Maxwell-ligningerne inspirerede Einstein
VERDEN PÅ FORMLER: James Clerk Maxwell opdagede, at alle elektromagnetiske fænomener kan beskrives ud fra fire ligninger. En konsekvens er, at elektromagnetiske bølger bevæger sig præcis med lysets hastighed.

James Clerk Maxwell knyttede som den første begreberne magnetisme og elektricitet sammen i fire berømte ligninger, her sammenskrevet til én.

James Clerk Maxwell knyttede som den første begreberne magnetisme og elektricitet sammen i fire berømte ligninger, her sammenskrevet til én.

Det var den danske fysiker H.C. Ørsted, der opdagede, at magnetisme og elektricitet er tæt forbundne fænomener.

Men det var skotten James Clerk Maxwell (1831-1879), der i 1873 knyttede dem sammen i sine berømte fire ligninger, som i overskriften er omskrevet til én. Maxwell opdagede ikke alene, at alle elektromagnetiske fænomener kan beskrives ud fra de fire ligninger. Han påviste også, at en konsekvens af ligningerne er, at elektromagnetiske bølger bevæger sig præcis med lysets hastighed.

»Deraf sluttede han, at lys simpelthen er elektromagnetiske bølger, og at man kan forklare alle lysfænomener som manifestationer af elektriske og magnetiske fænomener. Han blev på den måde den første til at beskrive, hvad lys egentlig er for noget,« fortæller Helge Kragh, der er professor i videnskabs- og teknologihistorie på Aarhus Universitet. 

Det største og det mindste

Maxwell, der også er kendt for sine bidrag til statistisk fysik og termodynamik, døde det år, Einstein blev født. Der er en tæt faglig forbindelse mellem de to.

Fakta

’Verden på formler’er 20 korte artikler om en fysisk, matematisk eller kemisk formel, der har haft afgørende indflydelse på vores opfattelse af verden.

Hvem udviklede formlen? Hvad betyder formlen konkret? Under hvilke omstændigheder blev den til? Hvordan blev den modtaget i samtiden? Og hvad har den betydet for udviklingen af den verden, vi kender i dag?

Dette er femte artikel i rækken, og denne gang gælder det Maxwell-ligningerne.

Flere af de centrale budskaber i Einsteins relativitetsteori ligger begravet i Maxwell-ligningerne, som blev lanceret 30 år tidligere end Einsteins teori om, at lysets hastighed er konstant uanset lysgiverens hastighed. Ifølge Helge Kragh var Einstein stærkt inspireret af Maxwell, der igen stod på skuldrene af andre naturvidenskabelige giganter som Ampère, Gauss, Faraday og som nævnt H.C. Ørsted.

Einstein beskrev Maxwells arbejder som 'det dybeste og mest frugtbare fysikken har oplevet siden Newton' – og med god grund, mener Helge Kragh.

»Det er imponerende og fascinerende, at Maxwells ligninger gælder i både det største og det mindste. Såvel det lys, som stjernerne udsender, som de kvantefænomener, der foregår på atomart plan, er i overensstemmelse med ligningerne – og de står akkurat lige så stærkt i dag som for 140 år siden,« siger han.

Teknologiske nyskabelser

Helge Kragh fortæller, at Maxwells ligninger har haft umådelig stor betydning for udviklingen af den verden, vi kender i dag.

James Clerk Maxwell (1831-1879), skotsk matematiker og fysiker. (Foto: Wikimedia)

Erkendelsen af, at spektret af elektromagnetiske bølger strækker sig fra røntgenbølger over lysbølger til radiobølger, udspringer af Maxwells teorier.

Derfor ville moderne teknologier såsom røntgen, tv, radio, mobiltelefoni og mikrobølgeovne sikkert ikke have eksisteret, hvis det ikke var for Maxwell.

»Samtidig bygger hele det moderne samfund på, at mennesker har brugt elektromagnetisme til at udvikle alt fra motorer til glødepærer og elforsyning. I moderne tid er Maxwells ligninger en forudsætning for den nye videnskabsgren fotonik, som anvender lys som kommunikationsmiddel i lyslederkabler og andre teknologiske nyskabelser,« forklarer Helge Kragh.

Artiklen er tidligere bragt i Magisterbladet.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.