詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831年6月13日-1879年11月5日），英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人， 统计物理学 的奠基人之一。
麦克斯韦于1831年6月13日出生在英国 爱丁堡 。 1847年，他在 爱丁堡大学 开始学习数学与物理 ，后转至 剑桥大学 并于1854年毕业。 麦克斯韦在剑桥期间发表了关于 电磁学 的开创性论文， 并随后在 苏格兰 阿伯丁 马里夏尔学院担任 自然哲学 教授。1858年，他发表了关于土星光环稳定性的研究。 1860年，麦克斯韦成为 伦敦国王学院 的教授，并于1861年入选伦敦皇家学会。期间，他发展了电磁作用的力学模型，引入了 位移电流 的概念，并提出了描述电磁现象的基本 微分 方程组 。 1871年，麦克斯韦被任命为 亨利·卡文迪许 实验 物理学教授，并成为卡文迪什实验室的首任主任。他在1879年11月5日于剑桥逝世。
麦克斯韦所作的《论电和磁》被视为物理学经典之一，他提出的麦克斯韦 电磁学 理论对物理学产生了深远影响。 他在光学领域提出了光谱色、饱和度和照度三个光学变量的区分。 在力学领域，他推广了用偏振光测量 应力 的方法，并提出 桁架 内力的图解法。 他在 热力学 、 统计物理学 和其他领域也取得了成就，被认为是气体动理论的创始人之一。 1931年，在纪念麦克斯韦诞生100周年时， 阿尔伯特·爱因斯坦 把麦克斯韦的 电磁场 贡献评价为“自 牛顿 时代以来物理学所经历的最深刻最有成效的变化。”
人物生平
早年经历
1831年6月，麦克斯韦出生于 苏格兰 的 爱丁堡 ，其父约翰·克拉克（John Clark）是一名律师。 詹姆斯 出生后不久，约翰·克拉克继承了先祖的遗产，便举家搬迁至柯尔库布里郡的格伦菜尔。麦克斯韦母亲去世后，约翰·克拉克为麦克斯韦找来一位私人教师指导他学习。1841年，麦克斯韦进入爱丁堡学会就读。
崭露头角
麦克斯韦在1845年因一篇关于 圆锥曲线 几何作图 的论文获得奖励，1847年进入 爱丁堡大学 ，并在学报上发表两篇科学论文。1850年他转至 剑桥大学 深造，期间发表了《论法拉第的力线》等论文，标志着他开始专注于 电磁学 领域的研究，并获得了三一学院的奖学金。
1856年，麦克斯韦成为马里夏尔学院的 自然哲学 教授，并在1857年的 亚当斯奖 竞赛中研究 土星环 的运动。他通过研究资料得出土星环不可能是连续固体或液体环的结论，并认为这些形态都会影响环的稳定性。麦克斯韦因此获得了1857年度的 亚当斯奖 ，其研究成果得到了 英国 皇家天文学家 乔治·艾里 （George Biddle Avery）爵士的高度赞赏。
投身工作
1860年，麦克斯韦离开 阿伯丁 港前往伦敦皇家学院任教，在一年中要花9个月进行教学的同时进行 电磁学 领域的研究并做出许多成就。1864年，麦克斯韦向 伦敦皇家自然知识促进学会 递交 电磁学 论文，为证明电流产生 电场 和 磁场 的原理以及电场与磁场之间的关联性，他采用数学工具建立4个数学方程式，即“麦克斯韦方程”。通过该 方程组 在解释 电磁感应 现象的同时，提出光实质是一种 电磁波 的观点，首次将光学和电磁学联系在一起。 同年，麦克斯韦发表《色视觉理论》的论文，用数学语言对 三原色 理论进行论证，并指出色盲症的根源是对红色色感的缺少导致，而他也因此获得 拉姆福德奖章 。次年，麦克斯韦首次提出实现 彩色摄影 的具体方案，通过红绿蓝三种颜色对黑白照片进行叠加从而获得彩色照片，最后三原色理论也成为当代彩色摄影的基础理论。
1865年，麦克斯韦回到 苏格兰 的格伦莱尔，从事研究气体运动，在詹姆斯·焦耳（James Joule）等人研究气体运动的基础下，他认识到并非所有气体分子都按照同一速度进行运动。随后他又经过推导求出气体中分子按照某一速度运动的百分比公式。
英年早逝
1871年，麦克斯韦在物理学上所获得的成就而被 剑桥大学 聘请为首位卡文迪实验物理学教授，而他在上任三年后，创建 亨利·卡文迪许 实验室，同时担任该实验室第一任主任。之后的麦克斯韦投入到 卡文迪什 留下的科学草稿的整理工作中，期间还放弃自己的研究，最后麦克斯韦在整理期间身患癌症，于1879年11月去世。
科研成就
电磁学
麦克斯韦是经典电磁理论的奠基者之一。他接受并系统地概括 迈克尔·法拉第 的基本思想和实验法则，并对它们进行富有创造性的数学解释、推广和补充。在他的论文《论法拉第的力线》中，他提出电流与 磁场 之间的 导数 关系式，这标志着他首次利用数学工具来描述力线概念。在1861年至1862年间，他构思了电磁作用的力学模型，引入 位移电流 的概念，并指出变化的 电场 可以引发出“ 涡旋 磁场”，从而对法拉第的电磁学做出实质性的补充。1864年，麦克斯韦在位移电流和 电荷守恒定律 相容的前提下提出了联系着电荷、电流、电场和磁场的基本微分 方程组 。这一方程组经过后人的整理和改写，成为经典电动力学的主要基础—— 麦克斯韦方程组 。而电磁现象的规律得以用数学形式严谨地描述，标志着物理学历史上的一个重要里程碑，也成为了所有场论的典范。
麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程是一组描述 电场 、 磁场 与电荷密度、 电流密度 之间关系的 偏微分方程 ，由四个定律组成:描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的 高斯磁定律 、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变 磁场 如何产生电场的 法拉第 感应定律。
式中， 为磁场强度 为 电场 强度 为 电位移 向量 ，用于描述电场的辅助 物理量 ，用符号 表示，其定义式为 ，式中， 为电场强度； 为 极化 强度： 为真空 介电常数 ， 为电位移 为磁感应强度 为总电荷密度
光学
麦克斯韦在1849年在 爱丁堡 的福布斯实验室开始色混合实验。实验主要是观察一个快速旋转圆盘上的几个着色 扇形 所生成的颜色。麦克斯韦和福布斯首先做出的一个实验是使红、黄、蓝组合产生灰色，但失败了。接着，麦克斯韦又改进了他们的色螺旋盘。当色盘旋转的时候，这些颜色就在眼睛中混合起来。通过反复实验、比较，麦克斯韦根据各种颜色显露的角度，列出色 方程 式。实验后，麦克斯韦正确地区分了三个新的光学变量——色彩（光谱色）、色辉（饱和度）、色荫（照度）。他证明：各种颜色都可由三种光谱刺激源的混合配成。并证实了托马斯·扬关于色视觉的三个 感受器 的理论，证明了 色盲 的原因是一个或多个感受器的无效。1861年，麦克斯韦在皇家研究院向听众们映示第一张三原色彩色照片，为后来的光学研究和彩色照片的诞生打下基础。
力学
麦克斯韦在力学方面的贡献主要有：1853年推广用偏振光测量 应力 的方法；1864年提出结抅力学中 桁架 内力的图解法，指出桁架形状和内力图是一对互易图，并提出求解 静不定 桁架位移的单位载荷法。1868年对粘弹性材料提出一种模型（后称 麦克斯韦模型 ），并引进松弛时间的概念。同年在《论调节器》中分析了 蒸汽机 自动调速器和钟表机构的运动稳定性问题。1870年将G.R.艾里提出的 弹性力学 中的应力函数由二维推广到三维，并指出它应满足双调和 方程 。1873年给出荷电系统中 引力 和斥力引起的 应力 场。
土星光环理论
麦克斯韦于1858年发表的论文《土星光环》。在这篇论文中，麦克斯韦首先考虑了 皮埃尔-西蒙·拉普拉斯 关于固体环的理论，并确定了一个任意形状的稳定条件。他根据环在 土星 中心造成的势列出了运动方程式，并通过数学推导得出了环的稳定性条件。他证明了除非特殊情形，几乎每个可以想象的环都是不稳定的，但是这种特殊情形的固体环在不均匀的应力下会瓦解掉，因此固体环的理论假设是不能成立的。麦克斯韦进一步审查了各种环的稳定性，将光环的运动分解为四种，并得出结论认为光环的稳定性取决于切向力的结果，指出定义切向力的参数必须在特定范围内。
热力学与统计物理学
麦克斯韦在热力学与统计物理学领域也做出重要贡献，他被视为气体动理论的创始人之一。1859年，麦克斯韦首次运用统计规律提出麦克斯韦速度分布律，为从 微观 量求统计平均值找到更准确的方法。1866年，他提出一种新的推导方法，用于分析分子按 速度分布 函数，该方法基于对正向和反向碰撞的分析。之后他引入弛豫时间的概念，并发展了一般形式的输运理论，将其应用于扩散、 热传导 和气体内摩擦过程。1867年，他引入了“ 统计力学 ”这个术语。麦克斯韦擅长运用数学工具分析物理问题，精确地表达科学思想。他非常重视实验，在他的领导下，卡文迪什实验室成为世界知名的学术中心之一。
主要论文与著作
论物理的力线
在这篇论文中，麦克斯韦首次提出 位移电流 概念，并假设了有旋 电场 的存在，指出这种场的电力线是闭合的
电磁场的动力学理论
麦克斯韦建立了电磁现象的完整的力学模型，把握住隐藏在纷繁的电磁现象背后浮现出来的某些本质特征之后，便放弃了牵强的磁 涡旋 和 惰轮 性电粒子的构想，在实验事实和普遍的 动力学 原理的基础上，提供一个全新的理论框架一电磁场的动力学理论
论气体动力学理论
麦克斯韦放弃气体分子的钢球模型和三个速度无关的假定，在更严格的条件下重新推导自己的气体 速度分布 规律，使之建立在更为严密的基础之上，随后又提出 能量均分定理
社会任职
荣誉奖项
个人生活
麦克斯韦性格羞怯沉默且从小稍有口吃，但他在讨论自己所感兴趣的物理问题时，就像是换了一个人一样，变得口齿伶俐，浑身散发着因灵感进发而兴奋不已的光芒。大多数时候，麦克斯韦还是一副文质彬彬、温和寡言的样子，这样的性格并不招学生喜欢，只有极少数的优秀学生能够跟得上他跳跃的思路和简洁的语言。
人物关系
人物轶事
在麦克斯韦尚小时，有次父亲叫他画静物写生，对象是插满金菊的花瓶。麦克斯韦画毕，父亲便笑了起来。因为满纸涂的都是 几何图形 ：花瓶是 梯形 ，菊花成了大大小小一簇圆圈，还有一些奇奇怪怪的三角形，大概是表示叶子的。父亲觉得麦克斯韦似乎很有数学天赋，便开始教他 几何学 ，后来又教他 代数 ，从此麦克斯韦就与数学结下了不解之缘。
人物评价
“我们当中的一部分人在我们之后还会活着，他们或大或小地影响着整个人类和 宇宙 。这就是不朽的灵魂。灵魂有大有小…… 莎士比亚 和 艾萨克·牛顿 的灵魂是惊人地大。这种人在他们去世后依然有美好的影响。麦克斯韦就是这种人当中的一个。他的灵魂依然会长久地活在更多人的心中，乃至在几百年后还像闪亮的 恒星 那样发出耀眼的光芒，这些恒星发出的光须好多年才能到达 地球 。”—— 亥维赛 （Hevester）（ 英国 物理学家）
“麦克斯韦的建树是 艾萨克·牛顿 以来，物理学最深刻和最富有成果的工作。”——爱因斯坦（物理学家）
“他的工作成就非常引人注目。其实相对于他提出的卓越观点而言，他的个性更加突出。他的思路敏捷而富有跳跃性，让人难以捉摸，言谈之间常常是一个题目还没有讲完就跳到另一个题目上。”——威廉·汤姆逊（ 英国 数学家、物理学家）
“麦克斯韦将数学应用于物理问题，这是我曾经遇到过的最出色的解决方法。”—— 乔治·艾里 （ 英国 皇家天文学家）
“几万年以来，从漫长的人类史来看，毫无疑问，麦克斯韦提出的 电磁学 理论是19世纪最重大的发现。”—— 理查德·费曼 （物理学家）
后世纪念
麦克斯韦基金会
为纪念麦克斯韦对科学做出的巨大贡献，传递他淡泊名利、严谨治学的精神，爱丁堡成立麦克斯韦基金会，并将 印度 街14号作为麦克斯韦基金会的场所，供来自各地的科学家们交流，同时展览麦克斯韦的手稿和照片。
麦克斯韦缝
土星环 之间的缝隙以 苏格兰 物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的名字命名，他证明了土星环必须由无数个单独的粒子组成，而不是固体的同心环。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦大厦
James Clerk Maxwell 大楼 （JCMB） 是 爱丁堡大学 国王大楼的行政和教学中心，位于市中心以南约 2 英里处。