{{Infobox scientist
|name = 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦
|native_name = James Clerk Maxwell
|native_name_lang = en
|image = James-Clerk-Maxwell-1831-1879.jpg
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|caption = 摄于1870年代
|birth_date =
|birth_place = 英国苏格兰爱丁堡
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|death_place = 英国英格兰剑桥
|nationality = 英国
|field = 物理學、數學
|work_institution = 馬修學院
伦敦国王学院
英国皇家学会
剑桥大学
|alma_mater = 爱丁堡大学
剑桥大学三一学院
|doctoral_advisor = 威廉·霍普金斯
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|known_for = 麦克斯韦方程组
麦克斯韦分布
麦克斯韦妖
麦克斯韦关系
位移电流
經典電動力學
麦克斯韦速度分布律
麦克斯韦胁强张量
|prizes = 史密斯奖（1854）
（1857）
（1860）
（1869－1871）
|religion = 苏格兰长老宗。麦克斯韦在电磁学领域的功绩实现了物理学自艾萨克·牛顿后的第二次统一。
在1864年發表的論文《電磁場的動力學理論》中，麦克斯韦提出電場和磁場以波的形式以光速在空間中传播，并提出光是引起同种介质電场和磁场中許多現象的电磁扰动，同时在理论上预测了电磁波的存在。此外，他还推进了分子运动论的发展，提出了彩色摄影的基础理论，奠定了结构刚度分析的基礎。
世人普遍认为麦克斯韦在十九世纪物理学家中，对二十世纪初物理学进展影响最为巨大。他的科学工作为狭义相对论和量子力学打下理论基础，是现代物理学的先声。有观点认为，他对物理学的发展做出的贡献仅次于伽利略、艾萨克·牛顿和阿尔伯特·爱因斯坦。在麦克斯韦百年诞辰时，爱因斯坦本人盛赞了麦克斯韦，称其对物理学做出了“自牛顿时代以来最深刻、最有成效的变革”。
生平
幼年：1831年至1839年
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦1831年6月13日生于爱丁堡的印度街14号。其父是一名，家境殷实，其母弗朗西丝婚前姓凯。他来自于的克拉克家族，伯父是。“麦克斯韦”这一姓氏来自于与克拉克家族关系深厚的麦克斯韦家族。麦克斯韦的曾祖母即来自这个家族。而在他的父亲继承了该家族位于的的地产后，“麦克斯韦”被加在他的姓氏中。。
麦克斯韦的父母直到三十多岁时才结婚。
麦克斯韦幼年随家人移居到建于他们家族米德尔比的领地上，占地610公顷的。他自幼就对这个世界保持难以抑制的好奇心。此外，这篇论文内容也并非完全原创，如勒内·笛卡尔早已于17世纪即研究了的特性，麦克斯韦做的只是将理论进行简化，即光弹性现象。利用光弹性，人们可以确定物体中的应力分布。
麦克斯韦18岁时向爱丁堡皇家学会的会报提交了两篇论文。第一篇是《论弹性固体的平衡态》（On the Equilibrium of Elastic Solids）。在这篇论文中，他探讨了在剪应力作用下，黏稠液体会出现的双折射现象。
就读剑桥大学时期：1850年至1856年
就读时期的青年麦克斯韦，手中拿着他发明的比色环。]]
1850年10月，数学造诣已颇深的麦克斯韦离开苏格兰前往剑桥大学。起初，他就读于彼得学院。但在第一学期末前，为了在毕业后能更顺利地留校成为，他转入三一学院。
1854年，麦克斯韦自三一学院毕业取得数学学位。他在结业考试中名列第二，仅次于。他与劳思一同获得该年的史密斯奖。。这是他少有的一篇纯数学的论文。这篇论文是当时参评论文中将问题论述清楚的唯一一篇。
1857年，麦克斯韦与当时马歇尔学院的校长丹尼尔·杜瓦牧师成为朋友，并由此结识了杜瓦的女儿凯瑟琳·玛丽·杜瓦。詹姆斯和凯瑟琳1858年2月订婚，并在同年的6月2日于阿伯丁完婚。在婚姻记录中，麦克斯韦被登记为“阿伯丁马歇尔学院自然哲学教授”。凯瑟琳比麦克斯韦大7岁。她为麦克斯韦黏性方面的研究提供了帮助。麦克斯韦的挚友，坎佩尔，在为他作的传记中尽管鲜少提及凯瑟琳，但写到麦克斯韦夫妇对彼此的付出“无可比拟”。他还撰写了教材《热学》（Theory of Heat)（1871年）以及专著《物质与运动》（Matter and Motion)（1876年），并成为明确使用量纲分析方法的第一人。
1871年，他成为首任卡文迪许教授，被委任监理卡文迪许实验室的发展。实验室一砖一瓦的建设以及一件件仪器的购置都经过他的监管。
麦克斯韦晚年对于科学做出最大贡献之一，就是抄写并编辑整理了亨利·卡文迪许所遗留下的实验资料。这些资料包含了卡文迪许对与地球密度以及水的微观物质构成的探究。
逝世
麦克斯韦1879年11月5日因胃癌在剑桥逝世，享年48岁。麦克斯韦被葬于离他长大的地方非常近的帕顿。由他终生挚友刘易斯·坎佩尔为他作的详实的传记《詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的一生》（The Life of James Clerk Maxwell）在1882年出版。他的两卷本著述集於1890年由剑桥大学出版社出版发行。
个人生活
作为一位爱好者，麦克斯韦对于许多诗歌能熟读成诵，并且还会自己作诗。由他的朋友坎佩尔整理的他的诗集在1882年出版。他写的诗中较为有名的一首是《刚体吟》（Rigid Body Sings）。在这首诗中，他戏仿了羅伯特·伯恩斯的《》（Comin' Thro' the rye）。诗的开头几行是：
麦克斯韦社交能力上的欠缺几乎与他的科学方面的天赋齐名。
麦克斯韦的宗教信仰及有关的活动一直受到各方关注研究。麦克斯韦幼年曾同时参加苏格兰长老会（由于其父）和圣公会（由于其母）。他在1853年4月彻底转向长老宗，并在晚年成为苏格兰长老会的一位长老。他的反实证主义倾向与他的宗教信仰有关。在这篇論文中，他提出了法拉第在电学与磁学方面实验研究成果的数学模型，并阐述了电与磁两种现象之間的關係。后来，他又將當時的电与磁方面已有的研究成果整理为由二十個方程組成的微分方程组。这一成果1861年在《論物理力線》中发表。
同时，馬克士威基于法拉第提出的力线的概念引入了电磁场的概念。通过将粒子间的电磁作用视作粒子通过它在周围建立起的场进行，馬克士威对于光的研究有了更進一步的發展。
1862年，在伦敦国王学院执教時，馬克士威利用已有的实验数据通过計算發現，電場傳播的速度与当时测得光速非常接近。他認為這不只是一個巧合。在1862年发表《论物理力线》的第三部分中，他写到：
经过对于这一问题的后续研究，馬克士威提出了電磁波方程。这一方程从理论上预言了当时还未发现的，由交变电磁场激发的電磁波的存在。这种波在空间中的传播速度可以通过電學實驗结果进行测算。利用當時已得到的实验數值，馬克士威得出这一速度為310740000m/s。这与当时阿曼德·斐索和莱昂·傅科测算的光速数值非常接近。在他1864年发表的論文《電磁場的動力學理論》中，他寫到。这部专著主要在他辞去伦敦职位和担任卡文迪许教授之间的赋闲时期完成1881年，奧利弗·黑維塞以“力”取代“势”作为电磁学理论的中心，降低了馬克士威理论的复杂程度，并将方程组化为现今所知的形式。他认为以「势」来分析电磁场的方法具有任意性，应当废止。不过运用标量势和向量势来解馬克士威方程組是现今通用的解法。几年后，黑维塞和就矢量分析和引入四元数两种方法在对电磁场的研究中的相对优越性进行了争论。争论的结果是如果场是纯定域的，并且利用矢量分析已经对于问题给出较好的解答时，则不必引入四元数的概念，尽管这一概念可能有更为深远的物理意义。
馬克士威的电磁学理论的正确性现在已受公认。而他将光与电磁学理论进行定量联系的创举也被认为是19世纪物理学最伟大的成就之一。
对于颜色的研究
麦克斯韦在光学领域和色觉的研究上也有贡献。他为可以实际应用的彩色摄影奠定了基础。从1855年到1872年，麦克斯韦发表了一系列有关颜色的感知，色盲以及色彩理论的有价值的研究结果，并因《色觉理论》（On the Theory of Colour Vision）而获得。
在他1855年的一篇有关颜色感知的论文中，麦克斯韦提出如果透过红、绿、蓝三色滤光器分别拍摄同一景象，而后将影像分别通过三种颜色的滤镜投射到屏上，这样叠加可以完全还原原始的彩色影像。
1861年，在皇家研究所做的有关色彩理论的讲座中，麦克斯韦展示了经由三色叠加原理所拍摄的世界上第一张彩色照片。这张照片拍摄的是带有花呢格紋的缎带。不过由于照相底版对红光和绿光不大敏感，实际拍摄效果与预期效果有一定的差距。1961年，后世的研究人员提出当时照片效果不令人满意的原因可能是底板受到了滤镜所没能屏蔽的紫外线的影响。
分子运动论和热力学
，麦克斯韦为诘难热力学第二定律而进行的思想實驗。]]
麦克斯韦在分子运动论方面也有建树。分子运动论由丹尼尔·伯努利创立，其后经约翰·赫帕斯、、詹姆斯·普雷斯科特·焦耳以及鲁道夫·克劳修斯等人发展。这些人中尤以克劳修斯对于分子运动论贡献为大。他让这一理论成为受到公认的理论。而后，分子运动论的发展又经麦克斯韦大大推进。他对于这一理论的实验验证以及数学模型的建立都有贡献。
1856年至1866年间，他建立了气体分子速度分布律理论。这一理论后来由路德维希·玻尔兹曼进一步发展推广为麦克斯韦-玻尔兹曼分布。麦克斯韦-玻尔兹曼分布给出了在一定温度下以一定速度运动的气体分子的在整体中所占比例，从而进一步得出气体的温度与构成它的分子运动情况有关。这推广了先前建立的热力学定律，并对当时已有的实验现象和结果给出了较先前更好的理论解释。而在对于热力学的研究过程中，麦克斯韦又进行了一个可以诘难热力学第二定律的思想实验。他设想如果一个热力学系统内部存在这样一个机制：其可以辨识分子运动速度，并令运动速度在不同区间上的分子向系统不同部分集中（这一机制一般被称为麦克斯韦妖）；那么一个孤立系统的熵可能会因为这一机制的存在而减少，而这与热力学第二定律相违。
1871年，他从热力学势对两种热力学状态量的二阶偏导与求偏导的先后顺序无关出发，给出了一系列热力学状态量偏导数间的等式关系，即麦克斯韦关系。1874年，基于约西亚·吉布斯对于热力学过程进行图像解释的论文，麦克斯韦又提出了来对相变进行图像解释。
控制理论
1868年，麦克斯韦在《英国皇家学会论文集》上发表论文《论控制装置》（On governors），这里的“控制装置”指的是用于调节蒸汽机的离心调速器。这篇论文被认为是早期控制理论的核心要旨。
的麦克斯韦的雕像]]
后世纪念
美国知名物理学家理查德·费曼将麦克斯韦方程组的发现称为“纵观人类历史，整个19世纪中毫无疑问最重要的事件”。为了纪念馬克士威所创下的功绩，后人将许多事物以他的名字来命名，如：
- 厘米-克-秒制下磁通量的单位，馬克士威（Mx）
- 土星环中的馬克士威縫
- 当今世界上最大的天文望远镜，
- 伦敦国王学院滑铁卢校区的詹姆斯·克拉克·馬克士威樓
- 爱丁堡公学的詹姆斯·克拉克·馬克士威中心
- NVIDIA GeForce 800系列图形处理器的架构
*IEEE/RSE詹姆斯·克拉克·馬克士威獎章
英国大数学家迈克尔·阿蒂亚幫助籌款約200万英镑，为麦克斯韦在爱丁堡广场建立铜像。
参见
注释
参考资料
外部連結
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- [http://campus.udayton.edu/~hume/Maxwell/maxwell.htm The Life and Science of James Clerk Maxwell ]
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