Джеймс Клерк Максвелл народився в Единбурзі 13 червня 1831. Незабаром після народження хлопчика батьки відвезли його в свій маєток Гленлер. Тут жили і померли його батьки, тут довго жив і похований він сам.
Коли Джеймсу було вісім років, до дому прийшло нещастя: тяжко захворіла його мати і незабаром померла. Тепер єдиним вихователем Джеймса став батько, до якого він на все життя зберіг почуття ніжної прихильності і дружби. Джон Максвелл був не тільки батьком і вихователем сина, а й його найвірнішим другом.
Незабаром настав час, коли хлопчикові треба було починати вчитися. Спочатку запрошували вчителів додому. Але шотландські домашні вчителі були такими ж грубими і неосвіченими, як і їхні англійські колеги, з таким сарказмом і ненавистю описані Діккенсом. Тому вирішено було віддати Джеймса в нову школу, яка мала гучну назву Единбурзька академія.
Хлопчик поступово втягнувся в шкільне життя. Він став з великим інтересом ставитися до уроків. Особливо йому подобалася геометрія. Вона на все життя залишилася одним з найсильніших захоплень Максвелла. Геометричні образи і моделі зіграли величезну роль у його науковій творчості. З неї почався науковий шлях Максвелла.
Максвелл закінчив академію в одному з перших випусків. На прощання із школою він склав гімн Единбурзькій академії, який дружно і з захопленням співали її вихованці. Тепер перед ним відчинилися двері Единбурзького університету.
Будучи студентом, Максвелл виконав серйозне дослідження з теорії пружності, що отримало високу оцінку фахівців. І тепер перед ним постало питання про перспективу його подальшого навчання в Кембриджі.
Найстаршим коледжем Кембриджа був заснований у 1284 році коледж св. Петра (Пітерхауз), а найбільш знаменитий - коледж св. Трійці (Трініті-коледж), заснований в 1546 році. Славу цього коледжу створив його знаменитий вихованець Ісаак Ньютон. Пітерхауз і Трініті-коледж і були послідовно місцем перебування в Кембриджі молодого Максвелла. Після короткого перебування в Пітерхаузі Максвелл перевівся в Трініті-коледж.
Обсяг знань Максвелла, потужність його інтелекту і самостійність мислення дозволили йому досягти високого місця у своєму випуску. Він зайняв друге місце.
Молодий бакалавр був залишений в Трініті-коледжі в якості викладача. Але його хвилювали наукові проблеми. Крім його старого захоплення геометрією і проблемою квітів, якими він почав займатися ще в 1852 році, Максвелл зацікавився електрикою.
20 лютого 1854 Максвелл повідомляє Томсону про свій намір «атакувати електрику». Результатом «атаки» був твір "Про фарадееві силові лінії» - перше з трьох основних праць Максвелла, присвячених вивченню електромагнітного поля. Слово «поле» вперше з'явилося в тому самому листі Томсону, але ні в цьому, ні в подальшому творі, присвяченому силовим лініям. Максвелл його не вживає. Це поняття знову з'явиться тільки в 1864 році в роботі «Динамічна теорія електромагнітного поля».
Восени 1856 Максвелл вступив на посаду професора натуральної філософії Марішаль-коледжу в Абердіні. Кафедра натуральної філософії, тобто кафедра фізики в Абердіні, до Максвелла, по суті справи, не існувала, і молодому професорові потрібно було організовувати навчальну та наукову роботу з фізики.
Перебування в Абердіні ознаменувався важливою подією і в особистому житті Максвелла: він одружився на дочці голови Марішаль-коледжу Даніеля Дьюара Кетрін Мері Дьюар. Відбулася ця подія в 1858 році. З цього часу і до кінця життя подружжя Максвелл проходили свій життєвий шлях рука об руку.
У 1857-1859 роках вчений провів свої розрахунки руху кілець Сатурна. Він показав, що рідке кільце при обертанні зруйнується що виникають у ньому хвилями і розіб'ється на окремі супутники. Максвелл розглядав рух кінцевого ряду таких супутників. Важкі математичні дослідження принесло йому премію Адамса і славу першокласного математика. Премійовані твір було видано в 1859 році Кембриджським університетом.
Від вивчення кілець Сатурна цілком природним був перехід до розгляду рухів молекул газу. Абердінскій період життя Максвелла закінчився виступом його на зборах Британської асоціації 1859 з доповіддю «Про динамічну теорію газів». Цей документ поклав початок багаторічним і плідним дослідженням Максвелла в області кінетичної теорії газів і статистичної фізики.
Так як кафедру, де працював Максвелл, закрили, вченому довелося підшукувати нову роботу. У 1860 році Максвелла обирають професором натуральної філософії Кінг-коледжу в Лондоні. Лондонський період ознаменувався публікацією великої статті «Пояснення до динамічної теорії газів», яка була опублікована в провідному англійською фізичному журналі «Філософський журнал» в 1860 році. Цією статтею Максвелл зробив величезний внесок у нову галузь теоретичної фізики - статистичну фізику. Засновниками статистичної фізики в її класичній формі вважаються Максвелл, Больцман і Гіббс.
Літо 1860 перед початком осіннього семестру в Лондоні подружжя Максвелл провели в родовому маєтку Гленлер. Проте відпочити і набратися сил Максвеллу не вдалося. Він захворів віспою у важкій формі. Лікарі побоювалися за його життя. Але надзвичайне мужність і терпіння відданою йому Кетрін, яка робила все, щоб виходити хворого чоловіка, допомогли їм здобути перемогу над страшною хворобою. Таким важким випробуванням почалася його лондонська життя. У цей період свого життя Максвелл опублікував велику статтю про квіти, а також роботу «Пояснення до динамічної теорії газів». Але головна праця його життя був присвячений теорії електрики.
Він публікує дві основні роботи по створеній ним теорії електромагнітного поля: «Про фізичні силові лінії» (1861-1862) і «Динамічна теорія електромагнітного поля» (1864-1865). За десять років Максвелл виріс у великого вченого, творця фундаментальної теорії електромагнітних явищ, що стала поряд з механікою, термодинамікою та статистичною фізикою одним з підвалин класичної теоретичної фізики.
У цей же період життя Максвелл розпочав роботи по електричним вимірюванням. Він був особливо зацікавлений в раціональній системі електричних одиниць, так як створена ним електромагнітна теорія світла грунтувалася тільки на збігу відносини електростатичних і електромагнітних одиниць електрики зі швидкістю світла. Цілком природно, що він став одним з активних членів «Комісії одиниць» Британської асоціації. Крім того, Максвелл глибоко розумів тісний зв'язок науки і техніки, важливість цього союзу як для прогресу науки, так і для технічного прогресу. Тому з шістдесятих років і до кінця життя він невтомно працював в області електричних вимірювань.
Напружене лондонське життя погано відбилося на здоров'я Максвела і його дружини, і вони вирішили пожити у своєму родовому маєтку Гленлер. Це рішення стало неминучим після важкого захворювання Максвелла в кінці літнього відпочинку 1865 року, який він, як звичайно, проводив у своєму маєтку. Максвелл залишив службу в Лондоні і п'ять років (з 1866 по 1871) прожив в Гленлері, виїжджаючи зрідка в Кембридж на іспити, і лише в 1867 році за порадою лікарів здійснив подорож до Італії. Займаючись у Гленлері господарськими справами, Максвелл не залишав наукових занять. Він напружено працював над головною працею свого життя «Трактатом з електрики і магнетизму», написав книгу «Теорія теплоти», важливу роботу про регулятори, ряд статей з кінетичної теорії газів, брав участь у зборах Британської асоціації. Творче життя Максвелла в селі тривала настільки ж інтенсивно, як і в університетському місті.
У 1871 році Максвелл видав у Лондоні книгу «Теорія тепла». Цей підручник користувався великою популярністю. Учений писав, що метою його книги «Теорія тепла» було виклад учення про теплоту «в тій послідовності, в якій воно розвивалося».
Незабаром після виходу «Теорії тепла» Максвелл отримав пропозицію зайняти знову організовану кафедру експериментальної фізики в Кембріджі. Він погодився і 8 березня 1871 був призначений кавендішським професором Кембриджського університету.
У 1873 році виходять «Трактат з електрики і магнетизму» (у двох томах) та книга «Матерія і рух».
«Матерія і рух» - це невелика книжка, присвячена викладу основ механіки.
«Трактат з електрики і магнетизму» - головна праця Максвела і вершина його наукової творчості. У ньому він підвів підсумки багаторічної роботи з електромагнетизму, що почалася ще на початку 1854 року. Передмова до «Трактату» датована 1 лютого 1873. Дев'ятнадцять років працював Максвелл над своєю основною працею!
Максвелл розглянув всю суму знань з електрики і магнетизму свого часу, починаючи з основних фактів електростатики і кінчаючи створеної ним електромагнітної теорії світла. Він підвів підсумки боротьби теорій дальнодії і близькодії, що почалася ще за життя Ньютона, присвятивши останній розділ своєї книги розгляду теорій дії на відстані. Максвелл не висловився відкрито проти існуючих до нього теорій електрики; він виклав фарадеевскую концепцію як рівноправну з пануючими теоріями, але весь дух його книги, його підхід до аналізу електромагнітних явищ були настільки нові і незвичайні, що сучасники відмовлялися зрозуміти книгу.
У знаменитому передмові до «Трактату» Максвелл так характеризує мету своєї праці: описати найбільш важливі з електромагнітних явищ, показати, як їх можна виміряти і «простежити математичні співвідношення між вимірюваними величинами».
Закони механіки Максвелл вважає основними законами природи. Не випадково тому в якості фундаментальної передумови до основних своїм рівнянь електромагнітної теорії він викладає основні положення динаміки. Але разом з тим Максвелл розуміє, що теорія електромагнітних явищ - це якісно нова теорія, не зводиться до механіки, хоча механіка і полегшує проникнення в цю нову галузь явищ природи.
Головні висновки Максвелла зводяться до наступного: змінне магнітне поле, що розпочинається змінюється струмом, створює в навколишньому просторі електричне поле, яке в свою чергу порушує магнітне поле, і т.д. Мінливі електричні та магнітні поля, взаємно породжуючи один одного, утворюють єдине змінне електромагнітне поле - електромагнітну хвилю.
Він вивів рівняння, що показують, що магнітне поле, створюване джерелом струму, поширюється від нього з постійною швидкістю. Виникнувши, електромагнітне поле поширюється в просторі із швидкістю світла 300000 км / с, займаючи все більший і більший обсяг. Д. Максвелл стверджував, що хвилі світла мають ту ж природу, що і хвилі, які виникають навколо проводів, в якому є змінний електричний струм. Вони відрізняються один від одного тільки завдовжки. Дуже короткі хвилі і є видиме світло.
У середині сімдесятих була опублікована робота Максвелла «Про динамічні доказі молекулярної будови тіл», що представляє важливе доповнення до його «Теорії тепла» і його робіт з кінетичної теорії газів.
У 1874 році він починає велику історичну роботу: вивчення наукової спадщини вченого XVIII століття Генрі Кавендіша і готує її до друку. Після досліджень Максвелла стало ясно, що Кавендіш задовго до Фарадея відкрив вплив діелектрика на величину електроємності і за 15 років до Кулона відкрив закон електричних взаємодій.
Роботи Кавендіша з електрики з описом експериментів зайняли великий том, що вийшов в 1879 році під назвою «Статті з електрики високоповажного Генрі Кавендіша». Це була остання книга Максвелла, випущена за його життя. 5 листопада 1879року Джеймс Максвелл помер.