Максвелл. Электромагнитный синтез

ГЛАВА 1 Математик-вундеркинд

Любящие и участливые родители из высшего общества, семья, интересующаяся наукой и техникой, уже дающие о себе знать незаурядные умственные способности... Все это — детство и отрочество Максвелла, шотландского юноши, который произвел революцию в физике.

В первый же день учебы он вернулся домой в изорванной в лохмотья одежде — товарищи были к нему безжалостны. Десятилетний новичок пришел на занятия в Эдинбургскую академию в оригинальной твидовой мантии с воротником, украшенным рюшами, и в новых ботинках с латунными пряжками. Другие ученики никогда не видели ничего подобного и с жестокостью, свойственной детям, начали его травить. Насмешки и издевки летели со всех сторон. Бедный новичок защищался, говоря с акцентом Гэллоуэя (области на юго-западе Шотландии, традиционно известной лошадьми и животноводством), что еще больше подзадоривало одноклассников. Он казался самым глупым в классе, и на него навесили прозвище Недоумок. Жестокое обращение продолжалось, а несчастный мальчишка терпел его со стоицизмом и большой долей юмора, пока, наконец, не взорвался. Его сила заставила обидчиков на какое-то время лишиться дара речи, и с тех пор они выказывали ему больше уважения. Но прозвище осталось.

Джеймс Клерк Максвелл принадлежал к благородной семье Клерков из Пениквика, расположенного в графстве Мидлотиан, на юге Шотландии, в 16 километрах от Эдинбурга. С 1707 по 1755 год его прапрадедушка, сэр Джон Клерк, являлся одним из баронов Палаты шахматной доски Шотландии, а также был успешным музыкантом, произведения которого мы все еще можем услышать. Второй сын Джона Клерка, Джордж, женился на Доротее Максвелл, наследнице Миддлби, деревни в графстве Дамфрисшир, на юго-западе Шотландии, и добавил фамилию Максвелл к своей. Ряд неудачных инвестиций в шахты и фабрики заставил его продать часть своих земель в Миддлби, а уцелевшее оставить в наследство внуку Джону, который также взял фамилию Максвелл. Его старший брат, Джордж, получил в наследство Пениквик и титул баронета.

Джон изучал адвокатское дело, но его страстью была наука, особенно ее практическое применение. Он жил со своей матерью-вдовой в Эдинбурге до ее смерти в 1824 году. Двумя годами позже он женился на Фрэнсис Кей и первые годы брака с ней прожил в Эдинбурге: скудное владение в Миддлби не имело даже дома, в котором его владелец мог бы жить. На самом деле жилища там никогда и не было, потому что хозяева предпочитали контролировать владения на расстоянии. Но через некоторое время Джон купил соседнее имение, построил особняк, который назвал Гленлэр, и переехал туда со своей женой. Некоторое время они кочевали между Гленлэром и Эдинбургом. И именно там, в Эдинбурге, в старом доме, где Джон раньше жил со своей матерью, по адресу Индиан-стрит, 14, и родился его единственный сын Джеймс 13 июня 1831 года. Это были поздние роды, поскольку Фрэнсис уже исполнилось 40 лет, и радость от рождения сына позволила ей смириться с потерей дочери, умершей буквально через несколько дней после появления на свет.

В 1830-х годах Гленлэр находился в самой что ни на есть сельской местности, в долине реки Урр: чтобы доехать до Эдинбурга, требовались два дня пути по дорогам, не слишком привычным к каретам; самое большое, что они знали, — двухколесные крытые повозки, которые тянула одна-единственная лошадь. Само владение также не было очень большим (около 600 га), но этого было достаточно для того, чтобы Джеймс наслаждался им как никто. Первые восемь лет его детства действительно были очень счастливыми. Жизнь в деревне дала ему свободу, которая была бы недоступна в городе: он забирался на деревья, дрался с другими детьми, исследовал поля и леса и с интересом наблюдал за животными, особенно за птицами.

Вскоре все обитатели имения привыкли к тому, что внезапно мог прийти маленький Джеймс и начать спрашивать, что они сейчас делают. Родители его обожали. Едва Джеймс встал на ноги и начал говорить, они поняли, что их сын не только интересуется всем вокруг (это характерно для детей), но и немного опережает свой возраст в первых исследованиях мира.

Например, Джеймс не довольствовался простым знанием о том, как позвонить в звонок, чтобы позвать прислугу с кухни, но и хотел узнать, какой молоточек заставляет звучать каждый колокольчик и как работает вся эта система.

Счастье и несчастье должны увеличиваться неизбежно с ростом власти и знаний... переход от одного к другому действительно чудесен, в то время как прогресс — нечто естественное.

Джеймс Клерк Максвелл

Под руководством матери он научился читать и писать. Будучи очень образованной в области искусства и гуманитарных наук, она привила сыну страсть к истории, географии и особенно к литературе. До того как Джеймс научился делать осознанный выбор, он читал все, что попадалось ему в руки, и его любимыми авторами были Джон Мильтон и Уильям Шекспир.

Кроме того, у него была завидная способность: мальчик мог запомнить большую часть того, что читал. Говорят, люди любят то, что впитывают еще с молоком матери, и Джеймс на протяжении всей жизни испытывал пылкую страсть к литературе: не зря одно из развлечений его семьи состояло в том, чтобы собираться и вслух читать романы, стихи и театральные пьесы. Религия также играла важную роль в повседневной жизни Максвеллов: каждый день хозяева и слуги собирались, чтобы помолиться, а в воскресенье они ходили в церковь в Партоне, в восьми километрах от дома. Несмотря на то что отец был пресвитерианином, а мать англиканкой, в семье царила гармония, поскольку они были весьма терпимы друг к другу.

Как предписывали социальные нормы того времени, Клерки Максвеллы участвовали в ярмарках и балах, а также обменивались визитами с другими семьями того же социального положения, жившими в Счастливой Долине, как называли долину Урра ее жители. Джон, который был адвокатом в Эдинбурге, получал более чем приемлемый доход и совсем не стремился к успеху на судебном поприще. Его сердце принадлежало науке и технике: он был дружен со многими людьми, занимавшимися промышленностью и сельским хозяйством, а также с теми, кто имел отношение к университетскому образованию. Джон очень любил быть в курсе новых научных идей.

Его спокойный и тихий мир изменился, когда в возрасте примерно 40 лет он влюбился в Фрэнсис — решительную женщину, которая, образно выражаясь, вдохновила его словами «встань и иди», необходимыми ему. Он, унаследовавший Миддлби годами ранее, думал обосноваться там и держал в голове эту мысль, но не решался осуществить ее. Пыл жены подтолкнул его к тому, чтобы начать строить сначала дом, а затем и семейную жизнь в поместье.

Проект дома был составлен самим Джоном вместе с Вальтером Ньюволом — самым признанным местным архитектором, известным проектами ферм, дач (знаменитых британских коттеджей) и церквей (церковь в Партоне была его творением). Любопытно, что первоначально Ньювол планировал постройку четырехэтажных башен, а также каминов, крыш со ступенчатыми щипцами, то есть типичных элементов дворянского шотландского стиля того времени. Однако у Джона был другой вкус, и в последующей упрощенной версии здания были исключены все эти дворянские элементы, а план оказался сведен к типичной двухэтажной ферме в долине Урра. Щипцы потеряли религиозные изображения (обычно это были кресты), их место заняли ботанические и астрономические мотивы, которые больше интересовали Джона.

Летом 1842 года Джон Клерк Максвелл следил за возведением хозяйственных построек, отличающихся стилем, прославившим Ньювола как архитектора ферм и хуторов. Он также устроил пруд для уток, соединенный с рекой Урр, где молодой Джеймс позже проводил время, наблюдая за птицами и водой.

Полностью проникнутый духом фермерства, Джон даже придумал одежду и ботинки для рабочих и своего сына Джеймса. Действительно, за год до этого он прочитал статью о технических аспектах производства ботинок в издании Шотландского королевского общества искусств. Его основал физик Дэвид Брюстер, который внес огромный вклад в теорию поляризации света.

В каждой области знания прогресс пропорционален количеству фактов, на которых он основывается, и, следовательно, на легкости получения данных.

Джеймс Клерк Максвелл

В Гленлэре не было ничего, что напоминало бы о благородном происхождении предков будущего ученого: ни гербов, ни семейных символов, ни галерей, полных портретов. Джон хранил лишь несколько испорченных волынок, которыми воспользовался его дедушка, когда, будучи капитаном корабля Британской Ост-Индской компании, потерпел кораблекрушение: они помогли ему удержаться на плаву. Отсутствие церемоний, обычных среди малого английского дворянства, стало ключевым фактором в личном развитии молодого Джеймса: его мать стала его наставницей, отец научил его вести хозяйство, и они оба позволяли ему резвиться и играть с другими местными детьми. От них он перенял манеру речи Гэллоуэя и его характерный акцент, от которого так и не избавился.

Но когда Джеймсу было семь лет, у его матери нашли рак брюшной полости. Фрэнсис подверглась хирургической операции, которая в то время проводилась без анестезии; вероятность успеха была мала, но она решила рискнуть, чтобы дольше пробыть со своим мужем и сыном. Однако фортуна отвернулась от нее, и после столь ужасного лечения женщина вскоре умерла; ей было 47 лет.

Фрэнсис словно была маяком, который направлял семью, так что когда ее не стало, Гленлэр показался своим обитателям холодным и опустошенным местом. Потеря еще сильнее сблизила отца и сына, но их жизнь нуждалась в переменах. Например, следовало ускорить окончание Джеймсом школы, которое они планировали на то время, когда ему исполнится 13 лет, после чего он должен был пойти в университет. Но Джон не мог заниматься образованием сына: заботы по хозяйству отнимали слишком много времени. Поскольку школы рядом не было, а Джон не хотел отсылать ребенка далеко, чувствуя, что не выдержит одиночества, он нанял в качестве наставника для сына молодого человека 16 лет, который получил прекрасные оценки в школе, но затянул с поступлением в университет; в глазах отца это был идеальный кандидат. Реальность оказалась совсем другой.

Нанятый юноша, не имевший никакого опыта в преподавании, учил так же, как учили его, следуя старому афоризму: «Без муки нет науки». Джеймс, одаренный мальчик, хотел порадовать отца, но не понимал, почему ему нужно запоминать бессмысленные цифры и слова. Надранные уши и подзатыльники не могли заставить его изменить мнение о таком способе обучения. Но наконец, после года мучений, он взбунтовался. Рядом с прудом для уток у Джеймса была старая ванна, которую он использовал как корабль. В середине урока он выбежал из дома и отплыл на середину пруда, не обращая внимания на крики и угрозы учителя. И там остался.

За актом бунта последовала взбучка от отца, но она, по крайней мере, заставила последнего задуматься. Тогда в дело вмешалась его свояченица Джейн, младшая сестра Фрэнсис, которая жила в Эдинбурге. Она поняла, что десятилетнему мальчику нужно ходить в школу. С помощью сестры Джона, Изабеллы Веддерберн, которая также жила в Эдинбурге, им удалось убедить неуступчивого отца в том, что Джеймсу необходимо получить формальное образование. Кроме того, Изабелла жила рядом с Эдинбургской академией, одной из лучших школ в Шотландии. Выбор был сделан.

К несчастью, первый класс уже был окончен, так что новичку Джеймсу пришлось пойти во второй и бороться — в странной одежде, придуманной отцом, и вооружившись деревенским акцентом — с 70 мальчишками, происходившими из лучших семей города. Его противники были закалены в обычных школьных конфликтах, обладали утонченными манерами и говором, а их одежду, помимо прочего, составляли аккуратные жакеты и узкие ботинки.

Благодаря участию теток, Джейн и Изабеллы, Джеймс начал одеваться как его товарищи, но, к огорчению Джейн, не вел себя как они. Он редко участвовал в спортивных мероприятиях, в которых, как ожидалось, должен участвовать мальчик его положения. Случалось, он играл на перемене с товарищами, однако чаще Джеймс уходил в угол двора, где было несколько деревьев и немного травы. Там он проводил время, наблюдая за жуками и пчелами или придумывая гимнастические упражнения, которые он отрабатывал на ветвях. Однако не отношения с одноклассниками (практически отсутствующие) заставляли мальчика с подозрением относиться к урокам, а бессмысленные повторения упражнений греческого и латыни, которые напоминали ему занятия с наставником. Кроме того, говоря на публике, он запинался, из-за чего шквал его слов чередовался с длинными периодами молчания. Этот недостаток сопровождал большую часть его жизни. Постепенно Джеймс начал демонстрировать ум: он быстро отличился в истории литературы и английском языке (чему способствовала его жизнь в Гленлэре), в то время как из-за отсутствия предыдущей подготовки по арифметике и латыни в этих дисциплинах он держался на втором плане.

[У Джеймса] были качества, которыми его одноклассники не могли перестать восхищаться: проворство и ловкость рук, непобедимая смелость и природное добродушие.

Слова Льюиса Кэмпбелла, одноклассника Максвелла в Эдинбургской академии, а позже его биографа

В доме тети Изабеллы (№ 31 на углу улиц Индиа-стрит и Хериот Роу; его в семье называли «Старый 31») было кое-что очень притягательное для мальчика. Джеймс восхищался библиотекой, намного лучше укомплектованной, чем библиотека в Гленлэре. Вскоре он открыл для себя творчество ирландского писателя Джонатана Свифта, а также поэта, драматурга и критика Джона Драйдена, который был звездой английской литературы второй половины XVII века. В области философии, занимавшей важное место в жизни Джеймса, он начал с текстов Томаса Гоббса.

Джон приезжал в Эдинбург при первой возможности, и субботние вечера отец и сын обычно проводили в окрестностях города. Увлечение наукой и техникой присутствовало почти во всем, чем они занимались в эти радостные дни. Они либо наблюдали за строительством железной дороги до порта Грантон, одной из морских гаваней Эдинбурга, либо рассматривали геологические слои на утесах Солисбари — холмах, рядом с которыми с 1768 по 1797 год жил основатель современной геологии Джеймс Геттон. Выводы, которые сделал Геттон, изучая эти слои, позволили ему усомниться в данных о возрасте Земли, основанных на библейских текстах, и увеличить его до нескольких миллионов лет. Отец и сын также ходили на различные аттракционы, которые оживляли город по выходным. Одним из них была выставка «электромагнитных машин», которую они посетили в феврале 1842 года. Вид этих примитивных устройств, очень далеких от двигателей и генераторов, известных нам сегодня, пробудил интерес Джеймса к теме, которая разделит физику на периоды «до» и «после».

Большинство информации о жизни Максвелла в это время у нас есть благодаря его переписке с отцом. Из писем хорошо видно, какую нежность они испытывали друг к другу и как сильно стремился Джеймс порадовать отца и отвлечь его от грустного одиночества в Гленлэре. В них мы также находим первое упоминание о его исследованиях в области математики, состоявшихся через несколько дней после его 13-го дня рождения: «Я построил тетраэдр, додекаэдр и еще два эдра, названий которых не знаю». Уроки геометрии еще не начались, и, вероятно, мальчик не знал о том, что существуют всего пять правильных многогранников. Однако, как говорит его товарищ и биограф Льюис Кэмпбелл в «Жизни Джеймса Клерка Максвелла», нельзя отрицать, что «его привлекали эти типы [твердых тел] с абсолютной симметрией, и его воображение привело к тому, что он построил их своими руками».

Несмотря на то что Джеймсу совершенно не нравился метод преподавания, и его наставник, господин Кармайкл, очень увлекался тем, что было известно как tawse (кожаный ремень с несколькими хвостами на конце — преподаватели нередко били им по ладоням своих учеников), постепенно мальчик продвигался в своих занятиях. Из последних рядов он поднялся на 19-е место. Положение Джеймса в классе значительно улучшилось, когда он понял, что имеет смысл учить греческий и латынь. Его знание Библии было таким хорошим, что на второй год он получил премию, которая вручалась самому лучшему студенту.

А на третьем году потенциал Джеймса раскрылся полностью. Благодаря впечатляющим успехам двух предыдущих лет, в октябре 1844 года его записали на занятия к ректору академии, Джону Уильямсу. По счастливой случайности один из его товарищей, Льюис Кэмпбелл, переехал в дом, соседний с домом тети Изабеллы. Льюис был местной звездой в классе, и Джеймс по-дружески соревновался с ним за первые места. После переезда их отношения переросли в большую дружбу, которая длилась всю жизнь. Наконец-то Джеймс нашел кого- то своего возраста, с кем мог беседовать на интересующие его темы. Одной из их общих тем стала геометрия.

Дружба с Льюисом положила конец изолированности Максвелла в школе, и через некоторое время он уже входил в группу учащихся, обладавших пытливым умом. Среди них был и Питер Гатри Тэт, который также в итоге стал его другом на всю жизнь.

Как обычно, летние каникулы Джеймс провел со своим отцом в Гленлэре. Там он катался на лошади, гулял по лугам и холмам, стрелял из лука, ходил на пикники, помогал отцу в делах фермы и работникам в сборе урожая... Единственное, что никогда ему не нравилось,— это охота: он не осуждал это занятие, но никогда не участвовал в нем, испытывая огромную симпатию ко всем животным. Перейдя на следующий курс, в 14 лет Максвелл начал посещать заседания Эдинбургского королевского общества.

Способ нарисовать эллипс с помощью карандаша, соединенного шнуром с двумя булавками.

Первый научный интерес Джеймс Клерк Максвелл проявил к математике: он разрабатывал метод черчения овалов с помощью булавок, нитей и карандаша. Мы все знаем: чтобы начертить круг, достаточно привязать нить к булавке, а к другому концу — карандаш. Если взять две булавки, соединенные свободно провисающей нитью, и пытаться нарисовать непрерывную линию вокруг обеих булавок, все время держа нить натянутой, получится эллипс (см. рисунок). Места, где находятся булавки, называются фокусами эллипса.

Если приблизить две булавки друг к другу, то начерченная кривая будет каждый раз все больше похожа на окружность — фигуру, которая появляется, когда обе булавки находятся на одном и том же месте. И напротив, при их постепенном разделении овальная форма каждый раз будет все более выраженной.

Максвелл в возраста около 12 лат.

Питер Гатри Тэт — шотландский физик, пионер термодинамики, одноклассник Максвелла в Эдинбургской академии. Их связывала крепкая дружба.

Снимок Гленлэра, сделанный до того, как ужасный пожар разрушил значительную часть дома в 1029 году. Там Максвелл жил с 1832 года до самой своей смерти в 1870 году.

Максвелл продолжил изучать способ вычерчивания кривых с двумя фокусами с помощью булавок, шнура и карандаша. Математическое развлечение привело его к написанию первой научной статьи, когда ему еще не исполнилось 15 лет. Узнав об этом, отец подростка решил послать статью своему другу Джеймсу Д. Форбсу, профессору натуральной философии Эдинбургского университета. Эта работа настолько увлекла профессора, что он рассказал о ней своему коллеге-математику Филипу Келланду, и они оба принялись искать в университетской библиотеке, не делал ли кто-то нечто подобное раньше. И нашли: Рене Декарт. Их удивление было огромным: французский философ, физик и математик изучал двухфокусные кривые, но метод черчения молодого Джеймса был проще, а его результаты — более общими. Джеймс сделал вывод, что можно получить целое семейство овалов, описываемых следующим уравнением: m·p + n·q = s, где m и n — два любых целых числа, р и q — расстояния от карандаша до булавок (фокусов овала), a s — длина шнура. В случае m = n - 1 получается уравнение эллипса. Максвелл не мог знать этого, но в последующие годы его открытие оказало очень сильное влияние на оптику и конструирование линз.

Форбс написал отцу Джеймса:

«Его [Келланда] мнение совпадает с моим в том, что статья Вашего сына очень содержательна и достойна похвалы. Мы считаем, что это новый метод построения многофокусных фигур. [...] Если он пожелает, я думаю, что простота и элегантность метода дает ему право быть представленным в Королевском обществе».

Таким образом, первая научная статья Джеймса Клерка Максвелла «К описанию овалов и многофокусных овальных кривых» 6 апреля 1846 года была прочитана перед членами Эдинбургского королевского общества самим Форбсом, поскольку он считал, что Джеймс был слишком молод для этого. Его отец записал в своем дневнике: «Овалы Джеймса были приняты с большим вниманием и всеобщим одобрением». Он не мог бы гордиться сыном еще больше.

Библиотечные изыскания Форбса позволили Джеймсу познакомиться с впечатляющей математической работой Декарта. Именно тогда он принял решение, которое очень сильно повлияло на его научную карьеру: не предпринимать никакого исследования ни в одной области науки, не прочитав предварительно по данной теме работы всех предыдущих авторов. Максвелл также нашел небольшую ошибку в расчетах француза и усвоил, что даже самые лучшие ученые ошибаются. Это было не напрасно, поскольку он сам понял, что часто допускает неточности в расчетах.

Максвелл всегда спокойно относился к ошибкам в расчетах других ученых, но был абсолютно нетерпим к отсутствию честности и ясности по отношению к читателю. Он часто выражал глубокое недовольство физиком и математиком Симеоном Дени Пуассоном за то, что он «сказал неправду о способе изготовления барометров», а также физиком Андре-Мари Ампером за то, что тот опубликовал только свои лучшие эксперименты, демонстрировавшие взаимодействие между двумя электрическими проводами, когда по ним протекал электрический ток, и намеренно скрыл результаты (более грубые и менее ясные), благодаря которым открыл закон, носящий его имя.

Уильям Томсон, родившийся в Белфасте в 1824 году, в десять лет уже был студентом университета Глазго. Он обладал более чем примечательной способностью находить практическое применение научным знаниям. Благодаря ей ему удалось скопить небольшое состояние, которое он после окончания Кембриджского университета растратил во время недолгого пребывания в Париже. Через некоторое время после подобной экономической «неудачи» Томсону предложили кафедру натуральной философии в университете Глазго. Ему тогда было 22 года, и он остался на ней до самой смерти, несмотря на многочисленные предложения, которые получал в дальнейшем. Томсон посвящал свое время двум занятиям: исследованиям и работе в тогда еще новой сфере телеграфной связи (что приносило неплохие деньги). Первенство Британии в международной связи и подводном телеграфе стало возможным благодаря работам Томсона над проблемами передачи сигналов на большое расстояние. Также он запатентовал телеграфный аппарат, который был выбран как официальный аппарат всех телеграфных офисов Британской империи.

Портрет Уильяма Томсона кисти Губерта фон Геркомера, хранящийся в Музее Глазго.

Однажды в Оксфорде Томсон прослушал доклад молодого ученого по имени Джеймс Джоуль, в котором тот излагал результаты своих исследований природы тепла. Томсон не мог выбросить эти идеи из головы и впоследствии опубликовал статью «О динамической теории тепла». В данной работе он утверждал, что все процессы, в которых участвует тепло, могут быть объяснены, если признать существование двух фундаментальных законов. Один из них недавно сформулировал Джоуль — закон сохранения энергии. Другой, говорил он, показывает фундаментальную асимметрию природы: тепло спонтанно передается от теплого тела к холодному. Эти два закона — ключевые элементы термодинамики. Уильям Томсон, который получил титул барона Кельвина за свои заслуги и был председателем Лондонского королевского общества в течение пяти лет, скончался 17 декабря 1907 года в Ларгсе, Шотландия. Его состояние и достижения в области телеграфной связи оказались преданы забвению, остались только надгробная плита в Вестминстерском аббатстве и память о его интеллектуальном подвиге в науке.

Джеймс наслаждался двумя последними годами в школе, хотя в этот период перенес ряд болезней: несмотря на силу и атлетическое телосложение, он не обладал крепким здоровьем. Читал Джеймс запоем, что было чрезвычайно полезным для него, поскольку он обладал завидной способностью запоминать практически все из прочитанного. И когда Максвелл не был погружен в книжные страницы, он занимался тем, что сочинял стихи, соблюдая правильный размер и ритм. В 1847 году, когда закончилось его школьное обучение, Джеймс был первым в классе по математике и английскому языку, а также обладал призами за знание истории, географии и французского языка. По успеваемости в целом он был вторым в классе. Преподавательский состав академии, желая произвести впечатление на родителей будущих учеников, добавил новый предмет в учебный план: физические науки. Один из его одноклассников через некоторое время вспоминал, что Максвелл и Тэт знали по этому предмету больше, чем преподаватель...

Я вполне способен написать фантастическую формулу.

Максвелл о своих ошибках в расчетах

Время от времени Джеймс проводил время с сестрой своей матери, тетей Джейн. Она ясно понимала, в чем состоит ее задача: смягчить излишнюю неординарность своего племянника и научить его быть адекватным членом общества. Когда он застывал неподвижно, наблюдая за игрой света от свечей на стеклянной поверхности, она отвлекала его словами: «Джеймс, ты витаешь в облаках». Религия также присутствовала в юношеской жизни Максвелла; он посещал службы как англиканской, так и пресвитерианской церквей. Тетя посылала его на уроки катехизиса к своему другу Дину Рэмси, хорошему человеку, больше всего обеспокоенному тем, чтобы молодые люди не попадали под влияние новых религиозных организаций, которые возникали в стране. Такой, например, была Свободная пресвитерианская церковь Шотландии — ответвление национальной церкви этой страны, которая называлась Церковью Шотландии.

Но с Максвеллом подобные меры предосторожности были излишни. Вера стала одним из главных принципов, которые вели его по жизни, и она являлась плодом интенсивного личного размышления, практически не оставляя места для доктрины какой-либо секты.

Другим очень важным человеком для Максвелла был старший брат его матери, дядя Джон. Адвокат и судья по профессии, он разделял с отцом Джеймса страсть к технике. Однажды дядя Джон отвез племянника к одному из самых известных физиков-оптиков того времени, Уильяму Николя, который изобрел способ поляризации света с помощью призм, очень осторожно разрезая кристаллы исландского шпата. Его работа была столь удачной, что призмы, сделанные таким образом, носят название «призмы Николя». Джеймс настолько остался впечатлен визитом, что решил сам исследовать поляризацию света. Кроме того, Максвелл часто навещал свою двоюродную сестру Джемиму в Глазго. Она была замужем за Хью Блэкберном, профессором математики в университете, большим другом одного из самых великих физиков того времени, ставшим патриархом английской науки, — Уильямом Томсоном. Профессор натуральной философии разглядел в молодом Джеймсе огромный потенциал, и между ними завязалась дружба, которая длилась всю жизнь. Более того, он и Фарадей более других ученых повлияли на научную жизнь нашего героя.

А пока молодой Максвелл не терял ни минуты: он читал, писал или работал в своей лаборатории. Его единственным «вольным» развлечением была игра с диаболо, в которой он стал экспертом благодаря постоянной практике. Нет сомнений в том, что он стремился стать ученым, хотя отец считал, что ему следует изучать юриспруденцию. О карьере ученого для своего сына Джон не хотел и слышать.