제임스 클러크 맥스웰

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1. 개요

제임스 클러크 맥스웰은 1831년 스코틀랜드에서 태어난 19세기 물리학자이다. 그는 전자기학, 기체 분자 운동론, 색채 이론, 제어 이론 등 다양한 분야에서 중요한 업적을 남겼다. 특히, 맥스웰은 전기와 자기를 통합하는 전자기장 이론을 정립하여 빛이 전자기파의 일종임을 밝혀냈고, 맥스웰 방정식으로 전자기 현상을 설명하는 기본 법칙을 제시했다. 또한, 기체의 분자 운동론을 발전시키고, 색채 인지에 대한 연구를 통해 컬러 사진의 원리를 제시했다. 맥스웰의 이론은 전파공학, 통신공학, 전기공학 등 다양한 분야에 큰 영향을 미쳤으며, 알베르트 아인슈타인은 맥스웰의 업적을 높이 평가하며 그의 이론이 현대 물리학의 발전에 결정적인 영향을 미쳤다고 언급했다.

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제임스 클러크 맥스웰
기본 정보
맥스웰, 1870년대 경
이름	제임스 클러크 맥스웰
원어 이름	James Clerk Maxwell
출생일	1831년 6월 13일
출생지	에든버러, 스코틀랜드
사망일	1879년 11월 5일
사망지	케임브리지, 잉글랜드
안장 장소	파트론, 덤프리스와 갤러웨이
분야	물리학, 수학
종교	스코틀랜드 교회 장로
서명
교육
모교	에든버러 대학교 피터하우스, 케임브리지 트리니티 칼리지, 케임브리지
학문 지도 교수	윌리엄 홉킨스
주요 제자	조지 크리스털 호레이스 램 존 헨리 포인팅
경력
근무지	애버딘 대학교 마리샬 칼리지 킹스 칼리지 런던 케임브리지 대학교
케임브리지 대학교 캐번디시 물리학 석좌 교수	재임 시작: 1871년 재임 종료: 1879년 후임자: 레일리 경
연구 업적
주요 업적	맥스웰 방정식 통계 역학 변위 전류 맥스웰 관계식 맥스웰-베티 정리 맥스웰-볼츠만 분포 맥스웰-볼츠만 통계 맥스웰-슈테판 확산 맥스웰의 도깨비 맥스웰 구성 맥스웰 결합 기체 운동론 맥스웰 원판 맥스웰 속도 분포 맥스웰 응력 함수 맥스웰 정리 맥스웰 정리 (기하학) 맥스웰 물질 맥스웰-후버-헨키-폰 미제스 이론 맥스웰-바그너-실라스 편극 맥스웰 브리지 맥스웰 코일 맥스웰의 물고기 눈 렌즈 맥스웰의 반점 맥스웰의 바퀴 맥스웰의 열역학적 표면 토성의 고리 제어 이론 일관성 있는 단위계 카오스 이론 차원 분석 일반화된 원뿔 곡선 특이점 구조적 강성
수상
수상 내역	스미스 상 (1854년) 애덤스 상 (1857년) 럼퍼드 메달 (1860년) FRS (1861년) 베이커리안 메달 (1866년) 키스 메달 (1869–1871년)
기타
배우자	캐서린 듀어 (1858년 결혼)

2. 생애

제임스 클러크 맥스웰은 1831년 스코틀랜드 에든버러에서 태어나 에든버러 대학교와 케임브리지 대학교에서 교육받았다. 어린 시절 에든버러 아카데미에서 수학하면서 루이스 캠벨, 피터 구트리 테이트와 평생 친구가 되었고, 14세에 첫 과학 논문을 발표할 정도로 뛰어난 재능을 보였다.

1856년 애버딘의 마셜 칼리지(Marischal College) 과학철학 교수가 되었고, 1857년 토성의 고리에 대한 연구로 아담스상을 수상했다. 1858년에는 캐서린 메리 드워(Catherine Mary Dewar)와 결혼했다. 1859년에는 기체 분자의 속도 분포에 관한 맥스웰 분포를 발표하여 통계역학의 기초를 마련했다.

1860년 런던 킹스 칼리지 런던 응용과학 교수가 되었고, 1861년 빛의 삼원색을 이용해 최초의 컬러 사진을 촬영하는 데 성공했다. 같은 해, 에테르 속 와류 모델을 통해 앙페르 법칙을 유도하고, 빛이 전자기파의 일종임을 밝혔다. 이러한 연구들을 바탕으로 1864년 맥스웰 방정식을 발표하여 전자기학을 집대성했다.

1865년 킹스 칼리지를 사임하고 고향으로 돌아가 연구에 매진하다가, 1871년 케임브리지 대학교 실험 물리학 초대 교수로 임명되어 캐번디시 연구소 설립에 기여했다. 1874년 캐번디시 연구소 초대 소장이 되었고, 헨리 캐번디시의 실험을 재현하여 1879년 논문집을 발행했다.

맥스웰은 장로교 신자였으며, 과학 연구뿐만 아니라 종교적 신념도 깊었다. 그는 복음주의적 신앙을 가졌으며, 말년에는 스코틀랜드 교회의 장로로 활동했다.

1879년 복부암으로 48세의 젊은 나이에 사망했으며, 파턴 교회에 안장되었다. 그의 업적을 기리기 위해 웨스트민스터 사원에는 기념비가 세워져 있다.

2. 1. 어린 시절과 교육 (1831-1856)

맥스웰은 1831년 6월 13일 스코틀랜드 에든버러에서 태어났다.^[162] 그의 아버지는 변호사였던 존 클러크 맥스웰(John Clerk Maxwell)이고, 어머니는 프랜시스 케이 맥스웰(Francis Cay Maxwell)이었다. 맥스웰의 가족은 글렌레어 하우스(Glenlair House) 영지를 소유하고 있었다.^[29]

제임스 클러크 맥스웰의 출생지인 에든버러 인디아 스트리트 14번지는 현재 제임스 클러크 맥스웰 재단의 건물이다.

맥스웰은 8세에 어머니를 여의기 전까지 어머니에게 교육을 받았으며, 성경에 대한 지식이 뛰어났다.^[162] 이후 잘 맞지 않는 가정교사에게 양육되었다.^[33]

1841년, 맥스웰은 에든버러 아카데미에 입학했다.^[35] 그는 "멍청이"라는 별명으로 불리기도 했지만, 루이스 캠벨, 피터 구트리 테이트와 평생 친구가 되었다.^[38]^[39] 14세에 쓴 첫 과학 논문인 "타원 곡선과 여러 초점을 가진 곡선에 대한 설명"은^[41] 에든버러 대학교 교수 제임스 데이비드 포브스에 의해 에든버러 왕립 학회에 발표되었다.^[43]

1847년, 맥스웰은 에든버러 대학교에 입학하여,^[44] 윌리엄 해밀턴 경, 필립 켈랜드(Philip Kelland), 제임스 포브스에게 가르침을 받았다.^[21] 그는 편광된 빛의 특성에 관심을 가지고 연구하여, 광탄성을 발견했다.^[49]

1850년, 맥스웰은 케임브리지 대학교로 가서, 피터하우스를 거쳐 트리니티 칼리지에서 공부했다.^[52] 그는 윌리엄 홉킨스의 지도를 받았으며,^[56] 1854년 수학 학위를 받고 졸업했다.^[57] 졸업 후 트리니티에 남아 연구원으로 활동하며, 마이클 패러데이와 교류하였다.

2. 1. 1. 출생과 가족 배경 (1831-1839)

제임스 클러크 맥스웰은 1831년 6월 13일 스코틀랜드 에든버러의 중산층 가정에서 외아들로 태어났다.^[162] 그의 아버지는 변호사 존 클러크 맥스웰(John Clerk Maxwell)이었고, 어머니는 프랜시스 케이 맥스웰(Francis Cay Maxwell)이었다. 맥스웰의 아버지와 어머니 모두 재능 있는 가문 출신이었다. 맥스웰의 고조할아버지 존 클러크 경은 스코틀랜드 재무성 관리, 영국의 행정 관료, 작곡가였으며, 고고학, 건축학, 역사학, 천문학 등 여러 분야의 권위자였다.

맥스웰의 아버지는 페니쿠익(Penicuik)의 클러크(Clerk) 가문 출신으로, 페니쿠익의 클러크 남작 작위를 가지고 있었다. 그의 아버지의 형제는 6대 남작이었다.^[24] 그의 아버지는 "존 클러크(John Clerk)"라는 이름으로 태어났지만, 1793년 유아였을 때 미들비(Middlebie) 영지를 상속받으면서 자신의 이름에 "맥스웰(Maxwell)"을 추가하였다.^[21] 맥스웰 가문은 에 달하는 영지를 소유하고 있었다.^[29]

맥스웰은 어릴 적부터 조숙하고 똑똑한 아이로 알려져 있다. 그는 8살 때 성경의 시편 119편을 암송했다는 일화가 있다.^[162] 맥스웰은 어렸을 때부터 어머니에게 교육받은 덕분에 성서 지식이 뛰어났고 수학과 기하학을 쉽게 터득했다. 맥스웰의 가족은 그가 어렸을 때 커커드브라이트셔(Kirkcudbrightshire)의 글렌레어 하우스(Glenlair House)로 이사했다. 맥스웰은 세 살 때부터 움직이거나, 빛나거나, 소리를 내는 모든 것에 대해 "그게 뭐지?"라고 질문하며 호기심을 보였다.^[31]

2. 1. 2. 에든버러 아카데미 (1839-1847)

맥스웰은 명문 에든버러 아카데미에 입학했다.^[35] 학기 중에는 이모 이사벨라의 집에 머물렀다. 이때 그의 사촌 누나 제미마는 그의 그림에 대한 열정을 북돋아 주었다.^[36] 아버지의 시골 저택에서 고립된 채 자란 열 살의 맥스웰은 학교에 잘 적응하지 못했다.^[37] 첫해에 많은 것을 배워야 했기에, 그는 자신보다 한 살 많은 학생들과 함께 2학년에 편입해야 했다.^[37] 그의 행동거지와 갤러웨이 사투리는 다른 학생들에게 시골스럽게 들렸다. 첫 등교일에 수제화와 튜닉을 입고 온 그는 "멍청이"라는 불친절한 별명을 얻었다.^[38] 그는 그 별명을 여러 해 동안 불평 없이 받아들였다.^[39] 아카데미에서의 사회적 고립은 그가 루이스 캠벨과 피터 구트리 테이트를 만나면서 끝났는데, 이 두 소년은 나중에 저명한 학자가 되었다. 그들은 평생 친구로 남았다.^[21]

맥스웰은 어릴 적부터 기하학에 매료되어 공식적인 교육을 받기 전에 정다면체를 재발견했다.^[36] 2학년 때 학교 성경 전기상을 수상했음에도 불구하고 그의 학업 성적은 눈에 띄지 않았다.^[36] 그러다가 13세에 학교 수학 메달과 영어와 시 부문에서 1등을 차지했다.^[40]

맥스웰의 관심사는 학교 교육 과정을 훨씬 넘어섰고, 그는 시험 성적에 특별한 주의를 기울이지 않았다.^[40] 그는 14세에 그의 첫 번째 과학 논문을 썼다. 그 논문에서 그는 끈으로 곡선을 그리는 기계적인 방법과 타원, 카르테지안 오벌, 그리고 두 개 이상의 초점을 가진 관련 곡선의 성질을 설명했다. 1846년의 그 논문,^[21]^[42] "타원 곡선과 여러 초점을 가진 곡선에 대한 설명"^[41]은 맥스웰이 너무 어리다는 이유로 에든버러 왕립 학회에 제임스 포브스(에든버러 대학교 자연철학 교수)^[21]^[42]가 발표했다.^[43] 그 논문은 완전히 독창적인 것은 아니었는데, 르네 데카르트도 17세기에 이러한 다초점 타원의 성질을 연구했지만, 맥스웰은 그 구조를 단순화했다.^[43]

2. 1. 3. 에든버러 대학교 (1847-1850)

1847년, 맥스웰은 16세의 나이로 에든버러 대학교에 입학했다.^[35] 맥스웰은 수학과 과학에 재능을 보였지만, 아버지의 의견에 따라 법학 분야로 진출할 생각을 가지고 있었다. 그러나 당시 에든버러 대학교 교수였던 제임스 포브스는 맥스웰이 과학을 전공해야 한다고 맥스웰의 아버지를 꾸준히 설득했다. 맥스웰은 에든버러 대학교에서 편광에 의한 탄성 변형 관찰 연구 등을 수행했다.

2. 1. 4. 케임브리지 대학교 (1850-1856)

1850년, 맥스웰은 스코틀랜드를 떠나 케임브리지 대학교에서 공부하였다. 케임브리지 대학교 내의 피터하우스 대학(Peterhouse College^영어)에 입학했다가 곧 트리니티 대학으로 옮겼고 2학년 말에 장학생으로 선발되었다.^[33] 그는 이곳에서 윌리엄 홉킨스, 윌리엄 휴얼, 스톡스 등의 영향을 받았다.^[33]

맥스웰이 수학하던 시절, 케임브리지 대학에는 수학 분야의 최고상 수상자를 결정하는 트라이퍼스라는 시험이 있었는데, 이 시험은 케임브리지 대학 학생들의 학문적 경향에 많은 영향을 끼쳤다. 트라이퍼스 시험은 물리학이 해석동역학 형태로 수학 교과 과정에 포함되어 있어, 케임브리지 수학자들은 기하학적이고 역학적인 도구를 사용하는 것을 선호했고 물리학자들 또한 전기동역학을 다루면서 해석학적 도구를 많이 사용했다. 맥스웰이 전자기학을 연구할 때도 이러한 학문적 경향이 드러났다. 맥스웰은 1854년 트라이퍼스 시험에서 차석을 했고, 스미스 상을 위한 시험에서는 수석을 차지하며 케임브리지 대학을 졸업했다. 1855년, 24살에 트리니티 대학의 학사 학위 학자로 머물면서 특별연구원으로 선발되어 전기와 자기에 대한 실험을 주관하였고 색채 이론에 관한 연구를 하였다.^[33] 졸업 후에도 교수 자격을 얻기 위해 트리니티 칼리지에 남아 펠로우로서 연구와 학생 지도를 수행했고, 1855년 12월 10일에는 마이클 패러데이가 제창한 자기력선에 관한 논문을 발표했다. 이것이 계기가 되어 후에 패러데이와 교류하게 된다. 1856년 4월 30일 트리니티 칼리지 연구원이 되었다.^[33]

2. 2. 학문적 경력과 연구 활동 (1856-1871)

1856년 10월 15일, 맥스웰은 스코틀랜드 애버딘의 마셜 칼리지(Marischal College) 과학철학 교수가 되었다.^[85] 1856년 12월 16일 케임브리지 아담스상에 도전, 1857년 5월 30일 "토성의 고리의 구조와 안정성" 논문으로 수상했다.^[85] 이 논문에서 고리가 안정적으로 존재하려면 무수히 많은 입자로 구성되어야 한다는 결론을 내렸다. 1858년 2월 마셜 칼리지 학장의 딸 캐서린 메리 드워(Catherine Mary Dewar)와 약혼, 6월에 결혼했다. 1859년 9월 21일 기체 역학 이론 논문에서 개별 입자 속도 분포가 맥스웰 분포를 따른다고 발표했다.

1860년 마셜 칼리지와 킹스 칼리지(King's College) 통합으로 교수직을 잃었으나, 10월부터 런던 킹스 칼리지 런던(통합 학교와는 별개) 응용과학 교수가 되었다. 1861년 빛의 삼원색을 이용, 최초의 컬러 사진 촬영에 성공했고, 같은 해 기체 분자 운동론 논문을 발표, 에테르 속 와류 모델을 제안하여 앙페르 법칙을 유도했다. 빛이 전자기파의 일종임을 보였다. 같은 해 왕립 학회 회원이 되었다. 1864년 맥스웰 방정식을 발표했다.

1865년 4월 킹스 칼리지 런던 교수직을 사임하고 글렌레어로 돌아갔다. 1868년 논문에서 "전자파" 용어를 사용했고, 1871년 저서에서 맥스웰의 악마 사고 실험을 제시했다. 1871년 3월 8일 케임브리지 대학교 실험 물리학 초대 교수가 되어 캐번디시 연구소 설립에 공헌, 1874년 6월 16일 개소와 동시에 초대 소장이 되었다. 헨리 캐번디시 유고를 받아 실험을 재현, 1879년 논문집을 발행했다. 1877년 아담스상 심사위원이 되었다.

2. 2. 1. 애버딘 대학교 교수 시절 (1856-1860)

트리니티 대학 특별연구원으로 선발되었지만, 맥스웰은 아버지의 건강 악화로 고향인 스코틀랜드로 돌아가 애버딘의 마셜 칼리지(Marischal College) 자연철학 교수직을 맡게 된다.^[85] 당시 그는 많은 과학자들의 수수께끼였던 토성의 고리에 관심을 가졌다. 토성의 고리가 어떻게 유지될 수 있는지에 대해 2년을 연구한 맥스웰은 1857년 토성의 고리 구조에 관한 논문을 발표한다.^[85] 그는 토성의 고리가 작은 입자들로 이루어져야만 안정됨을 보였고, 그의 논문은 조지 에어리 경에게 ‘물리학에 대한 수학적 적용의 가장 훌륭한 예’라는 평가를 받았으며, 1859년 애덤스 상(Adams Prize)을 수상했다.^[85] 1980년대 미국의 우주선 보이저호에 의해 맥스웰의 예측은 옳다는 것이 증명되었다.^[85]

1858년 맥스웰은 마셜 칼리지 학장의 딸 캐서린 메어리 듀어(Katherine Mary Dewar)와 결혼하였다.^[85] 맥스웰 부부에 대한 기록은 많이 남아있지 않지만, 맥스웰은 아내를 지극히 사랑하였고 서로에게 매우 헌신적이었던 것으로 알려져 있다.^[85] 자신의 건강이 나쁠 때에도 마찬가지였다. 맥스웰은 3주 동안 밤에는 아내의 침대 곁에 앉아 있고, 낮에는 연구소의 일을 돌본 적도 있다고 한다.^[85] 이후 그는 독일의 물리학자 루돌프 클라우지우스가 쓴 기체의 분산에 관한 논문을 읽고 기체분자의 운동에 관해 관심을 갖게 된다.^[85] 그는 맥스웰 분포라고 알려진 기체 분자 속력에 관한 식을 유도하였는데, 이는 통계역학의 시초로 여겨진다.^[85]

2. 2. 2. 킹스 칼리지 런던 교수 시절 (1860-1865)

1860년 마셜 칼리지와 킹스 칼리지의 통합으로 교수직을 잃은 맥스웰은 같은 해 10월부터 런던의 킹스 칼리지 런던(언급된 통합 학교와는 별개)의 응용과학 교수직에 취임했다.^[91] 1861년에는 빛의 삼원색 각각의 필터를 끼고 촬영한 3장의 사진을 합성하여 최초로 컬러 사진 촬영에 성공했는데,^[91] 사진의 피사체는 타탄 리본이었고, 이 결과는 같은 해 5월 17일에 왕립 연구소에서 발표되었다. 또한 같은 해 기체의 분자 운동론 논문을 발표했다.^[91] 이 논문에서는 에테르 속에서 힘의 선을 따라 정렬된 와류가 깔려 있고, 그 사이에 작은 톱니바퀴와 같은 존재가 있어 맞물려 있다는 역학 모델을 제안했다. 이것은 현실적이지 않지만, 여기에서 정확한 앙페르 법칙이 처음으로 유도되었다. 또한 에테르를 탄성체로 간주하여 전기·자기의 힘에 의해 전파되는 파동의 속도를 구한 결과, 광속과 거의 일치하는 것이 밝혀졌다. 즉, 빛은 횡파이며, 전자기와 하나의 현상으로서 파악할 수 있다는 것을 알았다. 같은 해 왕립 학회 회원으로 선출되었다.^[91]

이러한 것들을 정리하여 와류를 사용하지 않고 설명할 수 있는 전자기장 모델인 '''맥스웰 방정식'''을 유도하여 1864년 왕립 학회에서 발표했다. 1864년(및 1870년)에는 맥스웰-베티의 상호작용 정리와 관련된 논문도 발표했다.

2. 2. 3. 케임브리지 대학교 교수 시절 (1871-1879)

1871년 맥스웰은 케임브리지 대학교로 돌아와 초대 캐번디시 물리학 교수가 되었다.^[89] 그는 캐번디시 연구소의 개발을 담당하여 건물의 진행 상황과 장비 구매의 모든 단계를 감독했으며,^[90] 1874년 6월 16일 연구소 개소와 동시에 초대 소장이 되었다.

맥스웰은 학생 개개인의 능력 계발을 돕는 데 힘썼다. 그의 가르침을 받은 리처드 글레이즈브룩은 영국 국립 물리 연구소의 초대 소장이 되었고, 윌리엄 네이피어 쇼는 영국의 기상학을 전문 수준으로 끌어올렸다. 제임스 부처는 변호사로 성공했으며, 그 외 많은 이들이 대학교수가 되었다.

1874년 데번셔 공작은 맥스웰에게 그의 삼촌 헨리 캐번디시의 미발표 전기실험 자료 편집을 맡겼다. 맥스웰은 남은 생애 동안 이 일에 매달렸으며, 해당 자료를 통해 쿨롱의 법칙을 쿨롱보다 효과적으로 증명하였다. 그는 캐번디시의 실험을 재현하여 1879년 논문집을 발행했다.

맥스웰은 1879년 11월 5일, 48세의 젊은 나이에 케임브리지에서 위암으로 생을 마감하였다.^[91]

2. 3. 말년과 죽음 (1865-1879)

1865년 맥스웰은 킹스 대학의 교수직을 사임하고 케임브리지 대학교의 교수가 되었으며, 1871년에는 캐번디시 연구소에서 연구하였다. 그는 캐번디시 연구소 사업에 전력을 기울였다. 또한 맥스웰은 물리학의 발전을 돕고 학생들이 각자의 능력을 개발할 수 있도록 지도했다. 맥스웰에게 가르침을 받은 학생 중 리처드 글레이즈브룩은 영국 국립 물리 연구소의 초대 소장이 되었고, 윌리엄 네이피어 쇼는 영국에서 기상학을 전문 수준으로 끌어올렸다. 제임스 부처는 변호사로서 성공하였고, 그 외 많은 사람들이 대학 교수가 되었다.^[93] 1873년에는 뉴턴의 <프린키피아> 이후 물리학 역사상 가장 잘 알려진 책이라고 할 수 있는 <전자기론>을 출판하였다. 이 논문에서 그는 자신의 전자기 이론의 또 다른 측면을 확장하여 설명했고, 4원수 개념을 전자기장 방정식에 도입하여 현대의 벡터 개념으로 표현하는 전자기장 방정식과 거의 닮은 모양으로 만들었다.

1874년에는 데번셔 공작이 맥스웰에게 그의 삼촌 헨리 캐번디시가 남긴 전기실험 작업의 미발표 자료를 편집하도록 맡겨 많은 시간을 할애했다. 맥스웰은 삶의 마지막 몇 해는 그 일을 하느라 시간을 보냈다. 그 실험 자료에서 그는 쿨롱의 법칙을 쿨롱보다 효과적으로 증명하였다. 이 때 케임브리지에서의 맥스웰의 영향력은 그가 속한 학과를 넘어섰고, 유럽까지 뻗쳤다.

1879년 4월, 맥스웰은 삼키는 데 어려움을 느끼기 시작했는데, 이는 그의 치명적인 질병의 첫 증상이었다.^[93] 그는 1879년 11월 5일, 48세의 나이로 케임브리지에서 복부암으로 사망했다.^[44] 그의 어머니도 같은 나이에 같은 유형의 암으로 사망했다.^[94]

그의 마지막 몇 주 동안 그를 정기적으로 방문했던 목사는 그의 명석함과 엄청난 기억력에 놀랐고, 그의 신앙심에 대해서도 다음과 같이 언급했다.

"그의 병은 그 사람의 온 마음과 영혼과 정신을 드러냈습니다. 성육신과 그 모든 결과에 대한 그의 확고하고 의심 없는 신앙, 속죄의 충분성에 대한 신앙, 성령의 역사에 대한 신앙. 그는 모든 철학적 계획과 체계를 측정하고 탐구했고, 그것들을 완전히 공허하고 만족스럽지 못한 것으로 발견했습니다—"실행 불가능한" 것이 그의 말이었습니다—그리고 그는 구세주의 복음으로 단순한 신앙으로 돌아섰습니다."

죽음이 다가오자 맥스웰은 케임브리지의 동료에게 "나는 내가 항상 얼마나 부드럽게 대해졌는지 생각해 왔습니다. 나는 평생 격렬한 충격을 받은 적이 없습니다. 내가 가질 수 있는 유일한 소망은 다윗처럼 하나님의 뜻에 따라 나의 시대를 섬기고, 그 후에 잠드는 것입니다."라고 말했다.^[54]

맥스웰은 그가 자란 곳 근처 갤러웨이 캐슬 더글러스에 있는 파턴 교회에 묻혔다.^[95] 그의 전 동급생이자 평생 친구인 루이스 캠벨 교수가 쓴 전기 ''제임스 클러크 맥스웰의 생애''는 1882년에 출판되었다.^[96]^[97] 그의 저서들은 1890년에 케임브리지 대학교 출판부에서 두 권으로 발행되었다.^[98]

맥스웰의 유산 집행자는 그의 주치의였던 조지 에드워드 페이지, G. G. 스토크스, 그리고 맥스웰의 사촌인 콜린 맥켄지였다. 과도한 업무에 시달린 스토크스는 맥스웰의 논문을 윌리엄 가넷에게 넘겼고, 가넷은 1884년경까지 논문을 효과적으로 보관했다.^[99]

웨스트민스터 사원 합창단 스크린 근처에 그를 위한 기념 비문이 있다.^[100]

3. 주요 업적

맥스웰은 전자기학, 기체 분자 운동론, 색채 이론, 제어 이론 등 다양한 분야에서 중요한 업적을 남겼다.
전자기학: 맥스웰은 패러데이의 전자기 유도 법칙을 수학적으로 정립하여 맥스웰 방정식을 만들었다. 맥스웰 방정식은 전기장과 자기장의 관계를 설명하는 네 개의 방정식으로, 빛이 전자기파의 일종임을 예측했다. 이는 19세기 물리학의 가장 위대한 업적 중 하나로 꼽힌다. 맥스웰은 1855년 캠브리지 철학회에 "패러데이의 힘선에 관하여" 논문을 발표하면서 전자기학 연구를 시작했고,^[111] 1861년 3월에는 "힘의 물리적 선에 관하여"를 출판했다.^[112]
기체 분자 운동론: 맥스웰은 기체 분자의 속도 분포를 나타내는 맥스웰-볼츠만 분포를 제시했다. 이는 기체의 성질을 통계역학적으로 설명하는 데 중요한 역할을 했다. 그는 열역학 연구를 통해 열역학 제2법칙을 위반하는 것처럼 보이는 맥스웰의 도깨비라는 사고 실험을 고안하기도 했다.^[134]
색채 이론: 맥스웰은 색채 시각 연구를 통해 삼원색 이론을 발전시켰고, 이를 바탕으로 최초의 컬러 사진을 시연했다. 그는 색채 인지, 색맹, 색채 이론에 관한 연구를 발표했으며, "색채 시각 이론에 관하여"라는 논문으로 럼퍼드 메달을 수상했다.^[123]
제어 이론: 맥스웰은 증기 기관의 속도를 조절하는 조속기에 대한 연구를 통해 제어 이론의 초기 발전에 기여했다. 그의 논문 "조속기(On governors)"는 이 분야의 중요한 문헌으로 여겨진다.^[138]

3. 1. 전자기학

맥스웰은 1855년 캠브리지 철학회에 "패러데이의 힘선에 관하여" 논문을 발표하면서 전기와 자기에 대한 연구를 시작했다.^[111] 이 논문에서 패러데이의 연구를 바탕으로 전기와 자기의 관계를 단순화한 모델을 제시했다. 이후 1861년 3월에는 "힘의 물리적 선에 관하여"를 출판했다.^[112]

1862년경 킹스 칼리지에서 강의하던 중, 맥스웰은 전자기장의 전파 속도가 광속과 거의 같다는 것을 계산했다. 그는 이를 단순한 우연이 아니라고 생각하여 "빛은 전기 및 자기 현상의 원인이 되는 동일한 매질의 횡파로 구성된다는 결론을 피할 수 없다"고 언급했다.^[72]

맥스웰은 전자기파 방정식을 통해 진동하는 전기장과 자기장의 파동이 빈 공간을 통해 전파될 수 있으며, 그 속도는 간단한 전기 실험으로 예측할 수 있음을 보였다. 당시 이용 가능한 데이터를 사용하여 310740000m/s의 속도를 얻었다.^[113] 1865년 논문 "전자기장의 역학적 이론"에서 맥스웰은 "결과의 일치는 빛과 자기가 같은 물질의 영향이며, 빛은 전자기 법칙에 따라 장을 통해 전파되는 전자기적 교란임을 보여주는 것 같다"고 주장했다.^[4]

맥스웰의 유명한 20개의 방정식은 1873년 그의 교과서 ''전기와 자기에 관한 논고''에 편미분 방정식의 형태로 처음 등장했다.^[114] 이 연구의 대부분은 맥스웰이 런던에서 재직하고 캐번디시 의장을 맡기 전, 글렌레어에서 수행되었다.^[72] 이후 올리버 헤비사이드가 맥스웰의 이론을 현재 맥스웰 방정식으로 알려진 네 개의 편미분 방정식으로 간소화했다.^[115]

맥스웰은 패러데이가 설명한 힘선과 비교하여 ''전자기장'' 개념을 도입했다.^[120] 그는 전자기파의 전파를 능동적인 입자에 의해 방출되는 장으로 이해함으로써 빛에 대한 연구를 진전시킬 수 있었다.

맥스웰은 빛의 전자기파설을 통하여 빛과 전자기학의 통합을 이루어 내었으며, 이는 19세기 수리물리학의 위대한 업적 중 하나로 평가된다.^[119]

3. 1. 1. 맥스웰 이전의 전자기학

맥스웰 이전에는 전기와 자기에 대한 이론이 분리되어 있었다. 전기에 대해서는 전하 사이에 작용하는 힘이 거리의 제곱에 반비례하고 전하량의 곱에 비례한다는 쿨롱의 법칙이 있었고, 자기에서는 비오-사바르 법칙이 있었다. 이 두 법칙에서 실험적으로 계산된 상수 k1, k2의 비의 제곱근은 파동의 속력을 의미했는데, 이는 실험적으로 계산된 빛의 속력과 같았다. 이를 바탕으로 맥스웰은 '빛은 전자기파의 일종이다'라는 맥스웰의 빛의 전자기파설을 제안했다.^[111] 1855년 맥스웰은 "패러데이의 힘선에 관하여"라는 논문을 캠브리지 철학회에 발표하여 패러데이의 연구를 바탕으로 전기와 자기의 관계를 단순화된 모델로 제시했다.^[111]

3. 1. 2. 맥스웰 방정식

맥스웰 이전에는 전기와 자기가 서로 다른 이론으로 설명되었다. 전기에서는 쿨롱의 법칙이, 자기에서는 비오-사바르 법칙이 사용되었다. 두 법칙에서 실험적으로 계산된 상수들의 비의 제곱근은 파동의 속력을 의미했는데, 이는 빛의 속력과 같았다. 이를 바탕으로 맥스웰은 '빛은 전자기파의 일종'이라는 빛의 전자기파설을 제안했다.

맥스웰의 전자기 법칙은 전자기파가 빛의 속력으로 전기장과 자기장에 수직으로 진행한다는 것을 보여준다. 맥스웰의 방정식은 여러 사람을 거쳐 수정되었고, 원래 10개가 넘었으나 후계자들에 의해 4개로 정리되었다.

맥스웰의 전자기장 방정식은 다음과 같다.

#

\oint _{S} ^\ {E}  \cdot  \hat{n} dS \ = \frac{1}{\epsilon_{0}} Q

#

\oint _{S} ^\ {B}  \cdot  \hat{n} dS \ = 0

#

\oint _{c} ^\ {E}  \cdot dl \ = - \frac{d}{dt} \int _{S} ^\ {B \cdot \hat{n} dS}

#

\oint _{c} ^\ {B}  \cdot dl \ = \mu_{0}I + \mu_{0}\epsilon_{0} \frac{d}{dt} \int _{S} ^\ {E \cdot  \hat{n} dS}

첫 번째 방정식은 가우스 법칙으로, 쿨롱의 법칙을 일반화한 것이다. 전하를 둘러싼 폐곡면을 나가는 전기력선의 수는 폐곡면 내부의 알짜 전하에 의해 결정된다.
두 번째 방정식은 가우스 자기 법칙이며, 폐곡면을 통과하는 자기 선속이 0임을 의미한다. 따라서 자기 홀극은 존재하지 않는다.
세 번째 방정식은 패러데이의 유도 법칙이다. 자속 밀도의 시간에 따른 변화가 전기장을 생성한다는 내용이다. 폐경로를 따른 전기장의 선적분(기전력)은 그 경로로 닫힌 면적을 통과하는 자기 선속의 변화율과 같다.
네 번째 방정식은 변위 전류로 수정된 앙페르 회로 법칙이다. 시간에 따라 변하는 전기장과 전류에 의한 자기장 생성을 설명한다. 맥스웰은 에테르 가정을 통해 변위 전류 개념에 도달했다.

이 방정식들은 19세기 전자기 이론을 완성했고, 20세기까지 영향을 미쳤다. 아인슈타인은 맥스웰 방정식에서 시공간 개념 혁신의 실마리를 찾아 일반 상대성 이론을 만들었다. 현대에는 양자장론이 입자 물리학의 기둥이 되었다.

맥스웰은 1855년 캠브리지 철학회에 발표된 논문 "패러데이의 힘선에 관하여"에서 전기와 자기를 연구했다.^[111] 이 논문은 패러데이 연구와 전기-자기 관계의 단순화된 모델을 제시했다. 그는 당시 지식을 20개 변수의 20개 미분 방정식으로 축소했고, 1861년 "힘의 물리적 선에 관하여"로 출판했다.^[112]

1862년 킹스 칼리지 강의 중, 맥스웰은 전자기장 전파 속도가 광속과 거의 같음을 계산하고, "빛은 전기 및 자기 현상의 원인인 동일 매질의 횡파"라고 언급했다.^[72]

맥스웰은 전자기파 방정식이 진동하는 전기장과 자기장의 파동이 빈 공간을 통해 전파됨을 예측하고, 단순한 전기 실험으로 속도 예측이 가능함을 보였다. 당시 데이터로 310740000m/s 속도를 얻었다.^[113] 1865년 논문 "전자기장의 역학적 이론"에서 "빛과 자기는 같은 물질의 영향이며, 빛은 전자기 법칙에 따른 전자기적 교란"이라고 썼다.^[4]

그의 20개 방정식은 1873년 교과서 ''전기와 자기에 관한 논고''에 편미분 방정식 형태로 처음 등장했다.^[114] 이 연구는 맥스웰이 런던과 캐번디시 의장직을 맡기 전 글렌레어에서 수행되었다.^[72] 올리버 헤비사이드는 맥스웰 이론을 4개의 편미분 방정식으로 축소했다.^[115]

맥스웰은 ''전자기장'' 개념을 도입했다.^[120] 전자기파 전파를 능동 입자에 의한 장으로 이해하여 빛 연구를 진전시켰다. 당시 맥스웰은 빛 전파에 광학적 에테르라는 매질이 필요하다고 믿었으나,^[120] 이는 마이컬슨-몰리 실험과 조화되지 않았다.^[121] 이 문제는 알베르트 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 통해 광학적 에테르 필요성을 제거하도록 이끌었다.^[122]

3. 1. 3. 에테르 모형

맥스웰 이전에는 전기와 자기에 대한 이론이 각각 따로 존재했다. 전기는 쿨롱의 법칙이, 자기에서는 비오-사바르 법칙이 있었다. 두 법칙에서 계산된 상수들의 비의 제곱근은 파동의 속력을 의미했고, 이것이 빛의 속력과 같다는 사실에서 맥스웰은 빛이 전자기파의 일종이라는 '맥스웰의 빛의 전자기파설'을 제안했다.

맥스웰의 전자기 법칙은 전자기파가 빛의 속력으로 전기장과 자기장에 수직으로 진행한다는 것을 의미한다. 맥스웰의 방정식은 다른 사람들을 거쳐 변형되었고, 그의 후계자들에 의해 정리되었다. Electromagnetic aether^영어 개념은 맥스웰 방정식을 만드는데 매우 중요했다. 전자기 현상을 역학적으로 이해하기 위해 에테르라는 개념을 가정했는데, 에테르는 광학적, 전자기적 효과를 전달하는 매질로 여겨졌다.

모든 공간은 물질로 가득 차 있어 빈 곳이 없고, 진공이 존재할 수 없다고 믿었다. 에테르가 모든 공간에 퍼져있다고 생각했고, 상호작용은 압력과 충격을 통해서만 일어날 수 있다고 생각했다. 맥스웰은 전기장을 설명하면서 에테르를 제시했다. 공간에 '유동'바퀴 역할을 하는 작은 입자들이 층을 갖는 탄성 에테르가 존재하고, 도선에 전류가 흐르면 에테르가 소용돌이를 형성한다. 회전하는 유동바퀴는 다음 층으로 회전을 전달하여 같은 방향으로 회전하는 소용돌이 고리의 두 번째 층을 형성한다. 유동 입자들의 초기 운동은 전기장과 관련이 있다. 이 효과는 일시적이며, 도선의 전류가 멈추면 초기 상태로 돌아가려는 에테르 때문에 반대 방향으로 돌아간다. 도선 안의 전류가 일정하면 전기 변위는 없고 자기장만 존재한다. 이는 패러데이의 유도 법칙을 설명한다.

당시 맥스웰은 빛의 전파에는 광학적 에테르라고 불리는 파동의 매질이 필요하다고 믿었다.^[120] 그러나 시간이 지나면서, 이러한 매질의 존재는 마이컬슨-몰리 실험과 같은 실험 결과와 맞지 않는다는 것이 밝혀졌다.^[121] 또한, 방정식이 유효하려면 절대적인 기준 좌표계가 필요했고, 움직이는 관찰자에 대해 방정식 형태가 바뀌는 문제점도 있었다. 이러한 어려움은 알베르트 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 통해 정지한 광학적 에테르의 필요성을 제거하도록 이끌었다.^[122]

3. 1. 4. 전자기학의 영향

맥스웰 이전에는 전기와 자기에 대한 이론이 분리되어 있었다. 전기에는 쿨롱의 법칙이, 자기에는 비오-사바르 법칙이 있었다. 두 법칙에서 계산된 상수들의 비의 제곱근이 파동 속력을 의미했고, 이것이 빛의 속력과 같다는 것을 바탕으로 맥스웰은 빛이 전자기파의 일종이라는 '맥스웰의 빛의 전자기파설'을 제시했다.

맥스웰의 전자기 법칙은 전자기파가 빛의 속력으로 전기장과 자기장에 수직으로 진행한다는 것을 의미한다. 맥스웰의 방정식은 다른 사람들에 의해 변형되고 정리되었다.^[111] 1855년 "패러데이의 힘선에 관하여" 논문이 캠브리지 철학회에 발표되었고,^[111] 1861년 3월에는 "힘의 물리적 선에 관하여"가 출판되었다.^[112]

1862년 킹스 칼리지 강의 중, 맥스웰은 전자기장 전파 속도가 광속과 거의 같음을 계산하고, "빛은 전기 및 자기 현상의 원인이 되는 동일한 매질의 횡파로 구성된다"고 언급했다.^[72] 1865년 논문 "전자기장의 역학적 이론"에서 맥스웰은 빛과 자기가 같은 물질의 영향이며, 빛은 전자기 법칙에 따라 전파되는 전자기적 교란임을 제시했다.^[4]

올리버 헤비사이드는 맥스웰 이론의 복잡성을 네 개의 편미분 방정식으로 축소했는데,^[115] 이것이 현재 맥스웰 방정식으로 알려져 있다. 맥스웰의 빛과 전자기학 사이의 정량적 연관성은 19세기 수리물리학의 업적 중 하나로 평가받는다.^[119]

맥스웰은 마이컬슨-몰리 실험으로 반증된 광학적 에테르 개념을 도입했지만,^[121] 그의 연구는 알베르트 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 영감을 주었다.^[122]

3. 2. 기체 분자 운동론

다니엘 베르누이가 제창한 기체 분자 운동론은 많은 과학자들을 통해 발달했지만 특히 이 분야에서 수학자이자 실험가인 맥스웰이 막대한 발전을 시켰다. 1866년, 맥스웰은 기체 분자 운동을 통계적으로 공식화하였다. 맥스웰은 분자 분포 법칙을 정의하고 여러 가지 방법으로 기체 이론에 적용하였다. 이는 물리학에 통계 법칙을 제시한 최초의 논문이었다.^[131]

맥스웰의 기체 분자 운동론은 기체 분자의 속도 분포를 다룬다. 그는 기체의 점성이 기체의 압력과 독립적이라고 예견했다. 맥스웰이 내린 결론은 기체가 서로 밀쳐 움직이는 무수한 분자로 구성돼 있다는 이론을 크게 발전시켰고, 이후 독일의 물리학자인 루트비히 볼츠만에 의해 분자들간의 에너지 분포를 나타낼 수 있도록 일반화되었다. 이것이 맥스웰-볼츠만 분포이다. 볼츠만은 맥스웰의 에너지 균등분배 원리를 일반화했다. 맥스웰-볼츠만 통계에 의하면 기체의 분포함수는 계의 전체 에너지(E), 기체의 절대 온도(T), 볼츠만 상수(k)와 비례 상수(C)로 표현되며,

f=Ce  ^{- {E} / {kT}}

가 된다. e는 자연 로그의 밑을 나타낸다. 제임스는 볼츠만의 연구결과를 다시 가져와 <물질의 관점에서 본 한 계의 에너지 평균 분포에 관한 볼츠만의 정리에 관해>라는 논문을 썼다. 제임스는 속도와 에너지 분포 이론을 새로운 방법으로 이끌어냈다. 이때 에너지 균등분배 원리가 자연스럽게 뒤따라오게 되었다.

1859년부터 1866년 사이에 그는 기체 입자의 속도 분포 이론을 개발했는데, 이후 루트비히 볼츠만에 의해 일반화되었다.^[132]^[133] 맥스웰-볼츠만 분포라고 불리는 이 공식은 어떤 온도에서든 특정 속도로 움직이는 기체 분자의 비율을 제공한다. 기체 운동론에서 온도와 열은 분자 운동만을 포함한다.

3. 3. 색채 이론

에든버러 대학교 학생 시절부터 빛깔 인지에 관심을 가졌던 맥스웰은 색소 혼합과 색깔 디스크 회전의 근본적인 차이를 발견했다. 그는 색의 삼원색인 빨강, 노랑, 파랑 대신 빛의 삼원색인 빨강, 초록, 파랑을 찾아냈고, 색과 빛의 혼합을 감산혼합과 가산혼합으로 나누었다. 회전혼합 실험을 통해 맥스웰은 맥스웰의 빛깔 삼각형(Maxwell's colour triangle^영어)을 발견했다.

아이작 뉴턴과 토머스 영의 뒤를 이어, 맥스웰은 특히 색채 시각 연구에 몰두했다. 1855년부터 1872년까지 색채 인지, 색맹, 색채 이론에 관한 연구를 발표했으며, "색채 시각 이론에 관하여"라는 논문으로 럼퍼드 메달을 수상했다.^[123]

아이작 뉴턴은 프리즘을 사용하여 태양광과 같은 백색광이 여러 단색 성분으로 구성되어 있으며, 이 성분들을 다시 결합하여 백색광을 만들 수 있다는 것을 보여주었다.^[124] 또한 노란색과 빨간색으로 만든 주황색 페인트가 두 가지 단색광인 노란색과 빨간색으로 구성되어 있지만 단색 주황색 광과 정확히 같아 보일 수 있다는 것을 보여주었다. 이것은 두 가지 복합광(둘 이상의 단색광으로 구성됨)이 똑같이 보일 수 있지만 물리적으로는 다를 수 있다는 ''메타머'' 현상이다. 토머스 영은 이 현상이 눈에 있는 제한된 수의 채널(3가지로 제안)^[125]을 통해 색상이 인지되기 때문이라고 설명했는데, 이것이 ''삼원색 이론''이다. 맥스웰은 선형 대수학을 사용하여 영의 이론을 증명했다.^[126] 즉, 세 가지 수용체를 자극하는 모든 단색광은 세 가지 다른 단색광의 집합으로 동일하게 자극될 수 있어야 한다. 그는 색상 일치 실험과 색채 측정을 고안하여 이를 증명했다.

맥스웰은 자신의 색채 인지 이론을 컬러 사진에 적용하는 데에도 관심이 있었다. 그의 색채 인지에 대한 심리학적 연구에서 세 가지 광원의 합으로 인지 가능한 모든 색상을 재현할 수 있다면 세 가지 색 필터 세트를 사용하여 컬러 사진을 만들 수 있다는 결론을 내렸다. 1855년 논문에서 맥스웰은 장면의 흑백 사진 세 장을 빨간색, 녹색, 파란색 필터를 통해 촬영하고, 유사한 필터가 장착된 세 개의 프로젝터를 사용하여 이미지의 투명 인화지를 스크린에 투영하면, 스크린에 중첩될 때 인간의 눈에는 장면의 모든 색상이 완벽하게 재현된 것으로 인지될 것이라고 제안했다.^[127]

1861년 색채 이론에 관한 왕립 연구소 강연에서 맥스웰은 이 삼색 분석 및 합성 원리를 이용하여 세계 최초로 컬러 사진 시연을 선보였다. 토마스 서튼이 단일 렌즈 반사식 카메라로 타탄 리본을 빨간색, 녹색, 파란색 필터를 통해 세 번 촬영했다. (시연에는 사용되지 않았지만 노란색 필터를 통해 네 번째 사진을 촬영했다.) 서튼의 사진 건판은 빨간색에 민감하지 않았고 녹색에는 거의 민감하지 않았기 때문에 이 실험의 결과는 완벽과는 거리가 멀었다. 발표된 보고서에는 "빨간색과 녹색 이미지가 파란색 이미지만큼 충분히 촬영되었다면" "그것은 리본의 진정한 색상 이미지가 되었을 것이다. 덜 굴절되는 광선에 더 민감한 사진 재료를 찾음으로써 물체의 색상 표현을 크게 개선할 수 있을 것이다"라고 언급되었다.^[82]^[128]^[129] 1961년 연구자들은 빨간색 필터로 노출한 것이 부분적으로 성공한 것처럼 보이는 것은 일부 빨간색 염료에서 강하게 반사되는 자외선 때문이며, 사용된 빨간색 필터에 의해 완전히 차단되지 않고 서튼이 사용한 습식 콜로디온 공정의 감도 범위 내에 있기 때문이라는 결론을 내렸다.^[130]

맥스웰이 1861년 강연에서 시연한 최초의 내구성 있는 컬러 사진 이미지

3. 4. 제어 이론

맥스웰은 1867년에서 1868년 사이에 발행된 ''왕립 학회 회보''(Proceedings of the Royal Society) 16권에 "조속기(On governors)"라는 논문을 발표했다.^[138] 이 논문은 초기 제어 이론의 중심적인 논문으로 여겨진다.^[139] 여기서 "조속기"는 증기 기관을 조절하는 데 사용되는 조속기 또는 원심 조속기를 가리킨다.

4. 평가와 영향

알베르트 아인슈타인은 제임스 클러크 맥스웰의 업적이 아이작 뉴턴보다 자신의 연구에 더 큰 영향을 주었다고 평가하며, 맥스웰의 전자기장 이론이 물리학의 패러다임을 전환하고 상대성이론과 양자역학의 발전에 중요한 토대가 되었다고 언급했다.

4. 1. 후대의 평가

알베르트 아인슈타인은 맥스웰을 다음과 같이 평가했다.^[1]

"맥스웰 이전에 사람들은 물리적 실재를 물질의 점으로 생각했다. 그 변화는 운동만으로 구성되어 상미분방정식을 따르는 것이었다. 맥스웰 이후로 사람들은 물리적 실재가 연속적인 장으로 나타난다고 생각했는데, 이것은 역학적으로 설명할 수 없고 편미분 방정식을 따른다. 실재의 개념에 관한 이러한 변화는 뉴턴 이후 물리학의 가장 심대하고 가장 풍성한 수확이다."
"물리학은 맥스웰 이전과 이후로 나뉜다. 그와 더불어 과학의 한 시대가 끝나고 또 한 시대가 시작되었다."

아인슈타인은 1920년대에 케임브리지 대학교를 방문했을 때, 자신의 업적은 아이작 뉴턴보다 맥스웰에게 더 큰 영향을 받았다고 말했다.^[1]

맥스웰의 친구이자 그의 평전을 집필한 루이스 캠벨(Lewis Campbell^영어)은 맥스웰에 대하여 다음과 같이 적었다.^[1]

"그(맥스웰)는 인간이 인식하는 주도적인 물리 법칙의 거대한 확실성을 줄이려고 끊임없이 노력했다. 마치 습관적으로 무한한 것들과 신비로운 교류를 하고 있는 것 같았다."

마이클 패러데이는 맥스웰에게 보낸 편지에서 다음과 같이 적었다.^[1]

"당신의 연구는 나에게 기쁨을 주었으며, 이 주제를 다룰 정도로 뛰어난 당신의 수학적 재능에 감탄했고, 그 다음에는 이 주제가 그렇게 정연한 것에 놀랐습니다."

5. 기타

맥스웰은 스코틀랜드 시를 좋아하여 직접 시를 쓰기도 했다.^[101] 그의 작품 중에는 로버트 번스의 코민 스루 더 라이(Comin' Through the Rye)를 바탕으로 한 ''강체가 노래한다(Rigid Body Sings)''가 잘 알려져 있으며, 기타를 치며 노래를 부르기도 했다.^[102] 그의 시 모음집은 1882년 친구인 루이스 캠벨(고전학자)에 의해 출판되었다.^[103]

맥스웰은 뛰어난 지적 능력과 함께 사회성이 부족하다는 평가를 받았다.^[104] 그는 과학자로서 "삶을 즐기고 자유롭게 행동하려면 매일의 과업을 항상 눈앞에 두어야 한다"는 격언을 남겼다.^[105]

맥스웰은 장로교도였으며, 말년에는 스코틀랜드 교회의 장로가 되었다.^[106] 그의 종교적 신념은 여러 논문의 주제가 되기도 했다.^[107]^[108]^[109]^[110] 그는 어린 시절 스코틀랜드 교회와 성공회 예배에 모두 참석했고, 1853년 4월 복음주의적 개종을 경험했다.^[109]

맥스웰의 주요 논문 및 저서는 다음과 같다.

발표 연도	제목
1848년	회전 곡선 이론에 관해
1850년	탄성 고체의 평형에 관해
1855년	눈으로 인지한 빛깔에 관한 실험, 패러데이의 역선에 관해 1부
1856년	패러데이의 역선에 관해 2부
1858년	토성 고리의 운동의 안정성에 관해
1860년	기체의 역학적 이론에 관한 묘사, 혼합한 빛깔의 이론과 스펙트럼의 빛깔의 관계에 관해
1861년	물리적 역선에 관해 1, 2부
1865년	힘의 역비례 모양과 역비례 다이어그램에 관해, 전자기장의 역학적 이론^[140]
1866년	공기와 다른 기체의 점도 또는 내적 마찰에 관해
1867년	기체의 역학적 이론에 관해
1868년	속도 조절기에 관해
1870년	언덕과 골짜기에 관해
1871년	열이론
1873년	전기와 자기에 관한 논문집
1876년	물질과 운동
1879년	물질의 관점에서 본 한 계의 에너지 평균 분포에 관한 볼츠만 정리에 관해, 온도의 변동이 야기한 희박화 기체에서의 스트레스에 관해, 헨리 캐번디시 각하의 전기연구
1878년	브리태니커 백과사전 9판: 원자^[141], 인력^[142], 에테르^[143]
1911년	브리태니커 백과사전 11판: 모세관 현상^[144], 도표^[145], 패러데이, 마이클^[146]

맥스웰의 수상 경력은 다음과 같다.

1854년: 스미스상을 에드워드 라우스와 공동 수상.
1857년: "토성의 고리의 구조와 안정성"에 대한 논문으로 애덤스상 수상.
1860년: 럼퍼드 메달 수상.
1866년: 베이커리안 메달 수상.
1869년 - 1871년: 키스상

5. 1. 성격과 신념

맥스웰은 스코틀랜드 시를 매우 좋아하여 시를 암송하고 직접 시를 쓰기도 했다.^[101] 그중 가장 잘 알려진 작품은 로버트 번스의 "코민 스루 더 라이(Comin' Through the Rye)"를 바탕으로 한 ''강체가 노래한다(Rigid Body Sings)''이다. 그는 기타를 치면서 이 시를 불렀던 것으로 알려져 있다.^[102] 시의 첫 구절은 다음과 같다.

>몸이 몸을 만나면

>

>공중을 날아다닌다.

>

>몸이 몸을 치면,

>

>날아갈까? 어디로?

그의 시 모음집은 1882년 친구인 루이스 캠벨(고전학자)에 의해 출판되었다.^[103]

맥스웰에 대한 묘사에서는 그의 놀라운 지적 능력과 사회성 부족이 함께 언급된다.^[104]

맥스웰은 과학자로서 자신의 행동 지침으로 다음과 같은 격언을 남겼다.

> 삶을 즐기고 자유롭게 행동하려면 매일의 과업을 항상 눈앞에 두어야 한다. 어제의 일은 절망에 빠지지 않도록, 내일의 일은 공상가가 되지 않도록, 하루가 끝나는 세속적인 일도, 영원히 남는 일만도 아니다. 왜냐하면 그 일로는 행동을 형성할 수 없기 때문이다. 오늘의 일을 삶의 과업의 일부분으로, 영원한 과업의 구현으로 인식할 수 있는 사람이 행복하다. 그의 확신의 기반은 변하지 않는다. 그는 무한의 일부가 되었기 때문이다. 그는 현재가 소유물로 주어졌기 때문에 매일의 일을 열심히 해낸다. ^[105]

맥스웰은 복음주의 장로교도였으며, 말년에는 스코틀랜드 교회의 장로가 되었다.^[106] 맥스웰의 종교적 신념과 관련 활동은 여러 논문의 주제가 되어 왔다.^[107]^[108]^[109]^[110] 어린 시절 스코틀랜드 교회(아버지의 종파)와 성공회(어머니의 종파) 예배에 모두 참석했던 맥스웰은 1853년 4월 복음주의적 개종을 경험했다. 이 개종의 한 측면은 그를 반실증주의적 입장과 일치시켰을 수 있다.^[109]

5. 2. 주요 논문 및 저서

발표 연도	제목
1848년	회전 곡선 이론에 관해
1850년	탄성 고체의 평형에 관해
1855년	눈으로 인지한 빛깔에 관한 실험, 패러데이의 역선에 관해 1부
1856년	패러데이의 역선에 관해 2부
1858년	토성 고리의 운동의 안정성에 관해
1860년	기체의 역학적 이론에 관한 묘사, 혼합한 빛깔의 이론과 스펙트럼의 빛깔의 관계에 관해
1861년	물리적 역선에 관해 1, 2부
1865년	힘의 역비례 모양과 역비례 다이어그램에 관해, 전자기장의 역학적 이론^[140]
1866년	공기와 다른 기체의 점도 또는 내적 마찰에 관해
1867년	기체의 역학적 이론에 관해
1868년	속도 조절기에 관해
1870년	언덕과 골짜기에 관해
1871년	열이론
1873년	전기와 자기에 관한 논문집
1876년	물질과 운동
1879년	물질의 관점에서 본 한 계의 에너지 평균 분포에 관한 볼츠만 정리에 관해, 온도의 변동이 야기한 희박화 기체에서의 스트레스에 관해, 헨리 캐번디시 각하의 전기연구
1878년	브리태니커 백과사전 9판: 원자^[141], 인력^[142], 에테르^[143]
1911년	브리태니커 백과사전 11판: 모세관 현상^[144], 도표^[145], 패러데이, 마이클^[146]

5. 3. 수상 경력

1854년: 스미스상을 에드워드 라우스와 공동 수상.
1857년: "토성의 고리의 구조와 안정성"에 대한 논문으로 애덤스상 수상. 이 논문에서 고리가 안정적으로 존재하기 위해서는 무수히 많은 입자로 구성되어야 한다는 결론을 내렸다.
1860년: 럼퍼드 메달 수상.
1866년: 베이커리안 메달 수상.
1869년 - 1871년: 키스상

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