушается.

#### Кватернионы
В 1868 году Максвелл опубликовал очередную статью по электромагнетизму. Годом ранее появился повод существенно упростить изложение результатов работы. Он прочитал «Элементарный трактат о кватернионах» (An elementary treatise on quaternions) Питера Тэта и решил применить кватернионную запись к многочисленным математическим соотношениям своей теории, что позволяло сократить и прояснить их запись. Одним из наиболее полезных инструментов стал гамильтонов оператор набла, название которого было предложено Уильямом Робертсоном Смитом, другом Максвелла, по аналогии с древнеассирийским видом арфы с треугольным остовом. Максвелл написал шуточную оду «Шеф-музыканту по игре на набла», посвящённую Тэту. Успех этого стихотворения обеспечил закрепление нового термина в научном обиходе. Максвеллу принадлежала и первая запись уравнений электромагнитного поля в инвариантном векторном виде через гамильтонов оператор. Стоит отметить, что Тэту он обязан своим псевдонимом {\displaystyle dp/dt}, которым подписывал письма и стихи. Дело в том, что в своём «Трактате о натурфилософии» Томсон и Тэт представили второе начало термодинамики в виде {\displaystyle JCM=dp/dt}. Поскольку левая часть совпадает с инициалами Максвелла, тот решил в дальнейшем использовать для подписи правую часть. Среди других достижений гленлэрского периода статья под названием «О регуляторах» (On governors, 1868), в которой дан анализ устойчивости центробежного регулятора методами теории малых колебаний.

### Кавендишская лаборатория (1871—1879)

#### Приглашение на должность
В 1868 году Максвелл отказался занять пост ректора университета Сент-Эндрюс, не желая расстаться с уединённой жизнью в имении. Однако спустя три года он после долгих колебаний всё же принял предложение возглавить только что организованную физическую лабораторию Кембриджского университета и занять соответствующую должность профессора экспериментальной физики (до этого от приглашения отказались Уильям Томсон и Герман Гельмгольц). Лаборатория была названа в честь учёного-отшельника Генри Кавендиша, чей внучатый племянник герцог Девонширский был в это время канцлером университета и выделил финансы на её строительство. Образование первой лаборатории в Кембридже соответствовало осознанию значимости экспериментальных исследований для дальнейшего прогресса науки. 8 марта 1871 года Максвелл получил назначение и сразу же приступил к исполнению своих обязанностей. Он налаживал работы по строительству и оснащению лаборатории (первоначально использовались его личные приборы), читал лекции по экспериментальной физике (курсы теплоты, электричества и магнетизма).

#### «Трактат об электричестве и магнетизме»
В 1873 году вышел капитальный двухтомный труд Максвелла «Трактат об электричестве и магнетизме» (A Treatise on Electricity and Magnetism), содержавший сведения о существовавших ранее теориях электричества, методах измерения и особенностях экспериментальной аппаратуры, но основное внимание было уделено трактовке электромагнетизма с единых, фарадеевских позиций. При этом изложение материала было построено даже в ущерб собственным идеям Максвелла. Как отметил Эдмунд Уиттекер,

Доктрины, принадлежавшие исключительно Максвеллу, — существование токов смещения и электромагнитных колебаний, идентичных свету, — не были представлены ни в первом томе, ни в первой половине второго тома; а их описание было вряд ли более полным, и вероятно, менее привлекательным, чем то, которое он давал в первых научных трудах.

В «Трактате» содержались основные уравнения электромагнитного поля, известные ныне как уравнения Максвелла. Впрочем, они были представлены в не слишком удобной форме (через скалярный и векторный потенциалы, к тому же в кватернионной записи), и их было довольно много — двенадцать. Впоследствии Генрих Герц и Оливер Хевисайд переписали их через векторы электрического и магнитного поля, получив в итоге четыре уравнения в современной форме. Хевисайд также впервые отметил симметрию уравнений Максвелла. Непосредственным следствием этих уравнений стало предсказание существования электромагнитных волн, экспериментально открытых Герцем в 1887—1888 годах. Другими важнейшими результатами, изложенными в «Трактате», стали доказательство электромагнитной природы света и предсказание эффекта давления света (как результата пондеромоторного действия электромагнитных волн), обнаруженного много позже в знаменитых опытах Петра Лебедева. На основе своей теории Максвелл также дал объяснение влиянию магнитного поля на распространение света (эффект Фарадея). Ещё одно доказательство справедливости теории Максвелла — квадратичная связь между оптическими (показатель преломления) и электрическими (диэлектрическая проницаемость) характеристиками среды — было опубликовано Людвигом Больцманом вскоре после выхода «Трактата».
Фундаментальная работа Максвелла была прохладно принята большинством корифеев тогдашней науки — Стоксом, Эйри, Томсоном (он назвал теорию своего друга «любопытной и оригинальной, но не слишком логичной гипотезой», и лишь после опытов Лебедева эта его убеждённость была несколько поколеблена), Гельмгольцем, который безуспешно пытался примирить новые взгляды со старыми теориями на основе дальнодействия. Тэт посчитал основным достижением «Трактата» лишь окончательное развенчание дальнодействия. Особенно трудной для понимания была концепция тока смещения, который должен существовать даже в отсутствие материи, то есть в эфире. Даже Герц, ученик Гельмгольца, избегал ссылок на Максвелла, работы которого были крайне непопулярны в Германии, и писал, что его опыты по созданию электромагнитных волн «убедительны вне зависимости от какой бы то ни было теории». Не способствовали пониманию новых идей и особенности стиля — недостатки обозначений и зачастую сумбурность изложения, что отмечали, например, французские учёные Анри Пуанкаре и Пьер Дюэм. Последний писал: «Мы полагали, что вступаем в мирное и упорядоченное жилище дедуктивного разума, а вместо этого оказались на каком-то заводе». Историк физики Марио Льоцци следующим образом резюмировал впечатление, которое оставлял труд Максвелла:

Максвелл шаг за шагом строит свою теории с помощью «ловкости пальцев», как удачно выразился Пуанкаре, имея в виду те логические натяжки, которые иногда позволяют себе учёные при формулировке новых теорий. Когда в ходе аналитического построения Максвелл наталкивается на очевидное противоречие, он, не колеблясь, преодолевает его с помощью обескураживающих вольностей. Например, ему ничего не стоит исключить какой-нибудь член, заменить неподходящий знак выражения обратным, подменить значение какой-нибудь буквы. На тех, кто восхищался непогрешимым логическим построением электродинамики Ампера, теория Максвелла должна была производить неприятное впечатление.

Лишь некоторые учёные, в основном молодые, всерьёз заинтересовались теорией Максвелла: Артур Шустер, впервые прочитавший в Манчестере курс лекций на базе «Трактата»; Оливер Лодж, задавшийся целью обнаружить электромагнитные волны; Джордж Фицджеральд, безуспешно пытавшийся убедить Томсона (в то время уже лорда Кельвина) в справедливости максвелловских представлений; Людвиг Больцман; русские учёные Николай Умов и Александр Столетов. Знаменитый голландский физик Хендрик Антон Лоренц, в своей работе одним из первых применивший теорию Максвелла, много лет спустя писал:

«Трактат об электричестве и магнетизме» произвёл на меня, пожалуй, одно из самых сильных впечатлений в жизни: толкование света как электромагнитного явления по своей смелости превзошло всё, что я до сих пор знал. Но книга Максвелла была не из лёгких!

#### Наследие Кавендиша. Популяризация науки
16 июня 1874 года состоялось торжественное открытие трёхэтажного здания Кавендишской лаборатории. В тот же день герцог Девонширский передал Максвеллу двадцать пакетов с рукописями Генри Кавендиша. Следующие пять лет Максвелл работал над наследием этого нелюдимого учёного, сделавшего, как выяснилось, ряд выдающихся открытий: измерил ёмкости и диэлектрические постоянные ряда веществ, определил сопротивление электролитов и предвосхитил открытие закона Ома, установил закон взаимодействия зарядов (известный как закон Кулона). Максвелл внимательно изучал особенности и условия кавендишевских опытов, многие из них были воспроизведены в лаборатории. В октябре 1879 года под его редакцией вышло двухтомное собрание сочинений «Электрические исследования достопочтенного Генри Кавендиша» (The Electrical Researches of the Honourable Henry Cavendish).
В 1870-е годы Максвелл активно занялся популяризацией науки. Он написал несколько статей для энциклопедии «Британника» («Атом», «Притяжение», «Эфир» и другие). В том же 1873 году, когда вышел «Трактат об электричестве и магнетизме», была опубликована небольшая книга «Материя и движение». До последних дней жизни он трудился над книгой «Электричество в элементарном изложении», вышедшей в 1881 году. В своих популярных сочинениях он позволял себе более вольно излагать свои идеи, взгляды на атомно-молекулярное строение тел (и даже эфира) и роль статистических подходов, делиться с читателями своими сомнениями (например, по поводу неделимости атомов или бесконечности мира). Надо сказать, что сама идея атома тогда отнюдь не считалась бесспорной. Максвелл, будучи сторонником идей атомизма, выделил ряд проблем, неразрешимых в то время: что есть молекула, и каким образом атомы формируют её? какова природа межатомных сил? как понять тождественность и неизменность всех атомов или молекул данного вещества, как это следует из спектроскопии? Ответы на эти вопросы были даны лишь после появления квантовой теории.

#### Последние работы по термодинамике и молекулярной физике
В Кембридже Максвелл продолжал разрабатывать конкретные вопросы молекулярной физики. В 1873 году, следуя данным работ Иоганна Лошмидта, он вычислил размеры и массы молекул ряда газов, определил значение постоянной Лошмидта. В результате дискуссии о равновесии вертикального столба газа он дал простой вывод обобщённого распределения молекул в потенциальном силовом поле, ранее полученного Больцманом (распределение Максвелла — Больцмана). В 1875 году, после появления работы Яна Дидерика Ван-дер-Ваальса, он доказал, что на кривой перехода между газообразным и жидким состояниями прямая, соответствующая переходной области, отсекает равные площади (правило Максвелла).
В последние годы Максвелл уделял много внимания работам Уилларда Гиббса, развивавшего геометрические методы в приложении к термодинамике. Эти методы были взяты Максвеллом на вооружение при подготовке переизданий «Теории теплоты» и всячески пропагандировались в статьях и выступлениях. На их основе он дал правильное истолкование понятия энтропии (и даже приблизился к её трактовке как свойства, зависящего от знаний о системе) и получил четыре термодинамических соотношения (так называемые соотношения Максвелла). Он изготовил несколько моделей термодинамических поверхностей, одну из которых послал Гиббсу.
В 1879 году вышли две последние работы Максвелла по молекулярной физике. В первой из них были даны основы теории неоднородных разрежённых газов. Он также рассмотрел взаимодействие газа с поверхностью твёрдого тела в связи с тепловым действием света в радиометре, изобретённом Уильямом Круксом (первоначально предполагалось, что этот прибор фиксирует давление света). Во второй статье, «О теореме Больцмана о среднем распределении энергии в системе материальных точек» (On Boltzmann’s theorem on the average distributionof energy in a system of material points), Максвелл ввёл использующиеся поныне термины «фаза системы» (для совокупности координат и импульсов) и «степень свободы молекулы», фактически высказал эргодическую гипотезу для механических систем с постоянной энергией, рассмотрел распределение газа под действием центробежных сил, то есть заложил основы теории центрифугирования. Эта работа стала важным этапом на пути создания статистической механики, развитой впоследствии в работах Гиббса.

#### Последние годы жизни
В Кембридже Максвелл выполнял различные административные обязанности, являлся членом совета сената университета, был членом комиссии по реформе математического экзамена и одним из организаторов нового, естественнонаучного экзамена, избирался президентом Кембриджского философского общества (1876—1877). В это время появились первые его ученики — Джордж Кристал (англ. George Chrystal), Ричард Глэйзбрук (Максвелл исследовал совместно с ним распространение волн в двухосных кристаллах), Артур Шустер, Амброз Флеминг, Джон Генри Пойнтинг. Как правило, Максвелл оставлял выбор темы исследований на усмотрение учеников, но при необходимости был готов дать полезный совет. Сотрудники отмечали его простоту, сосредоточенность на своих исследованиях, способность глубоко проникать в суть проблемы, проницательность, восприимчивость к критике, отсутствие стремления к славе, но в то же время способность к утончённому сарказму.

#### Болезнь и смерть
Первые симптомы болезни появились у Максвелла ещё в начале 1877 года. Постепенно у него затруднялось дыхание, стало трудно проглатывать пищу, появились боли. Весной 1879 года он с трудом читал лекции, быстро уставал. В июне вместе с женой он вернулся в Гленлэр, его состояние постоянно ухудшалось. Врачи определили диагноз — рак брюшной полости. В начале октября окончательно ослабевший Максвелл вернулся в Кембридж под присмотр известного доктора Джеймса Паджета. Вскоре, 5 ноября 1879 года, учёный скончался. Гроб с телом Максвелла был перевезён в его имение, он был похоронен рядом с родителями на маленьком кладбище в деревне Партон.

## Значение работ Максвелла в истории науки
Хотя вклад Максвелла в развитие физики (особенно электродинамики) не был оценён должным образом при его жизни, в последующие годы росло осознание истинного места его трудов в истории науки. Многие крупные учёные отмечали это в своих оценках. Так, Макс Планк обратил внимание на универсализм Максвелла как учёного:

Великие мысли Максвелла не были случайностью: они, естественно, вытекали из богатства его гения; лучше всего это доказывается тем обстоятельством, что он был первооткрывателем в самых разнообразных отраслях физики, и во всех её разделах он был знатоком и учителем.

Однако, по мнению Планка, именно работы Максвелла по электромагнетизму являются вершиной его творчества:

…в учении об электричестве его гений предстаёт перед нами в своём полном величии. Именно в этой области после многолетней тихой исследовательской работы на долю Максвелла выпал такой успех, который мы должны причислить к наиболее удивительным деяниям человеческого духа. Ему удалось выманить у природы в результате одного лишь чистого мышления такие тайны, которые лишь спустя целое поколение и лишь частично удалось показать в остроумных и трудоёмких опытах.

Как отметил Рудольф Пайерлс, работы Максвелла по теории электромагнитного поля способствовали принятию идеи о поле как таковом, которая нашла широкое применение в физике XX века:

Хорошо, что после усвоения идей Максвелла физики привыкли к восприятию в качестве основного физического факта утверждения, что существует некоторое поле определённого рода в определённой точке пространства, так как уже давно нельзя было ограничиваться электромагнитным полем. Много других полей появилось в физике и, конечно, мы не желаем и не ожидаем объяснения их через модели разного типа.

На важность концепции поля в творчестве Максвелла указывали в своей популярной книге «Эволюция физики» Альберт Эйнштейн и Леопольд Инфельд:

Формулировка этих уравнений [то есть уравнений Максвелла] является самым важным событием со времени Ньютона не только вследствие ценности их содержания, но и потому, что они дают образец нового типа законов. Характерную особенность уравнений Максвелла, которая проявляется и во всех других уравнениях современной физики, можно выразить в одном предложении: уравнения Максвелла суть законы, выражающие структуру поля… Теоретическое открытие электромагнитной волны, распространяющейся со скоростью света, является одним из величайших достижений в истории науки.

Эйнштейн также признал, что «теория относительности обязана своим возникновением уравнениям Максвелла для электромагнитного поля». Стоит также отметить, что теория Максвелла была первой калибровочно-инвариантной теорией. Она дала толчок дальнейшему развитию принципа калибровочной симметрии, который лежит в основе современной Стандартной модели. Наконец, заслуживают упоминания многочисленные практические приложения электродинамики Максвелла, дополненной концепцией максвелловского тензора напряжений. Это расчёт и создание промышленных установок, и использование радиоволн, и современное численное моделирование электромагнитного поля в сложных системах.
Нильс Бор в своём выступлении на праздновании столетнего юбилея Максвелла указал, что развитие квантовой теории отнюдь не уменьшило значения достижений британского учёного:

Развитие атомной теории, как известно, скоро вывело нас за пределы прямого и последовательного применения теории Максвелла. Однако я должен подчеркнуть, что именно возможность анализа явлений излучения благодаря электромагнитной теории света привела к признанию существенно новых особенностей в законах природы… И всё же при таком положении теория Максвелла продолжала оставаться ведущей теорией… Не следует забывать, что только классические идеи материальных частиц и электромагнитных волн имеют недвусмысленное поле применения, между тем как понятия фотона и электронных волн его не имеют… В самом деле, мы должны осознать, что недвусмысленное истолкование любого измерения должно быть по существу выражено в терминах классических теорий, и мы можем сказать, что в этом смысле язык Ньютона и Максвелла останется языком физиков на все времена.

На момент смерти Максвелл был известен прежде всего благодаря вкладу в молекулярно-кинетическую теорию, в разработке которой был признанным лидером. Большое значение в развитии науки, помимо множества конкретных результатов в этой области, имела разработка Максвеллом статистических методов, приведших в итоге к развитию статистической механики. Сам термин «статистическая механика» был введён Максвеллом в 1878 году. Ярким примером понимания важности такого подхода является статистическое толкование второго начала термодинамики и парадокс «демона Максвелла», повлиявшие на формулировку уже в XX веке теории информации. Методы Максвелла в теории процессов переноса также нашли плодотворное развитие и применение в современной физике в работах Поля Ланжевена, Сидни Чепмена, Давида Энскога, Джона Леннард-Джонса и других.
Труды Максвелла по теории цветов заложили основы методов точного количественного определения цветов, получаемых в результате смешения. Эти результаты были использованы Международной комиссией по освещению при разработке цветовых диаграмм с учётом как спектральных характеристик цветов, так и уровня их насыщенности. Анализ устойчивости колец Сатурна, проведённый Максвеллом, и его работы по кинетической теории находят своё продолжение не только в современных подходах к описанию особенностей строения колец, многие из которых ещё не объяснены, но и в описании похожих астрофизических структур (например, аккреционных дисков). Более того, идеи Максвелла об устойчивости систем частиц нашли применение и развитие в совершенно иных областях — анализе динамики волн и заряженных частиц в кольцевых ускорителях, плазме, нелинейных оптических средах и так далее (системы уравнений Власова — Максвелла, Шрёдингера — Максвелла, Вигнера — Максвелла).
В качестве итоговой оценки вклада Максвелла в науку уместно привести слова лорда Рэлея (1890):

Можно не сомневаться, что последующие поколения будут рассматривать как высшее достижение в этой области [то есть в области электромагнетизма] его электромагнитную теорию света, благодаря которой оптика становится разделом электричества. …лишь немного менее важным, если вообще менее важным, чем его труды по электричеству, было участие Максвелла в развитии динамической теории газов…

## Награды
- Премия Смита (англ. Smith's Prize) (1854)
- Член Эдинбургского королевского общества (1856)
- Премия Адамса (англ. Adams Prize) (1857)
- Медаль Румфорда (1860)
- Член Лондонского королевского общества (1861)
- Бейкеровская лекция (1866)
- Почётный доктор литературы Эдинбургского университета (1870)
- Иностранный член Американской академии искусств и наук (1874)
- Член Американского философского общества (1875)
- Член-корреспондент Гёттингенской академии наук (1875)
- Почётный доктор гражданского права Оксфордского университета (1876)
- Почётный член Нью-Йоркской академии наук (1876)
- Член Нидерландской королевской академии наук (1877)
- Иностранный член-корреспондент Венской академии наук (1877)
- Премия Вольта (1878)
- Почётный доктор физики Падуанского университета (1878)

## Память
- Имя Максвелла носит единица магнитного потока в системе СГС. Мост Максвелла — одна из разновидностей моста Уитстона для измерения индуктивности. Катушка Максвелла[англ.] — катушка индуктивности постоянного магнитного поля большой силы.
- Награды и фонды. Поскольку детей у Максвелла не было, его жена Кэтрин Мэри, умирая, завещала почти всё состояние Кавендишской лаборатории. На эти деньги была основана стипендия Максвелла для лучших аспирантов, которую в своё время получали многие известные учёные, в том числе Пётр Капица[128]. В 1961 году британский Институт физики учредил медаль и премию Максвелла[англ.] для молодых учёных за выдающийся вклад в теоретическую, математическую или вычислительную физику[129]. В Лондонском университете учреждён пост максвелловского профессора и студенческое общество имени Максвелла. В 1977 году был основан Фонд имени Максвелла (James Clerk Maxwell Foundation), проводящий на его родине конференции для физиков, математиков и инженеров[130]. В честь Максвелла названы премии IEEE Maxwell Award, James Clerk Maxwell Prize in Plasma Physics[англ.], Максвелловская лекция.
- Скульптуры. В октябре 1931 года в Вестминстерском аббатстве были открыты мемориальные плиты в честь Майкла Фарадея и Джеймса Клерка Максвелла[131]. В ознаменование столетия со дня назначения Максвелла профессором Маришаль-колледжа в картинной галерее Абердинского университета был установлен бюст учёного (скульптор Чарльз д’Орвилль Пилкингтон Джексон)[132]. 25 ноября 2008 года в Эдинбурге по улице George Street состоялось открытие бронзовой статуи Максвелла работы известного шотландского скульптора Александра Стоддарта[англ.][133].
- Астрономические объекты: ударный кратер на обратной стороне Луны; самый большой горный массив на планете Венера; щель Максвелла в кольцах Сатурна; крупнейший телескоп для работы в субмиллиметровом диапазоне — телескоп Джеймса Клерка Максвелла, находящийся на Гавайях.
- Здания: здание в кампусе[англ.] Эдинбургского университета, где находятся отделения физики, математики и метеорологии (англ. James Clerk Maxwell Building); здание в кампусе Ватерлоо лондонского Королевского колледжа (James Clerk Maxwell Building); основное здание Сэлфордского университета[англ.] и его концертный зал (Maxwell Building и Maxwell Hall). В 2006 году в Эдинбургской академии[англ.] был открыт Центр Джеймса Клерка Максвелла (James Clerk Maxwell Centre).
- Улицы: одна из улиц вблизи Кавендишской лаборатории (James Clerk Maxwell Road); улица в Кинкорте[англ.], пригороде Абердина (Clerk Maxwell Crescent).
- В 2002 году Максвелл попал на 91-е место в опросе радиостанции BBC «100 величайших британцев», а в 2006 году его достижения оказались на 4-м месте по результатам публичного опроса телеканала BBC Scotland с целью определения десяти самых выдающихся событий в шотландской истории[134] (стоит отметить, что эксперты-историки, приглашённые каналом, вообще о нём не вспомнили[135]). Согласно опросу, проводившемуся Национальной библиотекой Шотландии в 2005—2006 годах, Максвелл был признан самым популярным шотландским учёным[136]. В 2006 году в Шотландии и других странах мира широко отмечалась 175-я годовщина со дня рождения Максвелла[134].
- В честь Максвелла названа архитектура видеопроцессоров Nvidia 2014 года — микроархитектура Maxwell.
- В России на базе центра "Сириус" ежегодно проходит олимпиада по физике имени Дж. К. Максвелла, аналог Всероссийской олимпиады школьников по физике для 7-8 классов[137].

## Основные труды

### Оригиналы
- J. Clerk Maxwell. On the stability of the motion of Saturn's rings. — Cambridge, London: Macmillan and Co., 1859.
- J. Clerk Maxwell. Theory of heat. — London: Longmans, Green and Co., 1871.
- J. Clerk Maxwell. Introductory lecture on experimental physics. — London, 1871.
- J. Clerk Maxwell. A treatise on electricity and magnetism. — Oxford: Clarendon Press, 1873. — Т. 1.
- J. Clerk Maxwell. A treatise on electricity and magnetism. — Oxford: Clarendon Press, 1873. — Т. 2.
- J. Clerk Maxwell. Matter and motion. — London, 1873.
- J. Clerk Maxwell. An elementary treatise on electricity. — Oxford: Clarendon Press, 1881.
- J. Clerk Maxwell. The scientific papers. — Cambridge: University Press, 1890. — Т. 1.
- J. Clerk Maxwell. The scientific papers. — Cambridge: University Press, 1890. — Т. 2.
- The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell (1846—1862) / ed. P. M. Harman. — Cambridge: University Press, 1990. — Т. 1.
- The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell (1862—1873) / ed. P. M. Harman. — Cambridge: University Press, 1995. — Т. 2.
- The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell (1874—1879) / ed. P. M. Harman. — Cambridge: University Press, 2002. — Т. 3.

### Переводы на русский язык
- Дж. К. Максвелл. Теория теплоты. — СПб., 1888.
- Дж. К. Максвелл. Электричество в элементарной обработке. — Киев, 1886.
- Дж. К. Максвелл. Речи и статьи. — М.—Л., 1940.
- Дж. К. Максвелл. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. — М.: ГИТТЛ, 1952. Сборник содержит переводы основных статей Максвелла — «О фарадеевых силовых линиях», «О физических силовых линиях», «Динамическая теория электромагнитного поля».
- Дж. К. Максвелл. Статьи и речи. — М.: Наука, 1968.
- Дж. К. Максвелл. Вступительная лекция, прочитанная Джеймсом Клерком Максвеллом в Лондонском Королевском колледже // УФН. — 1981. — Т. 135, вып. 11. — С. 371—380.
- Дж. К. Максвелл. Трактат об электричестве и магнетизме. — М.: Наука, 1989. — Т. 1.
- Дж. К. Максвелл. Трактат об электричестве и магнетизме. — М.: Наука, 1989. — Т. 2.
- Дж. К. Максвелл. Материя и движение. — М.—Ижевск: РХД, 2001.

title: Максвелл, Джеймс Клерк

wikitext:
{{однофамильцы|Максвелл}}
{{Учёный
| Место рождения = {{МестоРождения|Эдинбург}}, [[Шотландия]]
| Место смерти = {{МестоСмерти|Кембридж}}, [[Англия]]
| Научная сфера = [[физика]], [[математика]], [[механика]]
| Место работы = [[Университет Абердина]]
[[Кингс-колледж (Лондон)]]
[[Кембриджский университет]]
| Альма-матер = [[Эдинбургский университет]]
[[Кембриджский университет]]
| Научный руководитель = [[Хопкинс, Уильям|Уильям Хопкинс]]
| Знаменитые ученики = [[Кристал, Джордж|Джордж Кристал]]
[[Глэйзбрук, Ричард Тетли|Ричард Глэйзбрук]]
[[Шустер, Артур|Артур Шустер]]
[[Флеминг, Джон Амброз|Амброз Флеминг]]
[[Пойнтинг, Джон Генри|Джон Генри Пойнтинг]]
| Известен как = автор представлений о [[Ток смещения (электродинамика)|токе смещения]] и [[Уравнения Максвелла|уравнений Максвелла]], [[Распределение Максвелла|распределения Максвелла]], [[Демон Максвелла|демона Максвелла]]
| Награды и премии = Премия Смита (1854)
Премия Адамса (1857)
[[Медаль Румфорда]] (1860)
| Роспись = Maxwell sig.jpg
| Ширина росписи =
| Сайт =
}}
'''Джеймс Клерк Ма́ксвелл''' ({{lang-en|James Clerk Maxwell}}; [[13 июня]] [[1831 год|1831]], [[Эдинбург]], [[Шотландия]] — [[5 ноября]] [[1879 год|1879]], [[Кембридж]], [[Англия]]) — [[Великобритания|британский]] ([[Шотландцы|шотландский]]) {{физик|Великобритании|Шотландии|XIX века}}, {{математик|Великобритании|Шотландии|XIX века}} и {{механик|Великобритании|Шотландии|XIX века}}. Член [[Лондонское королевское общество|Лондонского королевского общества]] ([[1861 год|1861]]). Максвелл заложил основы современной [[Электродинамика|классической электродинамики]] ([[уравнения Максвелла]]), ввёл в [[Физика|физику]] понятия [[Ток смещения (электродинамика)|тока смещения]] и [[электромагнитное поле|электромагнитного поля]], получил ряд следствий из своей теории (предсказание [[Электромагнитное излучение|электромагнитных волн]], электромагнитная природа [[свет]]а, [[Давление электромагнитного излучения|давление света]] и другие). Один из основателей [[Молекулярно-кинетическая теория|кинетической теории газов]] (установил [[Распределение Максвелла|распределение молекул газа по скоростям]]). Одним из первых ввёл в физику статистические представления, показал статистическую природу [[второе начало термодинамики|второго начала термодинамики]] («[[демон Максвелла]]»), получил ряд важных результатов в [[молекулярная физика|молекулярной физике]] и [[термодинамика|термодинамике]] ([[Соотношения Максвелла (термодинамика)|термодинамические соотношения Максвелла]], правило Максвелла для фазового перехода жидкость — газ и другие). Пионер количественной теории цветов; автор трёхцветного принципа [[Цветная фотография|цветной фотографии]]. Среди других работ Максвелла — исследования по [[механика|механике]] ([[фотоупругость]], теорема Максвелла в [[теория упругости|теории упругости]], работы в области [[теория устойчивости|теории устойчивости движения]], анализ устойчивости [[Кольца Сатурна|колец Сатурна]]), оптике, математике. Он подготовил к публикации рукописи работ [[Кавендиш, Генри|Генри Кавендиша]], много внимания уделял [[Популяризация науки|популяризации науки]], сконструировал ряд научных приборов.

== Обзор жизни и творчества ==

=== Происхождение и юность. Первая научная работа (1831—1847) ===
Джеймс Клерк Максвелл принадлежал к старинному шотландскому роду Клерков из {{не переведено 2|Пениквик|Пениквика||Penicuik}}. Его отец, Джон Клерк Максвелл (1790–1856), был владельцем фамильного имения Миддлби в Южной Шотландии (вторая фамилия Максвелл отражает именно этот факт). Он окончил [[Эдинбургский университет]] и был членом адвокатской коллегии, но не питал любви к [[юриспруденция|юриспруденции]], увлекаясь в свободное время наукой и техникой (он даже опубликовал несколько статей прикладного характера) и регулярно посещая в качестве зрителя заседания [[Эдинбургское королевское общество|Эдинбургского королевского общества]]. В [[1826 год]]у он женился на Фрэнсис Кей (''Frances Cay''), дочери судьи Адмиралтейского суда, которая спустя пять лет родила ему сына<ref name="Карцев10">{{книга |автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Karcev1974ru.djvu |место= М. |издательство= Молодая гвардия |год= 1974 |страницы= 10—13 |archive-date= 2011-10-28 |archive-url= https://web.archive.org/web/20111028173651/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Karcev1974ru.djvu }}</ref>.

Вскоре после рождения сына семья переехала из [[Эдинбург]]а в своё заброшенное имение Миддлби, где был построен новый дом, получивший название {{iw|Дом Гленлэр|Гленлэр|en|Glenlair House}}, то есть «берлога в узкой лощине». Здесь Джеймс Клерк Максвелл провёл свои детские годы, омрачённые ранней смертью матери от [[Рак (заболевание)|рака]]. Жизнь на природе сделала его выносливым и любопытным. С раннего детства он проявлял интерес к окружающему миру, был окружён различными «научными игрушками» (например, [[зоотроп|«магическим диском»]] — предшественником кинематографа<ref name="Long1688">{{статья|автор= M. S. Longair. |заглавие= Maxwell and the science of colour |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1685.abstract |издание= Philosophical Transactions of the Royal Society A |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871 |pages= 1688—1689 }} В [[1861 год]]у Максвелл создал усовершенствованный вариант этого устройства, который хранится в Кавендишской лаборатории.</ref>, моделью [[Небесная сфера|небесной сферы]], волчком-«дьяволом» и др.), многое почерпнул из общения со своим отцом, увлекался поэзией и совершил первые собственные поэтические опыты. Лишь в десятилетнем возрасте у него появился специально нанятый домашний учитель, однако такое обучение оказалось неэффективным, и в ноябре [[1841 год]]а Максвелл переехал к своей тёте Изабелле, сестре отца, в Эдинбург. Здесь он поступил в новую школу — так называемую {{iw|Эдинбургская академия|Эдинбургскую академию|en|Edinburgh Academy}}, делавшую упор на классическое образование — изучение [[латинский язык|латинского]], [[греческий язык|греческого]] и [[английский язык|английского языков]], [[Римская литература|римской литературы]] и [[Священное Писание|Священного Писания]]<ref name="Карцев13">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 13—16, 20—26, 32 }}</ref>.

[[Файл:Edinburgh Academy frontage.jpg|thumb|right|Эдинбургская академия (современный вид)]]
Поначалу учёба не привлекала Максвелла, однако постепенно он почувствовал к ней вкус и стал лучшим учеником класса. В это время он увлёкся [[геометрия|геометрией]], делал из картона [[многогранник]]и. Его понимание красоты геометрических образов возросло после лекции художника Дэвида Рамзая Хея об искусстве [[Этруски|этрусков]]. Размышления над этой темой привели Максвелла к изобретению способа рисования [[овал]]ов. Этот метод, восходивший к работам [[Рене Декарт]]а, состоял в использовании булавок-фокусов, нитей и карандаша, что позволяло строить окружности (один фокус), [[эллипс]]ы (два фокуса) и более сложные овальные фигуры (большее количество фокусов). Эти результаты были доложены профессором [[Форбс, Джеймс Дэвид|Джеймсом Форбсом]] на заседании Эдинбургского королевского общества и затем опубликованы в его «Трудах». За время учёбы в академии Максвелл близко сошёлся с одноклассником {{не переведено 2|Кемпбелл, Льюис|Льюисом Кемпбеллом||Lewis Campbell (classicist)|Lewis Campbell}}, впоследствии известным филологом-классицистом и биографом Максвелла, и будущим известным математиком [[Тэт, Питер Гатри|Питером Гатри Тэтом]], учившимся классом младше<ref name="Карцев46">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 46—51, 55 }}</ref>.

=== Эдинбургский университет. Фотоупругость (1847—1850) ===
[[Файл:Edinburgh University 1827.jpg|thumb|left|Эдинбургский университет в начале XIX века]]
В [[1847 год]]у срок обучения в академии закончился, и в ноябре Максвелл поступил в [[Эдинбургский университет]], где слушал лекции физика Форбса, математика [[Келланд, Филип|Филипа Келланда]], философа [[Гамильтон, Уильям (философ)|Уильяма Гамильтона]]; изучал многочисленные труды по математике, физике, философии, ставил опыты по оптике, химии, магнетизму. За время учёбы Максвелл подготовил статью о кривых качения, однако основное внимание он уделял изучению механических свойств материалов при помощи [[Поляризованный свет|поляризованного света]]. Идея этого исследования восходит к его знакомству весной 1847 года с известным шотландским физиком [[Николь, Уильям|Уильямом Николем]], который подарил ему два поляризационных прибора своей конструкции ([[призма Николя|призмы Николя]]). Максвелл понял, что поляризованное излучение можно использовать для определения внутренних напряжений нагруженных твёрдых тел. Он изготавливал модели тел различных форм из [[желатин]]а и, подвергая их деформациям, наблюдал в поляризованном свете цветные картины, соответствовавшие кривым направлений сжатия и растяжения. Сравнивая результаты своих опытов с теоретическими расчётами, Максвелл проверил многие старые и вывел новые закономерности [[теория упругости|теории упругости]], в том числе в тех случаях, которые были слишком сложны для расчёта. Всего он решил 14 задач о напряжениях внутри полых цилиндров, стержней, круглых дисков, полых сфер, плоских треугольников, сделав, таким образом, существенный вклад в развитие метода [[Фотоупругость|фотоупругости]]. Эти результаты также представляли значительный интерес для [[Строительная механика|строительной механики]]. Максвелл доложил их в [[1850 год в науке|1850 году]] на одном из заседаний Эдинбургского королевского общества, что стало свидетельством первого серьёзного признания его трудов<ref name="Карцев57">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 57, 62—68, 70—71 }}</ref><ref name="Кляус342">{{статья |автор= Е. М. Кляус. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 342—343 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref>.

=== Кембридж (1850—1856) ===

==== Учёба в университете ====
В 1850 году, несмотря на желание отца оставить сына поближе к себе, было решено, что Максвелл отправится в [[Кембриджский университет]] (все его друзья уже покинули Шотландию для получения более престижного образования). Осенью он прибыл в [[Кембридж]], где поступил в самый дешёвый колледж [[Питерхаус]], получив комнату в здании самого колледжа. Однако он не был удовлетворён учебной программой Питерхауса, к тому же не было практически никаких шансов остаться в колледже после окончания обучения. Многие его родственники и знакомые, в том числе профессора Джеймс Форбс и [[Томсон, Уильям (лорд Кельвин)|Уильям Томсон]] (будущий лорд Кельвин), советовали ему поступать в [[Тринити-колледж (Кембридж)|Тринити-колледж]]; здесь же учились некоторые его шотландские друзья. В итоге после первого семестра в Питерхаусе Джеймс убедил отца в необходимости перевода в Тринити<ref name="Карцев72">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 72—73, 76, 79—82 }}</ref>.

[[Файл:Great Gate, Trinity College, Cambridge (inside).jpg|thumb|right|Большие ворота (''Great Gate'') Тринити-колледжа]]
В [[1852 год]]у Максвелл стал стипендиатом колледжа и получил комнату непосредственно в его здании. В это время он мало занимался научной деятельностью, зато много читал, посещал лекции [[Стокс, Джордж Габриель|Джорджа Стокса]] и семинары [[Хопкинс, Уильям|Уильяма Хопкинса]], готовившего его к сдаче экзаменов, заводил новых друзей, писал ради забавы стихи (многие из них были впоследствии опубликованы Льюисом Кемпбеллом). Максвелл принимал активное участие в интеллектуальной жизни университета. Он был избран в «клуб апостолов», объединявший двенадцать человек с самыми оригинальными и глубокими идеями; там он выступал с докладами на самые различные темы. Общение с новыми людьми позволило ему компенсировать застенчивость и сдержанность, которые выработались у него за годы спокойной жизни на родине<ref name="Карцев37">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 37, 85, 87—92 }}</ref><ref name="Нивен17">{{статья|автор= У. Нивен. |заглавие= Жизнь и научная деятельность Дж. К. Максвелла |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Материя и движение |ссылка= djvuru.512.com1.ru:8073/WWW/5b57e557c16e1bd749f187007168c360.djvu |место= М.—Ижевск |издательство= РХД |год= 2001 |страницы=17—18}}</ref>. Распорядок дня Джеймса также представлялся многим необычным: с семи утра до пяти вечера он работал, затем ложился спать, вставал в половине десятого и принимался за чтение, с двух до полтретьего ночи в качестве зарядки бегал по коридорам общежития, после чего опять спал, уже до самого утра<ref name="Карцев82">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 82—83 }}</ref>.

К этому времени окончательно сформировались его философские и религиозные взгляды. Последние характеризовались значительной эклектичностью, восходившей к годам его детства, когда он посещал как [[Пресвитерианство|пресвитерианскую церковь]] отца, так и [[Шотландская епископальная церковь|епископальную церковь]] тёти Изабеллы. В Кембридже Максвелл стал приверженцем теории [[Христианский социализм|христианского социализма]], развиваемой теологом [[Морис, Фредерик Денисон|Фредериком Денисоном Морисом]], идеологом «{{iw|Широкая церковь|широкой церкви|en|Broad church}}» и одним из основателей {{iw|Рабочий колледж|Рабочего колледжа|en|Working Men's College}}. Считая главным способом совершенствования общества образование и развитие культуры, Джеймс принимал участие в работе этого учреждения, читал там по вечерам популярные лекции. Вместе с тем, несмотря на безусловную веру в Бога, он не был слишком религиозен, неоднократно получая предупреждения за пропуски церковных служб<ref name="Карцев37" />. В письме своему другу Льюису Кемпбеллу, решившему избрать теологическую карьеру, Максвелл следующим образом ранжировал науки:
{{начало цитаты}}
''В каждой области знания прогресс пропорционален количеству фактов, на которых оно построено, и, таким образом, связан с возможностью получения объективных данных. В математике это просто. <…> Химия — далеко впереди всех наук Естественной Истории; все они — впереди Медицины, Медицина впереди Метафизики, Законоведения и Этики; и все они впереди Теологии. …я считаю, что более приземлённые и материальные науки отнюдь не могут быть презираемы в сравнении с возвышенным изучением Ума и Духа.''<ref name="Карцев83">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 83—84 }}</ref>
{{конец цитаты}}

В другом своём письме он так сформулировал принцип своей научной работы и жизни вообще:
{{начало цитаты}}
''Вот мой великий план, который задуман уже давно, и который то умирает, то возвращается к жизни и постепенно становится всё более навязчивым… Основное правило этого плана — упрямо не оставлять ничего неизученным. Ничто не должно быть «святой землёй», священной Незыблемой Правдой, позитивной или негативной.''<ref name="Карцев94">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 94 }}</ref>
{{конец цитаты}}

В январе [[1854 год]]а Максвелл сдал итоговый {{iw|Математический трайпос|трёхступенчатый экзамен по математике|en|Mathematical Tripos}} и, заняв второе место в списке студентов (''Second Wrangler''), получил степень бакалавра. В следующем испытании — письменном математическом исследовании на соискание традиционной премии Смита — он решил задачу, предложенную Стоксом и касавшуюся доказательства теоремы, которая ныне называется [[Теорема Стокса|теоремой Стокса]]. По итогам этого испытания он разделил премию со своим однокурсником [[Раус, Эдвард Джон|Эдвардом Раусом]]<ref name="Карцев102">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 102—105 }}</ref>.

==== Теория цветов ====
[[Файл:YoungJamesClerkMaxwell.jpg|thumb|right|24-летний Максвелл с цветовым волчком в руках]]
После сдачи экзамена Максвелл решил остаться в Кембридже для подготовки к профессорскому званию. Он занимался с учениками, принимал экзамены в Челтенхем-колледже, заводил новых друзей, продолжал сотрудничать с Рабочим колледжем, по предложению редактора Макмиллана начал писать книгу по оптике (она так и не была закончена), а в свободное время посещал в Гленлэре отца, здоровье которого резко ухудшилось. К этому же времени относится шуточное экспериментальное исследование по «котоверчению», вошедшее в кембриджский фольклор: его целью было определение минимальной высоты, падая с которой, кошка встаёт на четыре лапы<ref name="Карцев105">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 105—108, 112—113 }}</ref>.

Однако главным научным интересом Максвелла в это время была работа по теории [[цвет]]ов. Она берёт начало в творчестве [[Ньютон, Исаак|Исаака Ньютона]], который придерживался идеи о семи [[Основные цвета|основных цветах]]. Максвелл выступил как продолжатель теории [[Юнг, Томас|Томаса Юнга]], выдвинувшего идею трёх основных цветов и связавшего их с физиологическими процессами в организме человека. Важную информацию содержали свидетельства больных [[Цветовая слепота|цветовой слепотой]], или дальтонизмом. В экспериментах по смешиванию цветов, во многом независимо повторявших опыты [[Гельмгольц, Герман Людвиг Фердинанд|Германа Гельмгольца]], Максвелл применил «цветовой волчок», диск которого был разделён на окрашенные в разные цвета секторы, а также «цветовой ящик», разработанную им самим оптическую систему, позволявшую смешивать эталонные цвета. Подобные устройства использовались и раньше, однако лишь Максвелл начал получать с их помощью количественные результаты и довольно точно предсказывать возникающие в результате смешения цвета. Так, он продемонстрировал, что смешение синего и жёлтого цветов даёт не зелёный, как часто полагали, а розоватый оттенок. Опыты Максвелла показали, что белый цвет не может быть получен смешением синего, красного и жёлтого, как полагали [[Брюстер, Дэвид|Дэвид Брюстер]] и некоторые другие учёные, а [[Основные цвета|основными цветами]] являются красный, зелёный и синий<ref name="Погр">{{статья |автор= Е. И. Погребысская. |заглавие= Теория цветов в исследованиях Максвелла |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 387—391 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref><ref name="Карцев113">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 113—118 }}</ref>. Для графического представления цветов Максвелл, следуя Юнгу, использовал треугольник, точки внутри которого обозначают результат смешения основных цветов, расположенных в вершинах фигуры<ref name="Long1692">{{статья|автор= M. S. Longair. |заглавие= Maxwell and the science of colour |pages= 1692—1693 }}</ref>.

==== Первая работа по электричеству ====
[[Файл:Faraday-Millikan-Gale-1913.jpg|thumb|left|Майкл Фарадей (около 1861 года)]]
К годам работы в Кембридже относится и первый серьёзный интерес Максвелла к проблеме [[электричество|электричества]]. Вскоре после сдачи экзамена, в феврале 1854 года, он обратился к Уильяму Томсону с просьбой порекомендовать литературу по этой тематике и порядок её чтения<ref name="Карцев119">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 119—120 }}</ref>. В то время, когда Максвелл приступил к исследованию электричества и [[магнетизм]]а, существовали два взгляда на природу электрических и магнитных эффектов. Большинство континентальных учёных, таких как [[Ампер, Андре Мари|Андре Мари Ампер]], [[Нейман, Франц Эрнст|Франц Нейман]] и [[Вебер, Вильгельм Эдуард|Вильгельм Вебер]], придерживались концепции [[Дальнодействие и короткодействие|дальнодействия]], рассматривая электромагнитные силы как аналог [[Гравитация|гравитационного]] притяжения между двумя массами, которые мгновенно взаимодействуют на расстоянии. Электродинамика, развитая этими физиками, представляла собой оформившуюся и строгую науку<ref name="Льоцци283">{{книга |автор= М. Льоцци. |заглавие= История физики |ссылка= http://www.edu.delfa.net/Interest/biblio/liozzi2.djvu |место= М. |издательство= Мир |год= 1970 |страницы= 283 |archive-date= 2014-03-05 |archive-url= https://web.archive.org/web/20140305031946/http://www.edu.delfa.net/Interest/biblio/liozzi2.djvu }}</ref>. С другой стороны, [[Фарадей, Майкл|Майкл Фарадей]], первооткрыватель явления [[Электромагнитная индукция|электромагнитной индукции]], выдвинул идею силовых линий, которые соединяют положительный и отрицательный [[Электрический заряд|электрические заряды]] или северный и южный полюсы магнита. Согласно Фарадею, силовые линии заполняют всё окружающее пространство, формируя поле, и обусловливают электрические и магнитные взаимодействия. Максвелл не мог принять концепцию действия на расстоянии, она противоречила его физической интуиции<ref name="Пай270">{{статья |автор= [[Пайерлс, Рудольф Эрнст|Р. Э. Пайерлс]]. |заглавие= Теория поля со времени Максвелла |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 270 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref>, поэтому вскоре он перешёл на позиции Фарадея:
{{начало цитаты}}
''Когда мы наблюдаем, что одно тело действует на другое на расстоянии, то, прежде чем принять, что это действие прямое и непосредственное, мы обыкновенно исследуем, нет ли между телами какой-либо материальной связи… Кому свойства воздуха не знакомы, тому передача силы посредством этой невидимой среды будет казаться столь же непонятной, как и всякий другой пример действия на расстоянии… Не следует смотреть на эти [силовые] линии как на чисто математические абстракции. Это направления, в которых среда испытывает напряжение, подобное натяжению верёвки…''<ref name="Карцев123">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 123—124 }}</ref>
{{конец цитаты}}
Перед Максвеллом встал вопрос построения математической теории, которая включала бы как фарадеевские представления, так и правильные результаты, полученные приверженцами дальнодействия. Максвелл решил воспользоваться методом аналогий, успешно применённым Уильямом Томсоном, который ещё в [[1842 год]]у подметил аналогию между электрическим взаимодействием и процессами [[Теплопередача|теплопередачи]] в твёрдом теле. Это позволило ему применить к электричеству результаты, полученные для теплоты, и дать первое математическое обоснование процессам передачи электрического действия посредством некоторой среды. В [[1846 год]]у Томсон изучил аналогию между электричеством и упругостью<ref name="Уит288">{{книга|автор= [[Уиттекер, Эдмунд Тэйлор|Э. Уиттекер]]. |заглавие= История теории эфира и электричества |ссылка= djvuru.512.com1.ru:8073/WWW/57810bfb7c52224b4087ddb539388b00.djvu |место= М. — Ижевск |издательство= РХД |год= 2001 |страницы= 288—289}}</ref>. Максвелл воспользовался другой аналогией: он разработал [[гидродинамика|гидродинамическую]] модель силовых линий, уподобив их трубкам с идеальной несжимаемой жидкостью (векторы [[Магнитная индукция|магнитной]] и [[Электрическая индукция|электрической индукций]] аналогичны вектору скорости жидкости), и впервые выразил закономерности полевой картины Фарадея на математическом языке (дифференциальные уравнения)<ref name="Уит290">{{книга|автор= [[Уиттекер, Эдмунд Тэйлор|Э. Уиттекер]]. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 290—292}}</ref><ref name="Карцев127">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 127—129, 137—138 }}</ref>. По образному выражению [[Милликен, Роберт Эндрюс|Роберта Милликена]], Максвелл ''«облёк плебейски обнажённое тело фарадеевских представлений в аристократические одежды математики»''<ref name="Кляус353">{{статья|автор= Е. М. Кляус. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл |страницы=353}}</ref>. Однако вскрыть связь между покоящимися зарядами и «движущимся электричеством» ([[Электрический ток|токами]]), отсутствие которой, видимо, было одной из основных его мотиваций в работе, ему в то время не удалось<ref name="Шап328">{{статья |автор= [[Шапиро, Иосиф Соломонович (физик)|И. С. Шапиро]]. |заглавие= К истории открытия уравнений Максвелла |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1972/10/f/ |издание= [[УФН]] |год= 1972 |том= 108 |выпуск= 10 |страницы= 328, 331—332 |archive-date= 2010-03-28 |archive-url= https://web.archive.org/web/20100328064806/http://ufn.ru/ru/articles/1972/10/f/ }}</ref>.

В сентябре [[1855 год]]а Максвелл посетил конгресс [[Британская научная ассоциация|Британской ассоциации]] в [[Глазго]], заехав по пути навестить больного отца, а по возвращении в Кембридж с успехом сдал экзамен на право стать членом совета колледжа (это подразумевало [[обет безбрачия]]). В новом семестре Максвелл начал читать лекции по [[Гидростатика|гидростатике]] и оптике. Зимой [[1856 год]]а он вернулся в Шотландию, перевёз отца в Эдинбург и в феврале вернулся в Англию. В это время он узнал о появлении вакансии профессора натуральной философии {{iw|Маришаль-колледж|Маришаль-колледжа|en|Marischal College}} в [[Абердин]]е и решил попробовать получить это место, надеясь быть поближе к отцу и не видя ясных перспектив в Кембридже. В марте Максвелл отвёз отца обратно в Гленлэр, где тому, казалось, стало лучше, однако [[2 апреля]] отец скончался. В конце апреля Максвелл получил назначение на пост профессора в Абердине и, проведя лето в родовом имении, в октябре прибыл на новое место работы<ref name="Карцев130">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 130, 133—136, 139—140, 142—146 }}</ref>.

=== Абердин (1856—1860) ===

==== Преподавательская работа. Женитьба ====
С первых дней своего пребывания в Абердине Максвелл приступил к налаживанию преподавания на кафедре натуральной философии, пребывавшей в заброшенном состоянии. Он искал верную методику обучения, пытался приучить студентов к научной работе, однако не слишком преуспел в этом<ref name="Карцев154">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 154, 158—160 }}</ref>. Его лекции, сдобренные юмором и игрой слов, часто касались столь сложных вещей, что это многих отпугивало<ref name="Кляус347">{{статья|автор= Е. М. Кляус. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл |страницы=347}} Тем не менее, его класс был одним из самых посещаемых, см.: {{статья |автор= J. S. Reid. |заглавие= James Clerk Maxwell's Scottish chair |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1661.abstract |издание= Philosophical Transactions of the Royal Society A |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871 |pages= 1677 |archive-date= 2015-10-02 |archive-url= https://web.archive.org/web/20151002111213/http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1661.abstract }}</ref>. Они отличались от принятого ранее образца меньшим упором на популярность изложения и широту тематики, более скромным количеством демонстраций и бо́льшим вниманием, которое уделялось математической стороне дела<ref name="Reid1672">{{статья|автор= J. S. Reid. |заглавие= James Clerk Maxwell's Scottish chair |pages= 1672 }}</ref>. Более того, Максвелл одним из первых стал привлекать студентов к практическим занятиям, а также организовал для студентов последнего года дополнительные занятия за рамками стандартного курса<ref name="Reid1676">{{статья|автор= J. S. Reid. |заглавие= James Clerk Maxwell's Scottish chair |pages= 1676 }}</ref>. Как вспоминал астроном [[Гилл, Дэвид (астроном)|Дэвид Гилл]], один из его абердинских студентов,
{{начало цитаты}}
''…Максвелл не был хорошим учителем; только четверо или пятеро из нас, а нас было семьдесят или восемьдесят, многому научились у него. Мы обычно оставались у него на пару часов после лекций, пока не приходила его ужасная жена и не тащила его на скудный обед в три часа дня. Сам по себе он был самым приятным и милым существом — он часто засыпал и внезапно просыпался — потом говорил о том, что пришло ему в голову.''<ref name="Уит294">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 294}}</ref>
{{конец цитаты}}

[[Файл:JamesClerkMaxwell-KatherineMaxwell-1869.jpg|thumb|right|Максвелл с женой Кэтрин Мэри (1869 год)]]
В Абердине произошли серьёзные перемены в личной жизни Максвелла: в феврале [[1858 год]]а состоялась его помолвка с Кэтрин Мэри Дьюар, младшей дочерью директора (''principal'') Маришаль-колледжа Дэниела Дьюара (''Daniel Dewar''), профессора церковной истории, а в июне состоялась свадьба. Сразу после свадьбы Максвелл был исключён из числа членов совета Тринити-колледжа, поскольку нарушил обет безбрачия<ref name="Карцев174">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 174, 177—178 }}</ref>. В это же время окончательно окрепли философские воззрения Максвелла на науку, выраженные в одном из дружеских писем:
{{начало цитаты}}
''Что касается материальных наук, то именно они кажутся мне прямой дорогой к любой научной истине, касающейся метафизики, собственных мыслей или общества. Сумма знаний, которая существует в этих предметах, берёт значительную долю своей ценности от идей, полученных путём проведения аналогий с материальными науками, а оставшаяся часть, хотя и важна для человечества, есть не научная, а афористическая. Основная философская ценность физики в том, что она даёт мозгу нечто определённое, на что можно положиться. Если вы окажетесь где-то не правы, природа сама сразу же скажет вам об этом.''<ref name="Карцев175">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 175 }}</ref>
{{конец цитаты}}

==== Устойчивость колец Сатурна ====
[[Файл:James Clark Maxwell and his wife by Jemima Blackburn.jpg|слева|мини|Максвелл с женой кисти {{Не переведено|Джемайма Блэкберн|Джемаймы Блэкберн|en|Jemima Blackburn}}]]
Что касается научной работы в Абердине, то поначалу Максвелл занимался проектированием «динамического волчка», который был создан по его заказу и демонстрировал некоторые аспекты теории [[Вращение твёрдого тела|вращения твёрдых тел]]. В [[1857 год]]у в «Трудах Кембриджского философского общества» вышла его статья «О фарадеевских линиях силы» (''On Faraday’s lines of force''), содержавшая результаты исследований по электричеству за несколько предыдущих лет. В марте Максвелл разослал её крупнейшим британским физикам, в том числе и самому Фарадею, с которым завязалась дружеская переписка<ref name="Карцев155">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 155, 161—164 }}</ref>. Ещё одним вопросом, которым он занимался в это время, была [[геометрическая оптика]]. В статье «Об общих законах оптических приборов» (''On the general laws of optical instruments'') были проанализированы условия, которыми должен обладать совершенный [[Оптическая система|оптический прибор]]. Впоследствии Максвелл не раз возвращался к теме [[Преломление света|преломления света]] в сложных системах, применяя свои результаты к работе конкретных устройств<ref name="Нивен34">{{статья|автор= У. Нивен. |заглавие= Жизнь и научная деятельность Дж. К. Максвелла |страницы=34—35}}</ref>.

Однако значительно бо́льшее внимание Максвелла в это время привлекало исследование природы [[Кольца Сатурна|колец Сатурна]], предложенное в [[1855 год]]у Кембриджским университетом на соискание премии Адамса (работу требовалось завершить за два года). Кольца были открыты [[Галилей, Галилео|Галилео Галилеем]] в начале XVII века и долгое время оставались загадкой природы: планета казалась окружённой тремя сплошными концентрическими кольцами, состоящими из вещества неизвестной природы (третье кольцо было открыто незадолго до этого [[Бонд, Джордж Филлипс|Джорджем Бондом]]). [[Гершель, Уильям|Уильям Гершель]] считал их сплошными твёрдыми объектами. [[Лаплас, Пьер-Симон|Пьер Симон Лаплас]] доказывал, что твёрдые кольца должны быть неоднородными, очень узкими и обязательно должны вращаться. Проведя математический анализ различных вариантов строения колец, Максвелл убедился, что они не могут быть ни твёрдыми, ни жидкими (в последнем случае кольцо быстро разрушилось бы, распавшись на капли). Он пришёл к заключению, что подобная структура может быть устойчивой только в том случае, если состоит из роя не связанных между собой [[метеорит]]ов. Устойчивость колец обеспечивается их притяжением к [[Сатурн (планета)|Сатурну]] и взаимным движением планеты и метеоритов. При помощи [[Фурье-анализ]]а Максвелл изучил распространение волн в таком кольце и показал, что при определённых условиях метеориты не сталкиваются между собой. Для случая двух колец он определил, при каких соотношениях их радиусов наступает состояние неустойчивости. За эту работу ещё в 1857 году Максвелл получил премию Адамса, однако продолжал трудиться над этой темой, итогом чего стала издание в [[1859 год]]у трактата «Об устойчивости движения колец Сатурна» (''On the stability of the motion of Saturn’s rings''). Эта работа сразу получила признание в научных кругах. Королевский астроном [[Эйри, Джордж Биддель|Джордж Эйри]] объявил её самым блестящим применением математики к физике, которое он когда-либо видел<ref name="Garber1698">{{статья |автор= E. Garber. |заглавие= Subjects great and small: Maxwell on Saturn's rings and kinetic theory |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1697.abstract |издание= Philosophical Transactions of the Royal Society A |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871 |pages= 1698, 1700—1701 |archive-date= 2016-03-04 |archive-url= https://web.archive.org/web/20160304204517/http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1697.abstract }}</ref><ref name="Карцев146">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 146, 165—167, 179—180 }}</ref>. Позже, под влиянием методов кинетической теории газов, Максвелл попытался развить кинетическую теорию колец, однако не преуспел в этом начинании. Эта задача оказалась гораздо сложнее, чем в случае газов, из-за [[Неупругое рассеяние|неупругости столкновений]] метеоритов и существенной анизотропии распределения их скоростей<ref name="Ogilvie1710">{{статья|автор= G. I. Ogilvie. |заглавие= James Clerk Maxwell and the dynamics of astrophysical discs |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1707.abstract |издание= Philosophical Transactions of the Royal Society A |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871 |pages= 1710 }}</ref>. В [[1895 год]]у [[Килер, Джеймс Эдвард|Джеймс Килер]] и [[Белопольский, Аристарх Аполлонович|Аристарх Белопольский]] измерили [[Эффект Доплера|доплеровский сдвиг]] разных частей колец Сатурна и обнаружили, что внутренние части движутся быстрее, чем внешние. Это стало подтверждением вывода Максвелла о том, что кольца состоят из множества малых тел, подчиняющихся [[Законы Кеплера|законам Кеплера]]<ref name="Fedele1718">{{статья |автор= R. Fedele. |заглавие= From Maxwell's theory of Saturn's rings to the negative mass instability |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1717.abstract |издание= Philosophical Transactions of the Royal Society A |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871 |pages= 1718 |archive-date= 2016-03-04 |archive-url= https://web.archive.org/web/20160304204827/http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1717.abstract }}</ref>. Работа Максвелла по устойчивости колец Сатурна считается ''«первой работой по теории коллективных процессов, выполненной на современном уровне»''<ref name="Горь">{{статья |автор= [[Горькавый, Николай Николаевич|Н. Н. Горькавый]], [[Фридман, Алексей Максимович|А. М. Фридман]]. |заглавие= Физика планетных колец |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1990/2/a/ |издание= [[УФН]] |год= 1990 |том= 160 |выпуск= 2 |страницы= 169—170 |archive-date= 2011-10-28 |archive-url= https://web.archive.org/web/20111028001559/http://ufn.ru/ru/articles/1990/2/a/ }}</ref>.

==== Кинетическая теория газов. Распределение Максвелла ====
[[Файл:Maxwell-Distr.png|thumb|right|Пример распределения Максвелла]]
Другим основным научным занятием Максвелла в это время стала [[кинетическая теория газов]], основанная на представлениях о теплоте как роде движения частичек газа (атомов или молекул). Максвелл выступил в качестве продолжателя идей [[Клаузиус, Рудольф Юлиус Эммануэль|Рудольфа Клаузиуса]], который ввёл понятия средней [[Длина свободного пробега|длины свободного пробега]] и средней скорости молекул (предполагалось, что в состоянии равновесия все молекулы имеют одну и ту же скорость). Клаузиус же ввёл в кинетическую теорию элементы [[теория вероятностей|теории вероятностей]]<ref name="Ель383">{{статья |автор= [[Ельяшевич, Михаил Александрович|М. А. Ельяшевич]], Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1981/11/c/ |издание= [[УФН]] |год= 1981 |том= 135 |выпуск= 11 |страницы= 383—386 |archive-date= 2011-10-28 |archive-url= https://web.archive.org/web/20111028001437/http://ufn.ru/ru/articles/1981/11/c/ }} Обзор работ предшественников Максвелла см. также в статье {{статья |автор= У. И. Франкфурт. |заглавие= Роль Максвелла в развитии кинетической теории газов |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 369—371 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref>. Максвелл решил заняться этой темой после прочтения работы немецкого учёного в выпуске журнала ''Philosophical Magazine'' за февраль [[1859 год]]а, первоначально имея целью опровергнуть взгляды Клаузиуса, но затем признал их заслуживающими внимания и развития. Уже в сентябре 1859 года Максвелл выступил на заседании Британской ассоциации в Абердине с докладом о своей работе. Результаты, содержавшиеся в докладе, были опубликованы в статье «Пояснения к динамической теории газов» (''Illustrations of the Dynamical Theory of Gases''), вышедшей в трёх частях в январе и июле [[1860 год]]а. Максвелл исходил из представления о газе как об ансамбле множества идеально упругих шариков, хаотически движущихся в замкнутом пространстве и сталкивающихся друг с другом. Шарики-молекулы можно разделить на группы по скоростям, при этом в стационарном состоянии число молекул в каждой группе остаётся постоянным, хотя они могут менять скорость после столкновений. Из такого рассмотрения следовало, что в равновесии частицы имеют не одинаковую скорость, а распределяются по скоростям в соответствии с [[Распределение Гаусса|кривой Гаусса]] ([[распределение Максвелла]]). С помощью полученной функции распределения Максвелл рассчитал ряд величин, играющих важную роль в явлениях переноса: число частиц в определённом диапазоне скоростей, среднюю скорость и средний квадрат скорости. Полная функция распределения вычислялась как произведение функций распределения для каждой из координат. Это подразумевало их независимость, что многим тогда казалось неочевидным и требовало доказательства (оно было дано позже)<ref name="Ель387">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 387—390, 405—406}}</ref><ref name="Бруш288">{{статья |автор= С. Дж. Бруш. |заглавие= Развитие кинетической теории газов (Максвелл) |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 288—293 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref><ref name="Франк">{{статья|автор= У. И. Франкфурт. |заглавие= Роль Максвелла в развитии кинетической теории газов |страницы= 371—372}}</ref>.

Далее Максвелл уточнил численный коэффициент в выражении для средней длины свободного пробега, а также доказал равенство средних кинетических энергий в равновесной смеси двух газов. Рассмотрев проблему внутреннего трения ([[Вязкость|вязкости]]), Максвелл смог впервые оценить значение средней длины пробега, получив правильный порядок величины. Другим следствием теории был казавшийся парадоксальным вывод о независимости коэффициента внутреннего трения газа от его плотности, что было впоследствии подтверждено экспериментально. Кроме того, из теории непосредственно следовало объяснение [[закон Авогадро|закона Авогадро]]. Таким образом, в работе 1860 года Максвелл фактически построил первую в истории физики статистическую модель микропроцессов, которая легла в основу развития [[статистическая механика|статистической механики]].<ref name="Ель387" />

Во второй части статьи Максвелл, в добавление к внутреннему трению, рассмотрел с тех же позиций другие процессы переноса — [[диффузия|диффузию]] и [[теплопроводность]]. В третьей части он обратился к вопросу о вращательном движении сталкивающихся частиц и впервые получил [[закон равнораспределения]] кинетической энергии по поступательным и вращательным степеням свободы. О результатах применения своей теории к явлениям переноса учёный доложил на очередном съезде Британской ассоциации в [[Оксфорд]]е в июне 1860 года<ref name="Ель390">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 390—391}}</ref>.

==== Потеря должности ====
Максвелл был вполне доволен своим местом работы, которое требовало его присутствия только с октября по апрель; остальное время он проводил в Гленлэре. Ему нравилась атмосфера свободы в колледже, отсутствие жёстких обязанностей, хотя он, как один из четырёх риджентов (''regent''), должен был посещать иногда заседания сената колледжа<ref name="Reid1667">{{статья|автор= J. S. Reid. |заглавие= James Clerk Maxwell's Scottish chair |pages= 1667—1668 }}</ref>. К тому же, раз в неделю в так называемой Абердинской научной школе (''Aberdeen School of Science'') он читал платные лекции практической направленности для ремесленников и механиков, по-прежнему, как и в Кембридже, испытывая интерес к обучению рабочих<ref name="Reid1677">{{статья|автор= J. S. Reid. |заглавие= James Clerk Maxwell's Scottish chair |pages= 1677—1678 }}</ref>. Положение Максвелла изменилось в конце 1859 года, когда вышло постановление об объединении двух абердинских колледжей — Маришаль-колледжа и Кингс-колледжа — в рамках [[Абердинский университет|Абердинского университета]]. В этой связи с сентября 1860 года упразднялось место профессора, занимавшееся Максвеллом (объединённая кафедра была отдана влиятельному профессору Кингс-колледжа Дэвиду Томсону). Попытка выиграть конкурс на должность профессора натуральной философии Эдинбургского университета, освободившуюся после ухода Форбса, провалилась: эту позицию получил его старый друг Питер Тэт. В начале лета 1860 года Максвелл получил приглашение занять пост профессора кафедры натуральной философии [[Кингз Колледж (Лондон)|лондонского Кингс-колледжа]]<ref name="Reid1679">{{статья|автор= J. S. Reid. |заглавие= James Clerk Maxwell's Scottish chair |pages= 1679—1681 }}</ref><ref name="Карцев180">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 180—181 }}</ref>.

=== Лондон (1860—1865) ===

==== Различные обязанности ====
Лето и начало осени 1860 года до переезда в [[Лондон]] Максвелл провёл в родном имении Гленлэр, где тяжело заболел оспой и выздоровел лишь благодаря заботам жены. Работа в Кингс-колледже, где делался упор на экспериментальную науку (здесь были одни из лучших по оснащённости физические лаборатории) и где обучалось большое число студентов, оставляла ему мало свободного времени<ref name="Карцев183">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 183, 186—190 }}</ref>. Впрочем, он успевал проводить домашние эксперименты с [[Мыльные пузыри|мыльными пузырями]] и цветовым ящиком, опыты по измерению вязкости газов. В [[1861 год]]у Максвелл вошёл в состав Комитета по эталонам, задачей которого было определение основных электрических единиц. В качестве материала эталона [[Электрическое сопротивление|электрического сопротивления]] был взят сплав [[платина|платины]] и [[серебро|серебра]]. Результаты тщательных измерений были опубликованы в [[1863 год]]у и стали основанием для рекомендации Международным конгрессом электриков (1881) [[ом]]а, [[ампер]]а и [[вольт]]а в качестве основных единиц<ref name="Карцев224">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 224 }}</ref><ref name="Кляус350">{{статья|автор= Е. М. Кляус. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл |страницы=350}}</ref>. Максвелл продолжал также заниматься теорией упругости и расчётом сооружений, рассматривал методами [[графостатика|графостатики]] напряжения в [[Ферма (конструкция)|фермах]] (теорема Максвелла), анализировал условия равновесия сферических оболочек, развивал методы построения диаграмм внутренних напряжений в телах. За эти работы, имеющие важное практическое значение, ему была присуждена {{iw|Премия Кейта|премия Кейта|en|Keith Medal}} Эдинбургского королевского общества<ref name="Нивен36">{{статья|автор= У. Нивен. |заглавие= Жизнь и научная деятельность Дж. К. Максвелла |страницы=36—37}}</ref>.

==== Первая цветная фотография ====
[[Файл:Tartan Ribbon.jpg|left|thumb| «[[Тартановая лента]]» — первая в мире цветная фотография]]
В июне 1860 года на съезде Британской ассоциации в Оксфорде Максвелл сделал доклад о своих результатах в области теории цветов, подкрепив их экспериментальными демонстрациями с помощью цветового ящика. Позже в том же году [[Лондонское королевское общество]] наградило его медалью Румфорда за исследования по смешению цветов и оптике<ref name="Карцев192">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 192—195 }}</ref>. [[17 мая]] [[1861 год]]а на лекции в [[Королевский институт Великобритании|Королевском институте]] на тему «О теории трёх основных цветов» Максвелл представил ещё одно убедительное доказательство правильности своей теории — первую в мире цветную фотографию, идея которой возникла у него ещё в 1855 году<ref name="Погр391">{{статья|автор= Е. И. Погребысская. |заглавие= Теория цветов в исследованиях Максвелла |страницы= 391}}</ref>. Вместе с фотографом [[Саттон, Томас|Томасом Саттоном]] было получено три негатива цветной ленты на стекле, покрытом фотографической эмульсией ([[коллодий]]). Негативы были сняты через зелёный, красный и синий фильтры (растворы солей различных металлов). Освещая затем негативы через те же фильтры, удалось получить цветное изображение. Как было показано спустя почти сто лет сотрудниками фирмы [[Eastman Kodak|«Кодак»]], воссоздавшими условия опыта Максвелла, имевшиеся фотоматериалы не позволяли продемонстрировать цветную фотографию и, в частности, получить красное и зелёное изображения. По счастливому совпадению, полученное Максвеллом изображение образовалось в результате смешения совсем иных цветов — волн в синем диапазоне и ближнем ультрафиолете. Тем не менее в опыте Максвелла содержался верный принцип получения цветной фотографии, использованный спустя многие годы, когда были открыты [[Светочувствительные материалы|светочувствительные красители]]<ref name="Эванс">{{статья |автор= Р. М. Эванс. |заглавие= Цветная фотография Максвелла |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 318—327 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref>.

==== Ток смещения. Уравнения Максвелла ====
[[Файл:Displacement current in capacitor.svg|right|thumb|Иллюстрация тока смещения в конденсаторе]]
Под влиянием идей [[Фарадей, Майкл|Фарадея]] и Томсона Максвелл пришёл к выводу, что [[магнетизм]] имеет вихревую природу, а [[электрический ток]] — поступательную. Для наглядного описания электромагнитных эффектов он создал новую, чисто механическую модель, согласно которой вращающиеся «молекулярные вихри» производят магнитное поле, тогда как мельчайшие передаточные «холостые колёса» обеспечивают вращение вихрей в одну сторону. Поступательное движение этих передаточных колёс («частичек электричества», по терминологии Максвелла) обеспечивает формирование электрического тока. При этом [[магнитное поле]], направленное вдоль оси вращения вихрей, оказывается перпендикулярным направлению тока, что нашло выражение в обоснованном Максвеллом [[Правило буравчика|«правиле буравчика»]]. В рамках данной механической модели удалось не только дать адекватную наглядную иллюстрацию явления [[электромагнитная индукция|электромагнитной индукции]] и вихревого характера поля, порождаемого током, но и ввести эффект, симметричный фарадеевскому: изменения электрического поля (так называемый [[Ток смещения (электродинамика)|ток смещения]], создаваемый сдвигом передаточных колёс, или связанных молекулярных зарядов, под действием поля) должны приводить к возникновению магнитного поля<ref name="Уит295">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 295—299}}</ref><ref name="Карцев213">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 213—219 }}</ref>. Ток смещения непосредственно привёл к [[Уравнение непрерывности|уравнению непрерывности]] для электрического заряда, то есть к представлению о незамкнутых токах (ранее все токи считались замкнутыми)<ref name="Шап330">{{статья|автор= И. С. Шапиро. |заглавие= К истории открытия уравнений Максвелла |страницы= 330}}</ref>. Соображения симметрии уравнений при этом, видимо, не играли никакой роли<ref name="Борк315">{{статья |автор= А. М. Борк. |заглавие= Максвелл, ток смещения и симметрия |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 315 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref>. Знаменитый физик [[Томсон, Джозеф Джон|Дж. Дж. Томсон]] назвал открытие тока смещения ''«величайшим вкладом Максвелла в физику»''. Эти результаты были изложены в статье «О физических силовых линиях» (''On physical lines of force''), опубликованной в нескольких частях в 1861—1862 годах<ref name="Карцев213" />.

В той же статье Максвелл, перейдя к рассмотрению распространения возмущений в своей модели, подметил сходство свойств своей вихревой среды и [[Светоносный эфир|светоносного эфира]] Френеля. Это нашло выражение в практическом совпадении скорости распространения возмущений (отношения электромагнитной и электростатической единиц электричества, определённой Вебером и [[Кольрауш, Рудольф Герман Арндт|Рудольфом Кольраушем]]) и [[скорость света|скорости света]], измеренной [[Физо, Арман Ипполит Луи|Ипполитом Физо]]<ref name="Уит300">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 300—303}}</ref>. Таким образом, Максвелл сделал решительный шаг к построению электромагнитной теории света:
{{начало цитаты}}
''Мы едва ли можем отказаться от вывода, что свет состоит из поперечных колебаний той же самой среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений.''<ref name="Избр175">{{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Избранные сочинения по теории электромагнитного поля |ссылка= djvuru.512.com1.ru:8073/WWW/6a17bfdfbd80f7397c14d9ef1fb142dd.djvu |место= М. |издательство= ГИТТЛ |год= 1952 |страницы= 175}}</ref>
{{конец цитаты}}

Впрочем, эта среда (эфир) и её свойства не представляли первоочередного интереса для Максвелла, хотя он, безусловно, разделял представление об электромагнетизме как о результате применения законов механики к эфиру. Как отмечал по этому поводу [[Пуанкаре, Анри|Анри Пуанкаре]], ''«Максвелл не даёт механического объяснения электричества и магнетизма; он ограничивается тем, что доказывает возможность такого объяснения»''<ref name="ФрШр380">{{статья |автор= У. И. Франкфурт, М. Г. Шраер. |заглавие= Некоторые замечания к электродинамике Максвелла |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 380 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref>.

В [[1864 год]]у вышла следующая статья Максвелла «Динамическая теория электромагнитного поля» (''A dynamical theory of the electromagnetic field''), в которой была дана более развёрнутая формулировка его теории (здесь впервые появился сам термин «[[электромагнитное поле]]»). При этом он отбросил грубую механическую модель (подобные представления, по признанию учёного, вводились исключительно ''«как иллюстративные, а не как объясняющие»''<ref name="Избр300">{{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Избранные сочинения по теории электромагнитного поля |страницы= 300}}</ref>), оставив чисто математическую формулировку уравнений поля ([[уравнения Максвелла]]), которое впервые трактовалось как физически реальная система с определённой энергией<ref name="Уит304">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 304—307}}</ref>. По-видимому, это связано с первым осознанием реальности запаздывающего взаимодействия зарядов (и запаздывающего взаимодействия вообще), обсуждаемого Максвеллом<ref name="Шап331">{{статья|автор= И. С. Шапиро. |заглавие= К истории открытия уравнений Максвелла |страницы= 331}} Первые попытки рассмотреть распространение электрического взаимодействия с конечной скоростью были предприняты [[Гаусс, Карл Фридрих|Карлом Фридрихом Гауссом]] (1845) и его учеником [[Риман, Георг Фридрих Бернхард|Бернгардом Риманом]] (1853), см. {{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 287—288}}</ref>. В этой же работе он фактически выдвинул гипотезу существования [[электромагнитные волны|электромагнитных волн]], хотя, следуя Фарадею, писал лишь о магнитных волнах (электромагнитные волны в полном смысле этого слова появились в статье [[1868 год]]а). Скорость этих поперечных волн, согласно его уравнениям, равна скорости света, и таким образом окончательно сложилось представление об электромагнитной природе света<ref name="Карцев226">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 226—231 }}</ref>. Более того, в этой же работе Максвелл применил свою теорию к проблеме распространения света в [[кристалл]]ах, диэлектрическая или магнитная проницаемости которых зависят от направления, и в [[металл]]ах, получив волновое уравнение с учётом [[Проводимость электрическая|проводимости]] материала<ref name="Уит309">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 309—310}}</ref>.

==== Эксперименты по молекулярной физике ====
Параллельно своим занятиям электромагнетизмом Максвелл в Лондоне поставил несколько экспериментов по проверке своих результатов в кинетической теории. Им был сконструирован специальный прибор для определения вязкости воздуха, и с его помощью он убедился в справедливости вывода о независимости коэффициента внутреннего трения от плотности (эти опыты он проводил вместе со своей женой). Впоследствии [[Стретт, Джон Уильям, 3-й барон Рэлей|лорд Рэлей]] писал, что ''«во всей области науки нет более красивого или многозначительного открытия, чем неизменность вязкости газа при всех плотностях»''. После [[1862 год]]а, когда [[Клаузиус, Рудольф Юлиус Эмануэль|Клаузиус]] выступил с критикой ряда положений теории Максвелла (особенно в отношении вопросов теплопроводности), тот согласился с этими замечаниями и приступил к исправлению результатов. Однако вскоре он пришёл к заключению о непригодности метода, основанного на представлении о средней длине свободного пробега, для рассмотрения процессов переноса (об этом говорила невозможность объяснения температурной зависимости вязкости)<ref name="Ель392">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 392—393}}</ref><ref name="Бруш294">{{статья|автор= С. Дж. Бруш. |заглавие= Развитие кинетической теории газов (Максвелл) |страницы= 294}}</ref>.

=== Гленлэр (1865—1871) ===

==== Жизнь в поместье ====
В [[1865 год]]у Максвелл решил покинуть Лондон и вернуться в родное имение. Причиной этого стало желание больше времени уделять научной работе, а также педагогические неудачи: ему никак не удавалось поддерживать дисциплину на своих чрезвычайно сложных лекциях. Вскоре после переезда в Гленлэр он тяжело заболел [[Рожа (болезнь)|рожистым воспалением]] головы в результате ранения, полученного на одной из конных прогулок. После выздоровления Максвелл активно взялся за хозяйственные дела, перестройку и расширение своего поместья. Он регулярно посещал Лондон, а также Кембридж, где принимал участие в приёме экзаменов. Под его влиянием в экзаменационную практику стали вводиться вопросы и задачи прикладного характера<ref name="Карцев232">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 232—237 }}</ref>. Так, в [[1869 год]]у он предложил для экзамена исследование, которое представляло собой первую теорию [[Дисперсия света|дисперсии]], основанную на взаимодействии падающей волны с молекулами, обладающими некоторой частотой собственных колебаний. Полученная в этой модели зависимость [[показатель преломления|показателя преломления]] от частоты была независимо выведена через три года Вернером фон Зельмейером (''Werner von Sellmeier''). Теория дисперсии Максвелла — Зельмейера нашла подтверждение в конце XIX века в опытах [[Рубенс, Генрих|Генриха Рубенса]]<ref name="Уит312">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 312—315}}</ref>.

Весну [[1867 год]]а Максвелл вместе со своей часто болевшей женой по совету врача провёл в [[Италия|Италии]], познакомился с достопримечательностями [[Рим]]а и [[Флоренция|Флоренции]], встретился с профессором [[Маттеуччи, Карло|Карло Маттеуччи]], практиковался в языках (он хорошо знал греческий, латинский, итальянский, французский и немецкий). Через Германию, Францию и Голландию они вернулись на родину<ref name="Карцев232" />. В [[1870 год]]у Максвелл выступил в качестве президента секции математики и физики на съезде Британской ассоциации в [[Ливерпуль|Ливерпуле]]<ref name="Карцев245">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 245 }}</ref>.

==== Теория процессов переноса. «Демон Максвелла» ====
Максвелл продолжал заниматься вопросами кинетической теории, построив в работе «По поводу динамической теории газов» (''On the dynamical theory of gases'', 1866) более общую, чем ранее, теорию процессов переноса. В результате своих опытов по измерению вязкости газов он решил отказаться от представления о молекулах как об упругих шариках. В новой работе он рассматривал молекулы как малые тела, отталкивающие друг друга с силой, зависящей от расстояния между ними (из своих опытов он вывел, что это отталкивание обратно пропорционально расстоянию в пятой степени). Феноменологически рассмотрев вязкость среды на основании такой простейшей для расчётов модели молекул («максвелловские молекулы»), он впервые ввёл понятие времени [[Релаксация (физика)|релаксации]] как времени установления равновесия. Далее он математически разобрал с единых позиций процессы взаимодействия двух молекул одного или разных видов, впервые введя в теорию интеграл по столкновениям, обобщённый впоследствии [[Больцман, Людвиг|Людвигом Больцманом]]. Рассмотрев процессы переноса, он определил значения коэффициентов диффузии и теплопроводности, связав их с экспериментальными данными. Хотя отдельные утверждения Максвелла оказались неверными (например, законы взаимодействия молекул более сложны), развитый им общий подход оказался весьма плодотворным<ref name="Ель394">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 394—398}}</ref>. В частности, были заложены основы теории [[вязкоупругость|вязкоупругости]] на базе модели среды, известной как «{{iw|Среда Максвелла|среда Максвелла|en|Maxwell material}}»<ref name="Ogilvie1713">{{статья|автор= G. I. Ogilvie. |заглавие= James Clerk Maxwell and the dynamics of astrophysical discs |pages= 1713 }}</ref>. В той же работе [[1866 год]]а он дал новый вывод распределения молекул по скоростям, исходя из условия, позже названного [[принцип детального равновесия|принципом детального равновесия]]<ref name="Ель407">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 407—408}}</ref>.

Много внимания Максвелл уделял написанию своих монографий по кинетической теории газов и по электричеству. В Гленлэре он закончил свой учебник «Теория теплоты» (''Theory of Heat''), изданный в [[1871 год]]у и несколько раз переиздававшийся ещё при жизни автора. Большая часть этой книги была посвящена феноменологическому рассмотрению тепловых явлений. В последней главе содержались основные сведения по молекулярно-кинетической теории в сочетании со статистическими идеями Максвелла. Там же он выступил против [[второе начало термодинамики|второго начала термодинамики]] в формулировке Томсона и Клаузиуса, приводившей к [[Тепловая смерть Вселенной|«тепловой смерти Вселенной»]]. Не соглашаясь с этой чисто механической точкой зрения, он первым осознал статистический характер второго начала. Согласно Максвеллу, оно может нарушаться отдельными молекулами, но остаётся справедливым для больших совокупностей частиц. Для иллюстрации этого положения он предложил парадокс, известный как «[[демон Максвелла]]» (термин предложен Томсоном, сам Максвелл предпочитал слово «клапан»). Он состоит в том, что некоторая управляющая система («демон») способна уменьшать [[энтропия|энтропию]] системы без затраты работы<ref name="Ель399">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 399, 411—412}}</ref>. Парадокс демона Максвелла был разрешён уже в XX столетии в работах [[Смолуховский, Мариан|Мариана Смолуховского]], указавшего на роль [[Флуктуация|флуктуаций]] в самом управляющем элементе, и [[Силард, Лео|Лео Силарда]], показавшего, что получение «демоном» информации о молекулах приводит к повышению энтропии. Таким образом, второе начало термодинамики не нарушается<ref name="Попл166">{{статья |автор= Р. П. Поплавский. |заглавие= Демон Максвелла и соотношения между информацией и энтропией |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1979/5/f/ |издание= [[УФН]] |год= 1979 |том= 128 |выпуск= 5 |страницы= 166—167 |archive-date= 2011-10-28 |archive-url= https://web.archive.org/web/20111028001735/http://ufn.ru/ru/articles/1979/5/f/ }}</ref>.

==== Кватернионы ====
[[Файл:Postcard-from-Maxwell-to-Tait.jpg|thumb|left|150px|Открытка Максвелла Питеру Тэту, подписанная <math>dp/dt</math>]]
В 1868 году Максвелл опубликовал очередную статью по электромагнетизму. Годом ранее появился повод существенно упростить изложение результатов работы. Он прочитал «Элементарный трактат о кватернионах» (''An elementary treatise on quaternions'') Питера Тэта и решил применить [[кватернион]]ную запись к многочисленным математическим соотношениям своей теории, что позволяло сократить и прояснить их запись. Одним из наиболее полезных инструментов стал гамильтонов оператор [[набла]], название которого было предложено Уильямом Робертсоном Смитом, другом Максвелла, по аналогии с древнеассирийским видом арфы с треугольным остовом. Максвелл написал шуточную оду «Шеф-музыканту по игре на набла», посвящённую Тэту. Успех этого стихотворения обеспечил закрепление нового термина в научном обиходе<ref name="Карцев243">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 243—244, 250 }}</ref>. Максвеллу принадлежала и первая запись уравнений электромагнитного поля в инвариантном векторном виде через гамильтонов оператор<ref name="Левин433">{{статья |автор= М. Л. Левин, [[Миллер, Михаил Адольфович|М. А. Миллер]]. |заглавие= Максвелловский «Трактат об электричестве и магнетизме» |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1981/11/d/ |издание= [[УФН]] |год= 1981 |том= 135 |выпуск= 11 |страницы= 433 |archive-date= 2011-10-28 |archive-url= https://web.archive.org/web/20111028001407/http://ufn.ru/ru/articles/1981/11/d/ }}</ref>. Стоит отметить, что Тэту он обязан своим псевдонимом <math>dp/dt</math>, которым подписывал письма и стихи. Дело в том, что в своём «Трактате о натурфилософии» Томсон и Тэт представили второе начало термодинамики в виде <math>JCM=dp/dt</math>. Поскольку левая часть совпадает с инициалами Максвелла, тот решил в дальнейшем использовать для подписи правую часть<ref name="Карцев246">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 246 }}</ref>. Среди других достижений гленлэрского периода статья под названием «О регуляторах» (''On governors'', 1868), в которой дан анализ устойчивости [[центробежный регулятор|центробежного регулятора]] методами теории малых колебаний<ref name="Бог">{{статья|заглавие= Джеймс Клерк Максвелл |автор издания= А. Н. Боголюбов. |издание= Математики и механики: Биографический справочник |место= Киев |издательство= Наукова думка |год= 1983 |страницы= 306}}</ref>.

=== Кавендишская лаборатория (1871—1879) ===
[[Файл:James Clark Maxwell by Jemima Blackburn.jpg|мини|Профессор Джеймс Максвелл. Работа {{Не переведено|Джемайма Блэкберн|Джемаймы Блэкберн|en|Jemima Blackburn}}]]

==== Приглашение на должность ====
В 1868 году Максвелл отказался занять пост ректора [[Сент-Эндрюсский университет|университета Сент-Эндрюс]], не желая расстаться с уединённой жизнью в имении. Однако спустя три года он после долгих колебаний всё же принял предложение возглавить только что организованную физическую лабораторию Кембриджского университета и занять соответствующую должность профессора экспериментальной физики (до этого от приглашения отказались Уильям Томсон и Герман Гельмгольц). Лаборатория была названа в честь учёного-отшельника [[Генри Кавендиш]]а, чей внучатый племянник герцог Девонширский был в это время канцлером университета и выделил финансы на её строительство. Образование первой лаборатории в Кембридже соответствовало осознанию значимости экспериментальных исследований для дальнейшего прогресса науки. [[8 марта]] [[1871 год]]а Максвелл получил назначение и сразу же приступил к исполнению своих обязанностей. Он налаживал работы по строительству и оснащению лаборатории (первоначально использовались его личные приборы), читал лекции по экспериментальной физике (курсы теплоты, электричества и магнетизма)<ref name="Карцев252">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 252—260 }}</ref>.

==== «Трактат об электричестве и магнетизме» ====
[[Файл:A Treatise on Electricity and Magnetism Volume 1 003.jpg|right|thumb|Титульный лист «Трактата»]]
В [[1873 год]]у вышел капитальный двухтомный труд Максвелла «Трактат об электричестве и магнетизме» (''A Treatise on Electricity and Magnetism''), содержавший сведения о существовавших ранее теориях электричества, методах измерения и особенностях экспериментальной аппаратуры, но основное внимание было уделено трактовке электромагнетизма с единых, фарадеевских позиций. При этом изложение материала было построено даже в ущерб собственным идеям Максвелла. Как отметил [[Уиттекер, Эдмунд Тейлор|Эдмунд Уиттекер]],
{{начало цитаты}}
''Доктрины, принадлежавшие исключительно Максвеллу, — существование токов смещения и электромагнитных колебаний, идентичных свету, — не были представлены ни в первом томе, ни в первой половине второго тома; а их описание было вряд ли более полным, и вероятно, менее привлекательным, чем то, которое он давал в первых научных трудах.''<ref name="Уит322">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 322}}</ref>
{{конец цитаты}}
В «Трактате» содержались основные уравнения электромагнитного поля, известные ныне как [[уравнения Максвелла]]. Впрочем, они были представлены в не слишком удобной форме (через [[Скалярный потенциал|скалярный]] и [[векторный потенциал]]ы, к тому же в [[кватернион]]ной записи), и их было довольно много — двенадцать. Впоследствии [[Герц, Генрих Рудольф|Генрих Герц]] и [[Хевисайд, Оливер|Оливер Хевисайд]] переписали их через векторы электрического и магнитного поля, получив в итоге четыре уравнения в современной форме<ref name="Карцев265">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 265—271 }}</ref>. Хевисайд также впервые отметил симметрию уравнений Максвелла<ref name="Борк311">{{статья|автор= А. М. Борк. |заглавие= Максвелл, ток смещения и симметрия |страницы=311—313}}</ref>. Непосредственным следствием этих уравнений стало предсказание существования электромагнитных волн, экспериментально открытых Герцем в 1887—1888 годах<ref name="Льоцци288">{{книга|автор= М. Льоцци. |заглавие= История физики |страницы= 288 }}</ref>. Другими важнейшими результатами, изложенными в «Трактате», стали доказательство электромагнитной природы света и предсказание эффекта [[давление света|давления света]] (как результата пондеромоторного действия электромагнитных волн), обнаруженного много позже в знаменитых опытах [[Лебедев, Пётр Николаевич|Петра Лебедева]]. На основе своей теории Максвелл также дал объяснение влиянию магнитного поля на распространение света ([[эффект Фарадея]])<ref name="Уит326">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 326—329}}</ref>. Ещё одно доказательство справедливости теории Максвелла — квадратичная связь между оптическими ([[показатель преломления]]) и электрическими ([[диэлектрическая проницаемость]]) характеристиками среды — было опубликовано [[Больцман, Людвиг|Людвигом Больцманом]] вскоре после выхода «Трактата»<ref name="Карцев265" />.

Фундаментальная работа Максвелла была прохладно принята большинством корифеев тогдашней науки — Стоксом, Эйри, Томсоном (он назвал теорию своего друга ''«любопытной и оригинальной, но не слишком логичной гипотезой»''<ref name="Уит317">{{книга|автор= Э. Уиттекер. |заглавие= История теории эфира и электричества |страницы= 317—318}}</ref>, и лишь после опытов Лебедева эта его убеждённость была несколько поколеблена), Гельмгольцем, который безуспешно пытался примирить новые взгляды со старыми теориями на основе дальнодействия. Тэт посчитал основным достижением «Трактата» лишь окончательное развенчание дальнодействия<ref name="Карцев272">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 272—279 }}</ref>. Особенно трудной для понимания была концепция тока смещения, который должен существовать даже в отсутствие материи, то есть в эфире<ref name="Уит304" />. Даже Герц, ученик Гельмгольца, избегал ссылок на Максвелла, работы которого были крайне непопулярны в Германии, и писал, что его опыты по созданию электромагнитных волн ''«убедительны вне зависимости от какой бы то ни было теории»''<ref name="Шап324">{{статья|автор= И. С. Шапиро. |заглавие= К истории открытия уравнений Максвелла |страницы= 324}}</ref>. Не способствовали пониманию новых идей и особенности стиля — недостатки обозначений и зачастую сумбурность изложения, что отмечали, например, французские учёные [[Анри Пуанкаре]] и [[Дюэм, Пьер|Пьер Дюэм]]. Последний писал: ''«Мы полагали, что вступаем в мирное и упорядоченное жилище дедуктивного разума, а вместо этого оказались на каком-то заводе»''<ref name="Карцев276">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 276 }}</ref>. Историк физики Марио Льоцци следующим образом резюмировал впечатление, которое оставлял труд Максвелла:
{{начало цитаты}}
''Максвелл шаг за шагом строит свою теории с помощью «ловкости пальцев», как удачно выразился Пуанкаре, имея в виду те логические натяжки, которые иногда позволяют себе учёные при формулировке новых теорий. Когда в ходе аналитического построения Максвелл наталкивается на очевидное противоречие, он, не колеблясь, преодолевает его с помощью обескураживающих вольностей. Например, ему ничего не стоит исключить какой-нибудь член, заменить неподходящий знак выражения обратным, подменить значение какой-нибудь буквы. На тех, кто восхищался непогрешимым логическим построением электродинамики Ампера, теория Максвелла должна была производить неприятное впечатление.''<ref name="Льоцци286">{{книга|автор= М. Льоцци. |заглавие= История физики |страницы= 286 }}</ref>
{{конец цитаты}}

Лишь некоторые учёные, в основном молодые, всерьёз заинтересовались теорией Максвелла: [[Шустер, Артур|Артур Шустер]], впервые прочитавший в [[Манчестер]]е курс лекций на базе «Трактата»; [[Лодж, Оливер Джозеф|Оливер Лодж]], задавшийся целью обнаружить электромагнитные волны; [[Фицджеральд, Джордж Френсис|Джордж Фицджеральд]], безуспешно пытавшийся убедить Томсона (в то время уже лорда Кельвина) в справедливости максвелловских представлений; Людвиг Больцман; русские учёные [[Умов, Николай Алексеевич|Николай Умов]] и [[Столетов, Александр Григорьевич|Александр Столетов]]<ref name="Карцев272" />. Знаменитый голландский физик [[Лоренц, Хендрик Антон|Хендрик Антон Лоренц]], в своей работе одним из первых применивший теорию Максвелла, много лет спустя писал:
{{начало цитаты}}
''«Трактат об электричестве и магнетизме» произвёл на меня, пожалуй, одно из самых сильных впечатлений в жизни: толкование света как электромагнитного явления по своей смелости превзошло всё, что я до сих пор знал. Но книга Максвелла была не из лёгких!''<ref name="Карцев279">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 279 }}</ref>
{{конец цитаты|источник=}}

==== Наследие Кавендиша. Популяризация науки ====
[[Файл:Cavendish-walk.jpg|right|thumb|100px|Достопочтенный Генри Кавендиш]]
[[16 июня]] [[1874 год]]а состоялось торжественное открытие трёхэтажного здания [[Кавендишская лаборатория|Кавендишской лаборатории]]. В тот же день герцог Девонширский передал Максвеллу двадцать пакетов с рукописями [[Генри Кавендиш]]а. Следующие пять лет Максвелл работал над наследием этого нелюдимого учёного, сделавшего, как выяснилось, ряд выдающихся открытий: измерил [[Ёмкость электрическая|ёмкости]] и диэлектрические постоянные ряда веществ, определил сопротивление [[электролит]]ов и предвосхитил открытие [[Закон Ома|закона Ома]], установил закон взаимодействия зарядов (известный как [[закон Кулона]]). Максвелл внимательно изучал особенности и условия кавендишевских опытов, многие из них были воспроизведены в лаборатории. В октябре [[1879 год]]а под его редакцией вышло двухтомное собрание сочинений «Электрические исследования достопочтенного Генри Кавендиша» (''The Electrical Researches of the Honourable Henry Cavendish'')<ref name="Карцев280">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 280, 290—298 }}</ref><ref name="Кляус363">{{статья|автор= Е. М. Кляус. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл |страницы=363—364}}</ref>.

В 1870-е годы Максвелл активно занялся [[популяризация науки|популяризацией науки]]. Он написал несколько статей для энциклопедии «[[Британника]]» («Атом», «Притяжение», «Эфир» и другие). В том же 1873 году, когда вышел «Трактат об электричестве и магнетизме», была опубликована небольшая книга «Материя и движение». До последних дней жизни он трудился над книгой «Электричество в элементарном изложении», вышедшей в [[1881 год]]у. В своих популярных сочинениях он позволял себе более вольно излагать свои идеи, взгляды на атомно-молекулярное строение тел (и даже [[Эфир (физика)|эфира]]) и роль статистических подходов, делиться с читателями своими сомнениями (например, по поводу неделимости атомов или бесконечности мира)<ref name="Карцев283">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 283—284, 323 }}</ref><ref name="Франк375">{{статья|автор= У. И. Франкфурт. |заглавие= Роль Максвелла в развитии кинетической теории газов |страницы= 375—376}}</ref>. Надо сказать, что сама идея [[атом]]а тогда отнюдь не считалась бесспорной. Максвелл, будучи сторонником идей атомизма, выделил ряд проблем, неразрешимых в то время: что есть [[молекула]], и каким образом атомы формируют её? какова природа межатомных сил? как понять тождественность и неизменность всех атомов или молекул данного вещества, как это следует из [[спектроскопия|спектроскопии]]? Ответы на эти вопросы были даны лишь после появления [[квантовая теория|квантовой теории]]<ref name="Коул">{{статья |автор= К. Коулсон. |заглавие= Межатомные силы — от Максвелла до Шрёдингера |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1963/11/d/ |издание= [[УФН]] |год= 1963 |том= 81 |выпуск= 11 |страницы= 545—556 |archive-date= 2011-09-05 |archive-url= https://web.archive.org/web/20110905014420/http://ufn.ru/ru/articles/1963/11/d/ }}</ref>.

==== Последние работы по термодинамике и молекулярной физике ====
[[Файл:Cavendish Laboratory door.jpg|right|thumb|130px|Арка на входе в Кавендишскую лабораторию]]
В Кембридже Максвелл продолжал разрабатывать конкретные вопросы [[Молекулярная физика|молекулярной физики]]. В 1873 году, следуя данным работ [[Лошмидт, Иоганн Йозеф|Иоганна Лошмидта]], он вычислил размеры и массы молекул ряда газов, определил значение [[постоянная Лошмидта|постоянной Лошмидта]]. В результате дискуссии о равновесии вертикального столба газа он дал простой вывод обобщённого распределения молекул в потенциальном силовом поле, ранее полученного Больцманом ([[распределение Максвелла — Больцмана]]). В [[1875 год]]у, после появления работы [[Ван-дер-Ваальс, Ян Дидерик|Яна Дидерика Ван-дер-Ваальса]], он доказал, что на кривой перехода между газообразным и жидким состояниями прямая, соответствующая переходной области, отсекает равные площади ([[правило Максвелла]])<ref name="Ель400">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 400—401, 409—410}}</ref>.

В последние годы Максвелл уделял много внимания работам [[Гиббс, Джозайя Уиллард|Уилларда Гиббса]], развивавшего геометрические методы в приложении к [[термодинамика|термодинамике]]. Эти методы были взяты Максвеллом на вооружение при подготовке переизданий «Теории теплоты» и всячески пропагандировались в статьях и выступлениях. На их основе он дал правильное истолкование понятия энтропии (и даже приблизился к её трактовке как свойства, зависящего от знаний о системе) и получил четыре термодинамических соотношения (так называемые [[Соотношения Максвелла (термодинамика)|соотношения Максвелла]]). Он изготовил несколько моделей термодинамических поверхностей, одну из которых послал Гиббсу<ref name="Ель401">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 401—402}}</ref>.

В 1879 году вышли две последние работы Максвелла по молекулярной физике. В первой из них были даны основы теории неоднородных разрежённых газов. Он также рассмотрел взаимодействие газа с поверхностью твёрдого тела в связи с тепловым действием света в [[Радиометр Крукса|радиометре]], изобретённом [[Крукс, Уильям|Уильямом Круксом]] (первоначально предполагалось, что этот прибор фиксирует давление света)<ref name="Ель402">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 402—403}}</ref><ref name="Карцев300">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 300—301, 309—314 }}</ref>. Во второй статье, «О теореме Больцмана о среднем распределении энергии в системе материальных точек» (''On Boltzmann’s theorem on the average distributionof energy in a system of material points''), Максвелл ввёл использующиеся поныне термины «фаза системы» (для совокупности координат и импульсов) и «[[Степени свободы (физика)|степень свободы]] молекулы», фактически высказал [[Эргодическая гипотеза|эргодическую гипотезу]] для механических систем с постоянной энергией, рассмотрел распределение газа под действием [[Центробежная сила|центробежных сил]], то есть заложил основы теории [[Центрифугирование|центрифугирования]]. Эта работа стала важным этапом на пути создания статистической механики, развитой впоследствии в работах Гиббса<ref name="Ель404">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 404, 413—416}}</ref>.

==== Последние годы жизни ====
В Кембридже Максвелл выполнял различные административные обязанности, являлся членом совета сената университета, был членом комиссии по реформе математического экзамена и одним из организаторов нового, естественнонаучного экзамена, избирался президентом Кембриджского философского общества (1876—1877). В это время появились первые его ученики — {{не переведено 2|Кристал, Джордж|Джордж Кристал||George Chrystal}}, [[Глэйзбрук, Ричард Тетли|Ричард Глэйзбрук]] (Максвелл исследовал совместно с ним распространение волн в двухосных кристаллах), Артур Шустер, [[Флеминг, Джон Амброз|Амброз Флеминг]], [[Пойнтинг, Джон Генри|Джон Генри Пойнтинг]]. Как правило, Максвелл оставлял выбор темы исследований на усмотрение учеников, но при необходимости был готов дать полезный совет<ref name="Карцев286">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 286, 302—307 }}</ref>. Сотрудники отмечали его простоту, сосредоточенность на своих исследованиях, способность глубоко проникать в суть проблемы, проницательность, восприимчивость к критике, отсутствие стремления к славе, но в то же время способность к утончённому сарказму<ref name="Кляус361">{{статья|автор= Е. М. Кляус. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл |страницы=361—362}}</ref>.

==== Болезнь и смерть ====
Первые симптомы болезни появились у Максвелла ещё в начале [[1877 год]]а. Постепенно у него затруднялось дыхание, стало трудно проглатывать пищу, появились боли. Весной 1879 года он с трудом читал лекции, быстро уставал. В июне вместе с женой он вернулся в Гленлэр, его состояние постоянно ухудшалось. Врачи определили диагноз — [[Рак (заболевание)|рак]] [[Брюшная полость|брюшной полости]]. В начале октября окончательно ослабевший Максвелл вернулся в Кембридж под присмотр известного доктора [[Паджет, Джеймс|Джеймса Паджета]]. Вскоре, [[5 ноября]] [[1879 год]]а, учёный скончался. Гроб с телом Максвелла был перевезён в его имение, он был похоронен рядом с родителями на маленьком кладбище в деревне {{iw|Партон (деревня, Шотландия)|Партон|en|Parton, Dumfries and Galloway}}<ref name="Карцев319">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 319—320, 323—326 }}</ref>.

== Значение работ Максвелла в истории науки ==
Хотя вклад Максвелла в развитие физики (особенно электродинамики) не был оценён должным образом при его жизни, в последующие годы росло осознание истинного места его трудов в истории науки. Многие крупные учёные отмечали это в своих оценках. Так, [[Планк, Макс|Макс Планк]] обратил внимание на универсализм Максвелла как учёного:
{{начало цитаты}}
''Великие мысли Максвелла не были случайностью: они, естественно, вытекали из богатства его гения; лучше всего это доказывается тем обстоятельством, что он был первооткрывателем в самых разнообразных отраслях физики, и во всех её разделах он был знатоком и учителем.''<ref name="Планк232">{{статья |автор= [[Планк, Макс|М. Планк]]. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл и его значение для теоретической физики в Германии |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 232 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref>
{{конец цитаты}}

Однако, по мнению Планка, именно работы Максвелла по [[электромагнетизм]]у являются вершиной его творчества:
{{начало цитаты}}
''…в учении об электричестве его гений предстаёт перед нами в своём полном величии. Именно в этой области после многолетней тихой исследовательской работы на долю Максвелла выпал такой успех, который мы должны причислить к наиболее удивительным деяниям человеческого духа. Ему удалось выманить у природы в результате одного лишь чистого мышления такие тайны, которые лишь спустя целое поколение и лишь частично удалось показать в остроумных и трудоёмких опытах.''<ref name="Планк237">{{статья|автор= М. Планк. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл и его значение для теоретической физики в Германии |страницы=237—238}}</ref>
{{конец цитаты}}

Как отметил [[Пайерлс, Рудольф Эрнст|Рудольф Пайерлс]], работы Максвелла по теории электромагнитного поля способствовали принятию идеи о [[Поле (физика)|поле]] как таковом, которая нашла широкое применение в физике XX века:
{{начало цитаты}}
''Хорошо, что после усвоения идей Максвелла физики привыкли к восприятию в качестве основного физического факта утверждения, что существует некоторое поле определённого рода в определённой точке пространства, так как уже давно нельзя было ограничиваться электромагнитным полем. Много других полей появилось в физике и, конечно, мы не желаем и не ожидаем объяснения их через модели разного типа.''<ref name="Пай277">{{статья|автор= Р. Э. Пайерлс. |заглавие= Теория поля со времени Максвелла |страницы=277}}</ref>
{{конец цитаты}}

На важность концепции поля в творчестве Максвелла указывали в своей популярной книге «Эволюция физики» [[Эйнштейн, Альберт|Альберт Эйнштейн]] и [[Инфельд, Леопольд|Леопольд Инфельд]]:
{{начало цитаты}}
''Формулировка этих уравнений [то есть уравнений Максвелла] является самым важным событием со времени Ньютона не только вследствие ценности их содержания, но и потому, что они дают образец нового типа законов. Характерную особенность уравнений Максвелла, которая проявляется и во всех других уравнениях современной физики, можно выразить в одном предложении: уравнения Максвелла суть законы, выражающие структуру поля… Теоретическое открытие электромагнитной волны, распространяющейся со скоростью света, является одним из величайших достижений в истории науки.''<ref name="ЭйнИнф">{{статья|автор= [[Эйнштейн, Альберт|А. Эйнштейн]], [[Инфельд, Леопольд|Л. Инфельд]]. |заглавие= Эволюция физики |автор издания= А. Эйнштейн. |издание= Собрание научных трудов |место= М. |издательство= Наука |год= 1967 |том= 4 |страницы=446, 450}}</ref>
{{конец цитаты}}

Эйнштейн также признал, что ''«теория относительности обязана своим возникновением уравнениям Максвелла для электромагнитного поля»''<ref name="Кляус367">{{статья|автор= Е. М. Кляус. |заглавие= Джемс Клерк Максвелл |страницы=367}} См. также краткий исторический обзор {{статья |автор= G. Hall. |заглавие= Maxwell's electromagnetic theory and special relativity |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1849.abstract |издание= Philosophical Transactions of the Royal Society A |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871 |pages= 1849—1860 |archive-date= 2016-03-05 |archive-url= https://web.archive.org/web/20160305071246/http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1849.abstract }}</ref>. Стоит также отметить, что теория Максвелла была первой [[Калибровочная инвариантность|калибровочно-инвариантной]] теорией. Она дала толчок дальнейшему развитию принципа калибровочной симметрии, который лежит в основе современной [[Стандартная модель|Стандартной модели]]<ref name="Okun">{{статья |автор= J. D. Jackson, [[Окунь, Лев Борисович|L. B. Okun]]. |заглавие= Historical roots of gauge invariance |ссылка= http://arxiv.org/abs/hep-ph/0012061 |издание= [[Reviews of Modern Physics]] |год= 2001 |volume= 73 |номер=  |pages= 663—680 |archive-date= 2017-03-29 |archive-url= https://web.archive.org/web/20170329223121/https://arxiv.org/abs/hep-ph/0012061 }}</ref>. Наконец, заслуживают упоминания многочисленные практические приложения электродинамики Максвелла, дополненной концепцией максвелловского [[Тензор напряжений Максвелла|тензора напряжений]]. Это расчёт и создание промышленных установок, и использование радиоволн, и современное численное моделирование электромагнитного поля в сложных системах<ref name="Lowther">{{статья |автор= D. A. Lowther, E. M. Freeman. |заглавие= The application of the research work of James Clerk Maxwell in electromagnetics to industrial frequency problems |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1807.abstract |издание= Philosophical Transactions of the Royal Society A |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871 |pages= 1807—1820 |archive-date= 2016-03-04 |archive-url= https://web.archive.org/web/20160304204639/http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1807.abstract }}</ref>.

[[Бор, Нильс|Нильс Бор]] в своём выступлении на праздновании столетнего юбилея Максвелла указал, что развитие квантовой теории отнюдь не уменьшило значения достижений британского учёного:
{{начало цитаты}}
''Развитие атомной теории, как известно, скоро вывело нас за пределы прямого и последовательного применения теории Максвелла. Однако я должен подчеркнуть, что именно возможность анализа явлений излучения благодаря электромагнитной теории света привела к признанию существенно новых особенностей в законах природы… И всё же при таком положении теория Максвелла продолжала оставаться ведущей теорией… Не следует забывать, что только классические идеи материальных частиц и электромагнитных волн имеют недвусмысленное поле применения, между тем как понятия фотона и электронных волн его не имеют… В самом деле, мы должны осознать, что недвусмысленное истолкование любого измерения должно быть по существу выражено в терминах классических теорий, и мы можем сказать, что в этом смысле язык Ньютона и Максвелла останется языком физиков на все времена.''<ref name="Бор">{{статья |автор= [[Бор, Нильс|Н. Бор]]. |заглавие= Максвелл и современная теоретическая физика |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968 |страницы= 249—251 |archive-date= 2021-11-07 |archive-url= https://web.archive.org/web/20211107083607/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu }}</ref>
{{конец цитаты}}

На момент смерти Максвелл был известен прежде всего благодаря вкладу в молекулярно-кинетическую теорию, в разработке которой был признанным лидером<ref name="Garber1697">{{статья|автор= E. Garber. |заглавие= Subjects great and small: Maxwell on Saturn's rings and kinetic theory |pages= 1697 }}</ref>. Большое значение в развитии науки, помимо множества конкретных результатов в этой области, имела разработка Максвеллом статистических методов, приведших в итоге к развитию статистической механики. Сам термин «[[статистическая механика]]» был введён Максвеллом в [[1878 год]]у<ref name="Храмов">{{статья |заглавие= Джеймс Клерк Максвелл |автор издания= [[Храмов, Юрий Алексеевич|Ю. А. Храмов]]. |издание= Физики: Биографический справочник |ссылка= http://www.edu.delfa.net/Interest/biography/m/Maxwell.htm |место= М. |издательство= Наука |год= 1983 |страницы= 175—176 |archive-date= 2008-05-20 |archive-url= https://web.archive.org/web/20080520060909/http://www.edu.delfa.net/Interest/biography/m/Maxwell.htm }}</ref>. Ярким примером понимания важности такого подхода является статистическое толкование второго начала термодинамики и парадокс «демона Максвелла», повлиявшие на формулировку уже в XX веке теории информации<ref name="Ель417">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 417}}</ref><ref name="Maru">{{статья |автор= K. Maruyama, F. Nori, V. Vedral. |заглавие= The Physics of Maxwell's demon and information |ссылка= http://arxiv.org/abs/0707.3400v2 |издание= [[Reviews of Modern Physics]] |год= 2009 |volume= 81 |номер= 1 |pages= 1—23 |archive-date= 2019-07-26 |archive-url= https://web.archive.org/web/20190726224841/https://arxiv.org/abs/0707.3400v2 }}</ref>. Методы Максвелла в теории процессов переноса также нашли плодотворное развитие и применение в современной физике в работах [[Ланжевен, Поль|Поля Ланжевена]], [[Чепмен, Сидни|Сидни Чепмена]], [[Энског, Давид|Давида Энскога]], [[Леннард-Джонс, Джон Эдвард|Джона Леннард-Джонса]] и других<ref name="Ель418">{{статья|автор= М. А. Ельяшевич, Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |страницы= 418—419}}</ref>.

Труды Максвелла по теории цветов заложили основы методов точного количественного определения цветов, получаемых в результате смешения. Эти результаты были использованы [[Международная комиссия по освещению|Международной комиссией по освещению]] при разработке цветовых диаграмм с учётом как [[спектр]]альных характеристик цветов, так и уровня их [[Насыщенность (цвет)|насыщенности]]<ref name="Long1693">{{статья|автор= M. S. Longair. |заглавие= Maxwell and the science of colour |pages= 1693 }}</ref>. Анализ устойчивости колец Сатурна, проведённый Максвеллом, и его работы по кинетической теории находят своё продолжение не только в современных подходах к описанию особенностей строения колец, многие из которых ещё не объяснены, но и в описании похожих астрофизических структур (например, [[Аккреция|аккреционных]] дисков)<ref name="Ogilvie">См. {{статья|автор= G. I. Ogilvie. |заглавие= James Clerk Maxwell and the dynamics of astrophysical discs |pages= 1707—1715 }}</ref>. Более того, идеи Максвелла об устойчивости систем частиц нашли применение и развитие в совершенно иных областях — анализе динамики волн и заряженных частиц в кольцевых [[Ускоритель заряженных частиц|ускорителях]], [[Плазма (агрегатное состояние)|плазме]], [[Нелинейная оптика|нелинейных оптических средах]] и так далее (системы [[Уравнение Власова|уравнений Власова — Максвелла]], Шрёдингера — Максвелла, Вигнера — Максвелла)<ref name="Fedele1717">См. {{статья|автор= R. Fedele. |заглавие= From Maxwell's theory of Saturn's rings to the negative mass instability |pages= 1717—1733 }}</ref>.

В качестве итоговой оценки вклада Максвелла в науку уместно привести слова [[Стретт, Джон Уильям, 3-й барон Рэлей|лорда Рэлея]] (1890):
{{начало цитаты}}
''Можно не сомневаться, что последующие поколения будут рассматривать как высшее достижение в этой области [то есть в области электромагнетизма] его электромагнитную теорию света, благодаря которой оптика становится разделом электричества. …лишь немного менее важным, если вообще менее важным, чем его труды по электричеству, было участие Максвелла в развитии динамической теории газов…''<ref name="Ель418" />
{{конец цитаты}}

== Награды ==
* {{не переведено 2|Премия Смита|||Smith's Prize}} (1854)
* Член [[Эдинбургское королевское общество|Эдинбургского королевского общества]] (1856)
* {{не переведено 2|Премия Адамса|||Adams Prize}} (1857)
* [[Медаль Румфорда]] (1860)
* Член [[Лондонское королевское общество|Лондонского королевского общества]] (1861)
* [[Бейкеровская лекция]] (1866)
* Почётный доктор литературы [[Эдинбургский университет|Эдинбургского университета]] (1870)
* Иностранный член [[Американская академия искусств и наук|Американской академии искусств и наук]] (1874)
* Член [[Американское философское общество|Американского философского общества]] (1875)
* Член-корреспондент [[Гёттингенская академия наук|Гёттингенской академии наук]] (1875)
* Почётный доктор гражданского права [[Оксфордский университет|Оксфордского университета]] (1876)
* Почётный член [[Нью-Йоркская академия наук|Нью-Йоркской академии наук]] (1876)
* Член [[Нидерландская королевская академия наук|Нидерландской королевской академии наук]] (1877)
* Иностранный член-корреспондент [[Австрийская академия наук|Венской академии наук]] (1877)
* [[Премия Вольта]] (1878)
* Почётный доктор физики [[Падуанский университет|Падуанского университета]] (1878)

== Память ==
* Имя Максвелла носит [[Максвелл (единица измерения)|единица магнитного потока]] в системе [[СГС]]. [[Мост Максвелла]] — одна из разновидностей [[Мост Уинстона|моста Уитстона]] для измерения индуктивности. {{iw|Катушка Максвелла||en|Maxwell coil}} — [[катушка индуктивности]] постоянного магнитного поля большой силы.
* '''''Награды и фонды'''''. Поскольку детей у Максвелла не было, его жена Кэтрин Мэри, умирая, завещала почти всё состояние Кавендишской лаборатории. На эти деньги была основана стипендия Максвелла для лучших аспирантов, которую в своё время получали многие известные учёные, в том числе [[Капица, Пётр Леонидович|Пётр Капица]]<ref name="Карцев288">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 288—289 }}</ref>. В [[1961 год]]у британский Институт физики учредил медаль и {{iw|премия Максвелла|премию Максвелла|en|Maxwell Medal and Prize}} для молодых учёных за выдающийся вклад в теоретическую, математическую или вычислительную физику<ref name="Prize">{{cite web|author=|date=|url=http://www.iop.org/about/awards/career/maxwell/page_38656.html|title=The Maxwell medal and prize|publisher=Institute of Physics|access-date=2010-08-08|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/611lynwxM?url=http://www.iop.org/about/awards/career/maxwell/page_38656.html|archive-date=2011-08-18|url-status=live}}</ref>. В [[Лондонский университет|Лондонском университете]] учреждён пост максвелловского профессора и студенческое общество имени Максвелла. В [[1977 год]]у был основан Фонд имени Максвелла (''James Clerk Maxwell Foundation''), проводящий на его родине конференции для физиков, математиков и инженеров<ref name="Found">{{cite web|author=|date=|url=http://www.clerkmaxwellfoundation.org/|title=James Clerk Maxwell Foundation|publisher=|access-date=2010-08-08|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/611lzNlFg?url=http://www.clerkmaxwellfoundation.org/|archive-date=2011-08-18|url-status=live}}</ref>. В честь Максвелла названы '''''премии''''' [[Медаль Максвелла|IEEE Maxwell Award]], {{iw|James Clerk Maxwell Prize in Plasma Physics}}, [[Максвелловская лекция]].
* '''''Скульптуры'''''. В октябре [[1931 год]]а в [[Вестминстерское аббатство|Вестминстерском аббатстве]] были открыты мемориальные плиты в честь Майкла Фарадея и Джеймса Клерка Максвелла<ref name="Карцев326">{{книга|автор= В. П. Карцев. |заглавие= Максвелл |страницы= 326 }}</ref>. В ознаменование столетия со дня назначения Максвелла профессором Маришаль-колледжа в картинной галерее Абердинского университета был установлен бюст учёного (скульптор Чарльз д’Орвилль Пилкингтон Джексон)<ref name="Reid1653">{{статья |автор= J. S. Reid, C. H.-T Wang, J. Michael T. Thompson. |заглавие= James Clerk Maxwell 150 years on |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1651.abstract |издание= Philosophical Transactions of the Royal Society A |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871 |pages= 1653 |archive-date= 2016-03-05 |archive-url= https://web.archive.org/web/20160305071318/http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871/1651.abstract }}</ref>. 25 ноября 2008 года в Эдинбурге по улице {{lang-en2|George Street}} состоялось открытие бронзовой статуи Максвелла работы известного шотландского скульптора {{iw|Стоддарт, Александр|Александра Стоддарта|en|Alexander Stoddart}}<ref name="Statue">{{cite web|author=|date=|url=http://www.royalsoced.org.uk/maxwell/index.htm|title=The James Clerk Maxwell Statue Project|publisher=The Royal Society of Edinburgh|access-date=2010-08-08|lang=en|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20080706163408/http://www.royalsoced.org.uk/maxwell/index.htm|archive-date=2008-07-06}}</ref>.
* '''''Астрономические объекты''''': [[Максвелл (лунный кратер)|ударный кратер]] на обратной стороне Луны; [[горы Максвелла|самый большой горный массив]] на планете Венера; [[щель Максвелла]] в [[кольца Сатурна|кольцах Сатурна]]; крупнейший телескоп для работы в субмиллиметровом диапазоне — [[телескоп Джеймса Кларка Максвелла|телескоп Джеймса Клерка Максвелла]], находящийся на [[Гавайи|Гавайях]].
* '''''Здания''''': здание в {{iw|Кингс-билдингс|кампусе|en|King's Buildings}} [[Эдинбургский университет|Эдинбургского университета]], где находятся отделения физики, математики и метеорологии ({{lang-en|James Clerk Maxwell Building}}); здание в кампусе Ватерлоо лондонского [[Королевский колледж Лондона|Королевского колледжа]] (''James Clerk Maxwell Building''); основное здание {{iw|Сэлфордский университет|Сэлфордского университета|en|University of Salford}} и его концертный зал (''Maxwell Building'' и ''Maxwell Hall''). В 2006 году в {{iw|Эдинбургская академия|Эдинбургской академии|en|Edinburgh Academy}} был открыт Центр Джеймса Клерка Максвелла (''James Clerk Maxwell Centre'').
* '''''Улицы''''': одна из улиц вблизи [[Кавендишская лаборатория|Кавендишской лаборатории]] ({{lang-en2|James Clerk Maxwell Road}}); улица в {{iw|Кинкорт|Кинкорте|en|Kincorth}}, пригороде [[Абердин]]а ({{lang-en2|Clerk Maxwell Crescent}}).
* В [[2002 год]]у Максвелл попал на 91-е место в опросе радиостанции ''[[BBC]]'' «[[100 величайших британцев]]», а в 2006 году его достижения оказались на 4-м месте по результатам публичного опроса телеканала ''BBC Scotland'' с целью определения десяти самых выдающихся событий в шотландской истории<ref name="Year">{{cite web|author=|date=|url=http://www.maxwellyear2006.org/|title=Maxwell Year 2006|publisher=|access-date=2010-08-08|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/611m04yQY?url=http://www.maxwellyear2006.org/|archive-date=2011-08-18|url-status=live}}</ref> (стоит отметить, что эксперты-историки, приглашённые каналом, вообще о нём не вспомнили<ref name="Reid1652">{{статья|автор= J. S. Reid, C. H.-T Wang, J. Michael T. Thompson. |заглавие=James Clerk Maxwell 150 years on |pages= 1652 }}</ref>). Согласно опросу, проводившемуся Национальной библиотекой Шотландии в 2005—2006 годах, Максвелл был признан самым популярным шотландским учёным<ref name="Libr">{{cite web|author=|date=|url=http://www.nls.uk/scientists/about.html|title=About the Scottish Science Hall of Fame|publisher=National Library of Scotland|access-date=2011-08-08|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/611m0qGZ6?url=http://digital.nls.uk/scientists/about.html|archive-date=2011-08-18|url-status=live}}</ref>. В 2006 году в Шотландии и других странах мира широко отмечалась 175-я годовщина со дня рождения Максвелла<ref name="Year" />.
* В честь Максвелла названа архитектура [[Графический процессор|видеопроцессоров]] [[Nvidia]] 2014 года — [[Maxwell (микроархитектура)|микроархитектура Maxwell]].
* В России на базе центра "Сириус" ежегодно проходит олимпиада по физике имени Дж. К. Максвелла, аналог [[Всероссийская олимпиада школьников|Всероссийской олимпиады школьников]] по физике для 7-8 классов<ref>{{Cite web |url=https://mathus.ru/olymp/maxwell.php |title=Олимпиада им. Дж. К. Максвелла |access-date=2020-01-24 |archive-date=2019-12-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20191218194641/http://mathus.ru/olymp/maxwell.php |url-status=live }}</ref>.

== Основные труды ==

=== Оригиналы ===
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= On the stability of the motion of Saturn's rings |ссылка= https://archive.org/details/onstabilityofmot00maxw |место= Cambridge, London |издательство= Macmillan and Co. |год= 1859}}
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= Theory of heat |ссылка= https://archive.org/details/theoryheat02maxwgoog |место= London |издательство= Longmans, Green and Co. |год= 1871}}
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= Introductory lecture on experimental physics |ссылка= |место=  London |издательство= |год= 1871}}
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= A treatise on electricity and magnetism |ссылка= https://archive.org/details/electricandmagne01maxwrich |место= Oxford |издательство= Clarendon Press |год= 1873|том= 1}}
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= A treatise on electricity and magnetism |ссылка= https://archive.org/details/electricandmagne02maxwrich |место= Oxford |издательство= Clarendon Press |год= 1873|том= 2}}
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= Matter and motion |ссылка= https://archive.org/details/2mattermotio00maxwuoft |место= London |издательство= |год= 1873}}
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= An elementary treatise on electricity |ссылка= https://archive.org/details/anelementarytre01maxwgoog |место= Oxford |издательство= Clarendon Press |год= 1881}}
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= The scientific papers |ссылка= https://archive.org/details/scientificpapers01maxwuoft |место= Cambridge |издательство= University Press |год= 1890|том= 1}}
* {{книга|автор= J. Clerk Maxwell. |заглавие= The scientific papers |ссылка= https://archive.org/details/scientificpapers02maxwuoft |место= Cambridge |издательство= University Press |год= 1890|том= 2}}
* {{книга|автор= |заглавие= The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell (1846—1862) |ссылка= https://books.google.com/books?id=zfM8AAAAIAAJ&hl=ru&source=gbs_navlinks_s |ответственный= ed. P. M. Harman |место= Cambridge |издательство= University Press |год= 1990 |том= 1}}
* {{книга|автор= |заглавие= The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell (1862—1873) |ссылка= https://books.google.com/books?id=fe88AAAAIAAJ&hl=ru&source=gbs_navlinks_s |ответственный= ed. P. M. Harman |место= Cambridge |издательство= University Press |год= 1995 |том= 2}}
* {{книга|автор= |заглавие= The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell (1874—1879) |ссылка= https://books.google.com/books?id=JbNK9lRLHPEC&hl=ru&source=gbs_navlinks_s |ответственный= ed. P. M. Harman |место= Cambridge |издательство= University Press |год= 2002 |том= 3}}

=== Переводы на русский язык ===
* {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Теория теплоты |ссылка=|место= СПб. |издательство=|год= 1888}}
* {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Электричество в элементарной обработке |ссылка=|место= Киев |издательство=|год= 1886}}
* {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Речи и статьи |ссылка=|место= М.-Л. |издательство=|год= 1940}}
* {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Избранные сочинения по теории электромагнитного поля |место= М. |издательство= ГИТТЛ |год= 1952}} Сборник содержит переводы основных статей Максвелла — «О фарадеевых силовых линиях», «О физических силовых линиях», «Динамическая теория электромагнитного поля».
* {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= Наука |год= 1968}}
* {{статья|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Вступительная лекция, прочитанная Джеймсом Клерком Максвеллом в Лондонском Королевском колледже |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1981/11/b/ |издание= [[УФН]] |год= 1981 |том= 135 |выпуск= 11 |страницы= 371—380}}
* {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Трактат об электричестве и магнетизме |ссылка= http://physicsbooks.narod.ru/Physik/Maxwell/Max.rar |том= 1 |место= М. |издательство= Наука |год= 1989 }}
* {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Трактат об электричестве и магнетизме |ссылка= http://physicsbooks.narod.ru/Physik/Maxwell2/Maxwell2.djvu |том= 2 |место= М. |издательство= Наука |год= 1989 }}
* {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Материя и движение |место= М.—Ижевск |издательство= РХД |год= 2001}}

== Примечания ==
{{примечания|3}}

== Литература ==
* {{книга |автор=[[Бублейников, Феофан Дмитриевич|Бублейников Ф. Д.]] |часть= |ссылка часть= |заглавие=Джеймс Клерк Максвелл (1831—1879) |оригинал= |ссылка= |викитека= |ответственный= |издание= |место=М. |издательство=[[Знание (издательство, Москва)|Знание]] |год=1960 |том= |страницы= |столбцы= |страниц=48 |серия=Всесоюз. о-во по распространению полит. и науч. знаний ; 19. Серия 9, Физика и химия |isbn= |тираж=24500 |ref= }}
* {{книга|автор= [[Карцев, Владимир Петрович|В. П. Карцев]]. |заглавие= Максвелл |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Karcev1974ru.djvu |место= М. |издательство= [[Молодая гвардия (издательство)|Молодая гвардия]] |год= 1974}} (Серия «[[Жизнь замечательных людей]]»)
* Статьи из приложения к сборнику: {{книга|автор= Дж. К. Максвелл. |заглавие= Статьи и речи |ссылка= http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Maksvell1968ru.djvu |место= М. |издательство= [[Наука (издательство)|Наука]] |год= 1968}}
* {{статья|автор= У. Нивен. |заглавие= Жизнь и научная деятельность Дж. К. Максвелла (краткий очерк 1890 года) |автор издания= Дж. К. Максвелл. |издание= Материя и движение |место= {{М.}}—Ижевск |издательство= РХД |год= 2001 |страницы=14—39}}
* {{статья|автор= К. Коулсон. |заглавие= Межатомные силы — от Максвелла до Шрёдингера |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1963/11/d/ |издание= [[УФН]] |год= 1963 |том= 81 |выпуск= 11 |страницы= 545—556}}
* {{статья|автор= [[Шапиро, Иосиф Соломонович (физик)|И. С. Шапиро]]. |заглавие= К истории открытия уравнений Максвелла |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1972/10/f/ |издание= [[УФН]] |год= 1972 |том= 108 |выпуск= 10 |страницы= 319—333}}
* {{статья|автор= Р. П. Поплавский. |заглавие= Демон Максвелла и соотношения между информацией и энтропией |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1979/5/f/ |издание= [[УФН]] |год= 1979 |том= 128 |выпуск= 5 |страницы= 165—176}}
* Статьи из номера журнала [[УФН]], посвящённого 150-летию со дня рождения Максвелла:
** {{статья|автор= [[Ельяшевич, Михаил Александрович|М. А. Ельяшевич]], Т. С. Протько. |заглавие= Вклад Максвелла в развитие молекулярной физики и статистических методов |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1981/11/c/ |издание= [[УФН]] |год= 1981 |том= 135 |выпуск= 11 |страницы= 381—423}}
** {{статья|автор= М. Л. Левин, [[Миллер, Михаил Адольфович|М. А. Миллер]]. |заглавие= Максвелловский «Трактат об электричестве и магнетизме» |ссылка= http://ufn.ru/ru/articles/1981/11/d/ |издание= [[УФН]] |год= 1981 |том= 135 |выпуск= 11 |страницы= 425—440}}
* {{Книга:Храмов Ю. А.:Физики|часть = Максвелл Джеймс Клерк (Maxwell James Clerk)
|с=175—176|ссылка часть = 821}}
* {{книга|автор= [[Уиттекер, Эдмунд Тэйлор|Э. Уиттекер]]. |заглавие= История теории эфира и электричества |место= {{М.}} — Ижевск |издательство= РХД |год= 2001}}
* {{статья|автор= |заглавие= Специальный выпуск, посвящённый 150-летию назначения Максвелла на пост в Абердине |ссылка= http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/366/1871.toc |издание= [[Philosophical Transactions of the Royal Society|Philosophical Transactions of the Royal Society A]] |год= 2008 |volume= 366 |номер= 1871}}
* {{книга|автор= L. Campbell, W. Garnett. |заглавие= The Life of James Clerk Maxwell |ссылка= http://www.sonnetusa.com/bio/maxbio.pdf |место= London |издательство= [[Macmillan & Co.]] |год= 1882}}
* {{книга|автор= P. M. Harman. |заглавие= The natural philosophy of James Clerk Maxwell |ссылка= https://books.google.com/books?id=v4xjVtszqssC&hl=ru&source=gbs_navlinks_s |место= Cambridge |издательство= [[Cambridge University Press|University Press]] |год= 2001}}

== Ссылки ==
{{Навигация
|Викитека=en:Author:James Clerk Maxwell
|Викицитатник=en:James Clerk Maxwell
}}
* {{MacTutor Biography|id=Maxwell}}
* {{gutenberg author|id=James_Clerk_Maxwell|name=James Clerk Maxwell}}
* {{cite web|author=|date=|url=http://www.glenlair.org.uk/|title=The Maxwell at Glenlair Trust|publisher=|access-date=2010-08-08|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/615ef8xts?url=http://www.glenlair.org.uk/|archive-date=2011-08-20|url-status=live}}
* {{cite web|author=|date=|url=http://www.maxwellyear2006.org/|title=Maxwell Year 2006|publisher=|access-date=2010-08-08|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/611m04yQY?url=http://www.maxwellyear2006.org/|archive-date=2011-08-18|url-status=live}}
* {{cite web|author=|date=|url=http://www.clerkmaxwellfoundation.org/|title=James Clerk Maxwell Foundation|publisher=|access-date=2010-08-08|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/611lzNlFg?url=http://www.clerkmaxwellfoundation.org/|archive-date=2011-08-18|url-status=live}}
* {{cite web|author=Chris Newman.|date=|url=http://local.upmystreet.com/picture-of-james-clerk-maxwell-grave-id-366375.html|title=James Clerk Maxwell Grave|publisher=UpMyStreet|access-date=2010-08-08|lang=en|archive-url=https://www.webcitation.org/611m1JbRV?url=http://local.upmystreet.com/picture-of-james-clerk-maxwell-grave-id-366375.html|archive-date=2011-08-18|url-status=live}}
{{ВС}}
{{Избранная статья|Учёный|Физика|Математика}}
{{Лауреаты медали Румфорда}}

[[Категория:Учёные, в честь которых названы физические единицы измерения]]
[[Категория:Выпускники Кембриджского университета]]
[[Категория:Выпускники Питерхауса (Кембридж)]]
[[Категория:Выпускники Тринити-колледжа (Кембридж)]]
[[Категория:Кавендишские профессора физики (Кембриджский университет)]]
[[Категория:Профессора Кембриджского университета]]
[[Категория:Преподаватели Лондонского университета]]
[[Категория:Преподаватели Кингс-колледжа (Лондон)]]
[[Категория:Преподаватели Абердинского университета]]
[[Категория:Члены Лондонского королевского общества]]
[[Категория:Члены Американского философского общества]]
[[Категория:Члены Американской академии искусств и наук]]
[[Категория:Выпускники Эдинбургского университета]]
[[Категория:Члены Эдинбургского королевского общества]]
[[Категория:Награждённые медалью Румфорда]]
[[Категория:Почётные доктора Эдинбургского университета]]
[[Категория:Почётные доктора Оксфордского университета]]
[[Категория:Члены Гёттингенской академии наук]]
[[Категория:Пионеры цветной фотографии]]
[[Категория:Умершие от рака]]
[[Категория:Президенты Кембриджского философского общества]]

title: Джеймс Клерк Максвелл

Место рождения: Эдинбург, Шотландия

Место смерти: Кембридж, Англия

Страна: - Великобритания

Род деятельности: физик, математик, изобретатель, фотограф, преподаватель университета, физик-теоретик, учитель, термодинамик

Научная сфера: физика, математика, механика

Место работы: Университет Абердина · Кингс-колледж (Лондон) · Кембриджский университет

Альма-матер: Эдинбургский университет · Кембриджский университет

Научный руководитель: Уильям Хопкинс

Ученики: Джордж Кристал · Ричард Глэйзбрук · Артур Шустер · Амброз Флеминг · Джон Генри Пойнтинг

Известен как: автор представлений о токе смещения и уравнений Максвелла, распределения Максвелла, демона Максвелла

Награды и премии: Премия Смита (1854) · Премия Адамса (1857) · Медаль Румфорда (1860)

Автограф: Изображение автографа