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Maxwell nasceu em 13 de junho de 1831 em Edimburgo, Escócia. Seu pai era advogado, e logo depois de seu nascimento sua família deixou a cidade. Quando tinha 15 anos Maxwell publicou seu primeiro trabalho científico "Descrição das Curvas Elípticas". O trabalho foi publicado na Royal Society de Edimburgo. Em 1847 foi admitido na Universidade de Edimburgo, onde permaneceu três anos. Posteriormente estudou matemática no Trinity College, em Cambridge. Em 1855 escreveu um artigo "Sobre as Linhas de Força de Faraday", a respeito de eletricidade e magnetismo, desenvolvendo trabalhos anteriores de Michael Faraday. Casou-se em 1858 com Katherine Dewar, e em 1860 assumiu o cargo de professor do King's College, na Universidade de Londres. Lá foi o primeiro cientista a utilizar a teoria das probabilidades no estudo das propriedades dos gases. Escreveu também um artigo sobre os anéis de Saturno, sugerindo que os mesmos eram constituídos de matéria na forma de pequenos corpos. Em 1861 foi eleito para a Real Society de Londres. Seu pai faleceu em 1865. Maxwell gostava muito de seu pai, que o tinha criado desde que sua mãe tinha morrido quando tinha 8 anos de idade. Volta então para a Escócia e torna-se professor de Filosofia Natural na Universidade de Aberdeen. Estudou a teoria dos campos magnéticos, produziu a primeira fotografia colorida, e procurou contribuir para a padronização das unidades de medida. Em 1866 apresentou trabalho sobre as propriedades dos gases na Real Society. Posteriormente, tornou-se o primeiro professor de física experimental da Universidade de Cambridge, em 1871, construindo o Laboratório Cavendish. Divulgou a idéia, que ficaria posteriormente conhecida como o demônio de Maxwell, que seria uma criatura imaginária que viveria no interior de um gás. Essa criatura seria capaz de separar as moléculas de temperatura mais elevada, que tem maior velocidade, das moléculas de temperatura mais baixa, que tem velocidades menores. Isso causaria diferenças de temperatura no gás. Maxwell contraiu câncer e voltou para a Escócia, retornando depois para Cambridge, falecendo em 5 de novembro desse mesmo ano. Maxwell é considerado um dos mais brilhantes cientistas do século XIX. Seu trabalho mais divulgado foi o que estabeleceu a relação entre o eletromagnetismo e a luz. Posteriormente, Hertz construiu, a partir da teoria de Maxwell, o primeiro transmissor de rádio. Maxwell foi o mais notável teórico do século XIX, complementando perfeitamente a Faraday, que foi um dos mais destacados experimentalistas. Iniciou suas pesquisas sobre visão a cores em 1849, mostrando como todas as cores podem ser obtidas a partir das cores primárias, vermelho, verde e azul. A notável pesquisa de Maxwell sobre o eletromagnetismo iniciou-se por meio da comparação do escoamento de fluidos incompressíveis com os campos observados por Faraday. Depois ele desenvolveu um modelo dos fenômenos eletromagnéticos usando o conceito de campo e o de vórtices análogos aos observados nos fluidos, representando a intensidade magnética e a corrente elétrica. Depois disso ele introduziu a elasticidade no fenômeno e mostrou que ondas transversais se propagariam em termos das conhecidas constantes fundamentais do eletromagnetismo. Maxwell calculou que as ondas se propagariam a velocidades muito próximas à da velocidade da luz. Daí ele inferiu que a luz poderia ser compreendida como ondas eletromagnéticas transversais em um meio hipotético ("ether"). A fim de aprofundar o estudo das ondas eletromagnéticas, a analogia com o escoamento de fluidos foi formalizada em uma descrição puramente matemática dos campos eletromagnéticos. Em 1864 ele desenvolveu as equações fundamentais do eletromagnetismo, conhecidas hoje como equações de Maxwell, e pode então mostrar como as ondas eletromagnéticas se comportavam em relação aos campos elétrico e magnético, oscilando em ângulos ortogonais um em relação ao outro e em relação à direção de propagação. Além disso, Maxwell afirmou que a luz correspondia a uma pequena parte do espectro de ondas eletromagnéticas existentes. Hertz confirmou isso posteriormente (1888), por meio do descobrimento das ondas de rádio. Mxwell também sugeriu o experimento de Michelson-Morey (1881, 1887) para tentar caracterizar o meio hipotético conhecido por "ether". A demonstração de sua inexistência conduziu Einstein à sua pesquisa sobre a relatividade (1905) e ao nascimento da física moderna. Maxwell também contribuiu para o desenvolvimento da teoria cinética dos gases, partindo da hipótese de que os gases eram compostos por moléculas em constante movimento, colidindo com as paredes do recipiente e umas com as outras. Essa descrição dos gases foi feita por Bernoulli e por dois pesquisadores pouco conhecidos, Herapath e Waterston. Como os gases difundem-se vagarosamente, Clausius deduziu que embora as moléculas tenham velocidade alta, elas deviam ter um livre caminho médio bastante pequeno entre as colisões. A partir de 1860 Maxwell, e também Botzmann independentemente, utilizaram métodos estatísticos para analisar as grandes variações de velocidade das moléculas constituintes dos gases, derivando a distribuição de velocidades de Maxwell-Boltzmann. Maxwell também mostrou qual era a dependência dessa distribuição em relação à temperatura, e que o "calor" era armazenado no gás por meio do movimento de suas moléculas. A teoria foi então utilizada para explicar a viscosidade, difusividade e condutividade térmica dos gases. Maxwell e sua esposa descobriram experimentalmente que a viscosidade dos gases é independente da pressão e que a mesma é aproximadamente proporcional à temperatura, aumentando com a mesma, o que corresponde ao comportamento inverso dos líquidos. Isto não concordava com a teoria de Maxwell, e êle então passou a considerar que as moléculas não colidiam elasticamente, mas sim repeliam-se com uma força inversamente proporcional à sua distância elevada à quinta potência. Esta conclusão e os trabalhos posteriores de Boltzmann, de 1868, permitiram o completo desenvolvimento da teoria cinética dos gases. Maxwell era uma personalidade tímida, profundamente religioso, com um forte senso de humor e nenhuma pomposidade. Como Einstein, e ao contrário de Newton e Faraday, Maxwell realizou suas grandes contribuições sem um excessivo tensionamento mental. Possuía uma excelente intuição física, aplicou modelos visuais e matemáticos com grande maestria, sem ficar subordinado a eles, e acima de tudo trabalhou livre de preconceitos e exerceu sua imaginação criadora. A síntese de Maxwell no eletromagnetismo, por meio de suas equações de campo, constituiu uma contribuição que pode ser igualada somente ao que realizaram Newton e Einstein na mecânica.
Millar, D. et al. The Cambridge Dictionary of Scientists. Cambridge University Press, 1996.
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Maxwell, James Clerk (1831-1879)
