Daha Çok Bilinmesi ve Anılması Gereken Bir Deha: James Clerk Maxwell

Gece Modu

Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

James Clerk Maxwell: Bilimsel çalışmaları ve keşifleri ile bilim dünyasına çok büyük katkılar sağlamış, çalışmalarını matematiksel fizik üzerine yoğunlaştırmış bilim insanıdır. Efendiliğinden hiçbir zaman ödün vermediği, çok iyi bir yüzücü olduğu ve ata bindiği de bilinir. Bilim çevrelerince, Einstein ve Newton gibi bilim devleri ile birlikte anılması gerektiği söylense de onlar kadar popüler olamamıştır. Einstein, Maxwell'i bir deha olarak görür; Einstein'a, Newton'un omuzlarında durup durmadığı sorulduğunda, “Hayır, Maxwell'in omuzlarında…” diye yanıtlar. Biz bu yazımızda bu çok değerli bilim insanını daha yakından tanımanızı sağlamaya çalışacağız.

Meraklı Bir Çocukluk ve Yoğun Bir Eğitimle Geçen Bir Gençlik

Maxwell, 13 Haziran 1831’de varlıklı bir ailenin çocuğu olarak İskoçya'nın Edinburgh şehrinde dünyaya geldi. Zeki ve meraklı bir çocuktu. Annesi onun eğitimi ile çok ilgileniyordu fakat Maxwell daha sekiz yaşındayken annesini kanserden kaybetti. Babası özel öğretmen tuttu fakat daha sonra çok faydalı olmadığını görünce Maxwell’i Edinburgh Akademisi’ne gönderdi. Akademiye gitmesindeki nedenlerinden birinin, Maxwell'in arkadaşları tarafından dalga geçildiği için psikolojsinin bozulduğu da söylenir.

Ressam Jemima Wedderburn tarafından yapılan, Maxwell'in çocukluğuna ait bir resim.
Ressam Jemima Wedderburn tarafından yapılan, Maxwell'in çocukluğuna ait bir resim.
University of Cambridge Digital Library

Maxwell’in ilgi alanı arkadaşları ile karşılaştırıldığında çok genişti. Daha 14 yaşındayken ilk bilimsel makalesini yayınladı. Bu makalede genelleştirilmiş bir oval eğri serisini tanımladı. Kendisi daha çok küçük olduğu için, makalesi bir profesör tarafından Edinburgh Kraliyet Topluluğu'na sunuldu. 1947’de Edinburgh Üniversitesi'nde, daha sonra 1850'de Cambridge Üniversitesi'nde dersler almaya devam etti.

Cambridge Üniversitesi'ndeki Matematik öğretmeni William Hopkins, Maxwell için tanıştığı en olağanüstü insanlardan biri olduğunu, fizikle ilgili herhangi bir konuda yanlış düşünmesinin mümkün olmayacağını ancak analiz konusunda çok eksiklerinin olduğunu söylemişti. Bu Maxwell’in geometrik yöntemleri analitik yöntemlere tercih ettiğini gösterir. Maxwell, 1854'te matematik diplomasıyla mezun oldu.

Maxwell'in İlk Keşfi: Renk Üçgeni

Renklerle ilgili özellikler Maxwell'in çocukluğundan beri ilgi alanındaydı. 1855'de, James Forbes tarafından icat edilen bir renk tekeri ilgisini çekmişti. Teker; kırmızı, yeşil ve mavi renklerinden oluşuyor ve döndürüldüğünde renk spektrumu çoğalıyordu fakat bu Maxwell'e göre mükemmel değildi. Maxwell, spektrumun herhangi bir rengini oluşturmak için gereken her bir birincil rengin miktarları için matematiksel ifadeler tanımladı. Maxwell'in ortaya çıkardığı renk üçgeni, bugünkü RGB (Red, Green, Blue) renk modelinin öncüsüdür.

Maxwell Renk Üçgeni
Maxwell Renk Üçgeni
abdn.ac.uk

Maxwell’in Üniversite Sonrası Çalışmaları 

Maxwell, mezun olduktan sonra Trinity Koleji’nden burs alarak çalışmalar yapmaya devam etti. 1854 yılında teorik fizik ve matematik alanındaki çalışmasıyla Smith's Prizes ödülünü aldı fakat bu ödülü Edward Routh ile paylaşmak zorunda kalmıştı. Maxwell, Cambridge mezunlarına açılan ve üç yılda bir verilen Adams Prize ödülüne başvurmaya karar verdi. 1856 ödülünün konusu Satürn halkalarının yapısıydı.

Maxwell 1859'da yılında, Satürn halkalarının çok sayıda bağımsız yörüngeli parçacıktan ve bir dizi düzenli dar halkalardan oluştuğunu önerdi. Bu problemi çözmek Maxwell'in dört yılını almıştı ama ödülü de aldı. Bir yüzyıldan daha fazla süre sonra 1977'de gönderilen Voyager uzay aracının Satürn'ün yanından geçtiğinde, Maxwell’in önerilerinin doğru olduğu ortaya çıktı.

Maxwell, Satürn'ün halkaları hakkında ayrıntılı bilgilere sahip olmadığımız bir dönemde, bu halkalar hakkında doğru önermelerde bulunmuştur.
Maxwell, Satürn'ün halkaları hakkında ayrıntılı bilgilere sahip olmadığımız bir dönemde, bu halkalar hakkında doğru önermelerde bulunmuştur.
Wikipedia

Daha 25 yaşındayken, İskoçya’nın Aberdeen şehrindeki Marischal Koleji’ndeki Doğal Felsefe bölümünde profesör olarak çalışmaya başladı. Aynı yıl, Edinburgh’un matematik alanında en büyük ödülü olan Straiton Altın Madalyası ile ödüllendirildi. Çalıştığı kolejin iki faklı kolejle birleşme kararı alması ile işsiz kalan Maxwell, 1860 yılında Londra'daki King's Koleji'nde (King's College London) profesörlük yapmaya başladı.

Maxwell, 1858 yılının Haziran ayında Marischal Koleji'nin müdürünün kızı olan Katherine Mary Dewar ile evlendi.
Maxwell, 1858 yılının Haziran ayında Marischal Koleji'nin müdürünün kızı olan Katherine Mary Dewar ile evlendi.
Wikimedia

King's Koleji’nde Geçen Beş Verimli Yıl (Londra, 1860–1865)

Maxwell-Boltzmann Dağılımı'nın Ortaya Çıkışı

Maxwell 1860 yılındaki çalışmalarını gazların kinetik teorisi üzerine yoğunlaştırdı. Bu konu üzerine çalışmaları, daha sonra Ludwig Boltzmann’a öncülük edecekti. Boltzmann, bir gazın sıcaklığının atomların veya moleküllerinin hareketi ile nasıl ilişkili olduğunu açıklayan ve daha sonra Maxwell-Boltzmann dağılımını adı verilen dağılımı geliştirdi.

Grafikteki x ekseni mol sayısını yani tanecik sayısını, y ekseni ise taneciklerin hızını göstermektedir. Gaz moleküllerinin sıcaklığı arttırıldığında (kızmızı renkli grafik; en soğuk moleküllere, mavi renkli grafik; en sıcak moleküllere aittir) moleküllerin hızlanacağından grafiğin tepe noktası sağa kayar. Grafiklerin altında kalan toplam tanecik sayısı aynıdır.
Grafikteki x ekseni mol sayısını yani tanecik sayısını, y ekseni ise taneciklerin hızını göstermektedir. Gaz moleküllerinin sıcaklığı arttırıldığında (kızmızı renkli grafik; en soğuk moleküllere, mavi renkli grafik; en sıcak moleküllere aittir) moleküllerin hızlanacağından grafiğin tepe noktası sağa kayar. Grafiklerin altında kalan toplam tanecik sayısı aynıdır.
Wikidata

Dünyanın İlk Renkli Fotoğrafını Sunan Maxwell

Maxwell 1861 yılında Londra’daki Kraliyet Kurumu’nda konuşma yapması için davet edildi. Bu davette Maxwell, insan gözünün ana renkler olan kırmızı, yeşil ve maviye duyarlı hücrelerinin olduğunu, bu yüzden çok farklı renkleri görmemizi sağladığını açıkladı. Ardından üç tane kurdele fotoğrafı alarak bunları kırmızı, yeşil ve mavi filtrelerle duvara yansıttığında izleyicilerin şaşkınlık içinde kaldığı çeşitli renklerden oluşmuş kurdele görseli oluştu. Bu dünyanın ilk renkli fotoğrafıdır.

Maxwell yaptığı deneyle ilk renkli fotoğrafı da sunmuş oldu.
Maxwell yaptığı deneyle ilk renkli fotoğrafı da sunmuş oldu.
Wikipedia

Maxwell Denklemleri

Maxwell'in sonraki işi, daha önce Faraday’ın öne sürdüğü elektrik ve manyetizma arasındaki bağlantıyı kanıtlamak oldu. Bu fikri matematiksel olarak geliştirirken ortaya çıkan denklemler, manyetizma ve elektriğin birbirine bağlı olduğunu gösteriyordu. Maxwell 1862 yılında, elektromanyetik bir alanın hızının yaklaşık olarak ışık hızıyla aynı olduğunu hesapladı. Bu nedenle ışığın kendisinin elektromanyetik bir fenomen olduğunu öne sürdü. Karmaşık olmaları yüzünden ilk zamanlarda çok fazla ilgi görmeyen Maxwell Denlemleri, daha sonra X ışınları, radar, televiziyon ve iletişim araçlarının keşiflerin önünü açmıştır. Maxwell bu denklerimlerim ilk hallerini 1861-1862 yılları arasında yayınladı. Daha sonra Maxwell Denklemleri olarak adlandırılmıştır.

Maxwell Denklemleri. Bu denklemlerde E; elektrik alanını, B; manyetik alanı ifade eder.
Maxwell Denklemleri. Bu denklemlerde E; elektrik alanını, B; manyetik alanı ifade eder.
All About Circuits

Gauss Yasası'na göre elektrik yükleri bir elektrik alan üretir ve bu yasa fiziksel ve matematiksel çözümlemelerde kullanılır. Gauss'un Manyetik Yasası kapalı bir yüzeyden geçen net manyetik akının sıfır olduğunu gösterir. Faraday'ın Endüksiyon Yasası'na göre zamanla değişen manyetik alan elektrik alan üretir. Amper'in Devre Yasasının Maxwell Doğrulaması'na göre, akımlar ve zamanla değişen elektrik alanları manyetik alan üretir.

Albert Einstein New Scientist dergisinin bir sayısında (1991, sayı 130) şöyle der:

Özel Görelilik Teorisi, kökenini Maxwell'in elektromanyetik alan denklemlerine borçludur.

Yine Einstein, BBC'nin Maxwell için hazırladığı BBC History programında şunları söyler:

James Clerk Maxwell'in çalışması dünyayı sonsuza dek değiştirdi.

Ünlü fizikçi Richard Feynman 1964'de yayınlanan The Feynman Lectures on Physics'de (1964), Maxwell denklemleri hakkında şunları söyler söyler:

İnsanlık tarihine uzunca bir bakış atıldığında; örneğin bundan on bin yıl sonrasında, 19. yüzyılın en önemli olayının Maxwell'in elektrodinamik yasalarını keşfi olarak değerlendirileceği konusunda çok az şüphe olabilir.

Maxwell 1861 yılında, Maxwell Denklemleri üzerine yazdığı On Physical Lines of Force makalesini yayınladı.

King's Koleji’nden Sonraki Yıllar

Maxwell 1865 yılında King's Koleji'nden istifa etti ve doğduğu topraklara yani İskoçya'ya geri döndü. 1866 yılında Gazların Kinetik Teorisi üzerine çalışmaya devam etti. İskoçya'ya döndükten sonra Londra’ya gitmeye devam eden Maxwell, Cambridge Üniversitesi'ndeki Matematik sınavları için dış denetçi olarak görev yaptı. 1867 yılının ilkbahar ve yaz aylarında İtalya gezisinde olan Maxwell, zamanının çoğunu elektrik ve manyetizma konusundaki meşhur tezini yazmak için kullandı. Maxwell 1871 yılında, Cambridge Üniversitesi'nde kurulan Cavendish Fakültesi'nde Fizik Profesörü olarak çalışmaya başladı.

1873 yılında, Treatise on Electricity and Magnetism (Elektrik ve Manyetizma Üzerine Bir İnceleme) başlıklı çalışmasını yayınladı. Bu yayın 19. yüzyıl matematiğinin en büyük başarılarından biri olarak kabul edilir. Maxwell önsözünde, ana görevinin Faraday’ın fiziksel fikirlerini matematiksel forma dönüştürmek olduğunu belirtir. Maxwell'in teorisi sekiz yıl sonra, 1887’de Heinrich Hertz tarafından kullanıldı; Hertz elektromanyetik dalgaların bir laboratuvarda üretilebileceğini öne sürmüştü. Sonuç olarak ortaya çıkan radyo endüstrisinde, Maxwell’in yayınladığı çalışmaların izleri vardır.

Maxwell'in Erken Ölümü

1879 yılında, Maxwell'in hastalıkları tekrarlamaya başladı. Kanser olduğu ortaya çıkan Maxwell, 5 Kasım 1879'da 48 yaşındayken hayata gözlerini yumdu. Annesi de aynı yaşta kanserden ölmüştü. Sessiz sakin, İskoçya'daki Parton köyünde küçük bir kiliseye gömüldü.

Maxwell'in Edinburgh'daki büstü, 2008 yılında halka açılmıştır.
Maxwell'in Edinburgh'daki büstü, 2008 yılında halka açılmıştır.
Wikimedia

Sonuç

Newton'la başlayarak ve Maxwell'e kadar, fiziksel gerçekliklerin tanımlaması, mekanik terimler ve kavramlarla yapılmıştı. Maxwell manyetik alan teorisi kavramını ortaya koyarak, Maxwell Denklemleri'ni geliştirdi. Bu dört anlamlı denklem; elektrik, manyetizma ve ışığı bir araya getirerek elektromanyetik radyasyon teorisini oluşturur. Yani Maxwell, doğanın temel güçlerini bir araya getiren ilk bilim insanı olmuştur. Radyo, televizyon, radar, mikrodalga fırın ve termal görüntüleme gibi günümüzdeki kullanılan aletlerin çalışma prensiplerinin yolu Maxwell'in denklemlerinden geçer. Ayrıca Maxwell'in kişisel nezaketinden ve cömertliğinden sıkça bahsedilir.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • 11
  • 10
  • 4
  • 4
  • 1
  • 2
  • 4
  • 5
  • 2
  • 0
  • 0
  • 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • Prof Martin Hendry. James Clerk Maxwell: Scotland’s Forgotten Einstein. (2019, Ekim 02). Alındığı Tarih: 02 Ekim 2019. Alındığı Yer: BBC
  • JMAXWELL USB. Who Was James Clerk Maxwell?. (2019, Ekim 02). Alındığı Tarih: 02 Ekim 2019. Alındığı Yer: JMAXWELL USB
  • Cyril Domb. James Clerk Maxwell Scottish Mathematician And Physicist. (2019, Ağustos 16). Alındığı Tarih: 02 Ekim 2019. Alındığı Yer: Encyclopaedia Britannica
  • Famous Scientists. James Clerk Maxwell. (2019, Ekim 02). Alındığı Tarih: 02 Ekim 2019. Alındığı Yer: Famous Scientists
  • physics world. James Clerk Maxwell: A Force For Physics. (2006, Aralık 01). Alındığı Tarih: 02 Ekim 2019. Alındığı Yer: physics world
  • Wikiquote. James Clerk Maxwell. (2019, Ekim 04). Alındığı Tarih: 04 Ekim 2019. Alındığı Yer: Wikiquote

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/10/2019 05:31:33 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/8004

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Soru Sorun!
Öğrenmeye Devam Edin!
Evrim Ağacı %100 okur destekli bir bilim platformudur. Maddi destekte bulunarak Türkiye'de modern bilimin gelişmesine güç katmak ister misiniz?
Destek Ol
Gizle
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Uzay yolculuğunu sıradanlaştıramayan bir tür, diğer hayvanlardan üstün olamaz.”
Larry Niven
Geri Bildirim Gönder