"Jokainen meistä jättää eläissään maailmaan jonkin merkin, hyvän tai pahan, ja jatkaa elämäänsä ihmiskunnassa". Tämä on eräänlaista sielun kuolemattomuutta; sieluja on pieniä ja suuria, kuten Shakespeare ja Newton, jotka elävät parhaimmillaan vasta jätettyään kuolevaisen tomumajansa. "Maxwell kuului heidän joukkoonsa. Hänen sielunsa elää ja kasvaa kauaksi tulevaisuuteen, ja tuhansien vuosien päästä se paistaa meille yhtenä menneisyyden kirkkaista tähdistä".
Näin pohdiskeli entinen lennätinvirkailija Oliver Heaviside päiväkirjassaan vuonna 1886. Hänen käsityksensä jakoi kahdeksankymmentä vuotta myöhemmin nobelfyysikko Richard Feynman, joka totesi: "Ihmiskunnan historian pitkästä perspektiivistä käsin ... ei ole epäilystäkään, että 19. vuosisadan merkittävin tapahtuma on Maxwellin sähködynamiikan lakien löytäminen".
He olivat molemmat oikeassa. Skotlantilainen James Clerk Maxwell kuuluu fysiikan kirkkaimpaan pantheoniin Newtonin ja Einsteinin rinnalle. Hän oli mies joka selitti valon luonteen ja sen tehdessään muovaili ensimmäisen yhtenäisteorian. Maxwell oivalsi näet, että valo, sähkö ja magnetismi ovat saman perusilmiön eri ilmentymiä.
Mutta siinä missä Einstein ja Newton ovat saavuttaneet ikoniset mittapuut, Maxwell on liki tuntematon. Jopa syntymämaassaan Skotlannissa hän on, skottilaisen kollegani sanoin, yhtä tuntematon kuin suomalainen nobelkirjailija.
James Clerk Maxwell syntyi vuonna 1831 ja kuoli syöpään vain 48 vuoden ikäisenä. Maxwell on haudattu pieneen, suomalaisen olohuoneen kokoiseen rauniokirkkoon Parton-nimisessä kyläpahasessa lounais-Skotlannissa. Hautojen ympäröimä kirkko kasvaa ruohoa, eikä sillä ole kattoa. Tämä ei totisesti ole paikka minne pyhiinvaeltajat saapuvat bussilasteittain. Maxwellin muistoa vaalii ainostaan paikallisen kyläpostin vanha hoitaja, mr Callander, joka postin yhteydessä olevassa olohuoneessaan esittelee ylpeänä Maxwell-kirjallisuuttaan. Hänen hopeahapsinen sisarensa tuijottaa televisiota kun mr Callander esittelee lehtileikkeitään. Hän kaivaa kirjojensa välistä jopa Maxwellin omakätisen kirjeen, jossa tämä lupautuu maksamaan osan jostakin aidasta. Mr Callanderin vieraskirjaan on ikuistettu vain muutama kymmenen vierailijaa vuosittain. Jack the Ripperkin on suuremmassa jälkimaineessa.
Maxwellin vaipuminen unholaan on merkillistä, varsinkin kun tiedämme, miten keskeinen sija sähköllä on elämässämme. Sen ja magnetismin yhteys oli alkanut selvitä 1800-luvun alkuvuosikymmeninä. Englantilainen Michael Faraday, köyhän sepän poika, oli kokeellisissa tutkimuksissaan todennut, että liikkuva magneetti aiheutti sähkövirran. Tämä seikka on oikeastaan koko modernin, teollistuneen maailmamme kulmakivi. Mutta sähkön ja magnetismin olemus oli vielä tuolloin hämärän peitossa.
Eräs tärkeä kysymys oli, miten nopeasti sähkö kulki. Ensimmäisen varteenotettavan kokeen teki vuonna 1746 ranskalainen Abbe Jean-Antoine Noellet kahdensadan kartusiaanimunkin avutuksella. Tuohon aikaan paristoa ei vielä oltu keksitty, mutta sähköpurkauksia pystyttiin tuottamaan. Jokainen munkki pantiin kannattelemaan kahdeksanmetristä rautajohtoa, joka liitettiin naapurimunkkien johtoihin. Näin syntyi puolentoista kilometrin johdin, jonka päästä sähköimpulssi sysättiin liikkeeseen. Sen jälkeen Abben oli enää tarkkailtava, kuinka nopeasti munkit saivat sähköiskun. Tulos oli: käytännössä samanaikaisesti. Sähkön nopeus siis oli liki ääretön eikä kukaan voi väittää, että kirkko olisi ollut pelkästään tieteen kehityksen jarruna.
Faradayn havainnoista Maxwell tiesi, että magneetin voima ei ole itse magneettisessa kappaleessa vaan sitä ympäröivässä kentässä. Sekä sähkö että magnetismi ovat avaruuteen levittäytyneitä voimakenttiä. Maxwell pystyi osoittamaan, että sähkömagneettinen häiriö eteni täsmälleen valon nopeudella. Siitä hän päätteli, että myös itse valo on sähkömagneettinen ilmiö. Tämä oli todella syvällinen oivallus.
Maxwell ei ollut lahjakas lapsi. Koulussa hänen liikanimensä oli "Daftie" eli "Torvelo". Teini-iässä Maxwell sitten puhkesi äkkiä intellektuaaliseen kukkaan. Hän opiskeli Edinburghissa ja Cambridgessä, ja vuonna 1860 hänet nimitettiin Lontoon King's Collegen professoriksi. Viisi vuotta myöhemmin hänen isänsä kuoli, ja Maxwell erosi virastaan ja vetäytyi kotitilalleen Glenlairiin. Siellä hän vietti vaimoineen skotlantilaisen lairdin elämää samalla kun valmisteli päätyötään, kirjaa "Treatise on Electricity and Magnetism". Se ilmestyi vuonna 1873; tuolloin Maxwell oli jo suostuteltu hylkäämään Skotlanti ja ottamaan vastaan professuuri Cambridgessa.
Maxwellin teoria ei heti ollut suuri menestys. Syy oli se, että "Treatise" oli sekava ja vaikealukuinen, ja varsinainen asia oli haudattu monenkirjavien tarkastelujen joukkoon. Maxwellin työn merkityksen esille kaivaminen jäi pienen mutta asiastaan vakuuttuneen joukon harteille. Maxwellin kuolemaa seuranneina kahtena vuosikymmenenä irlantilainen George FitzGerald, englantilainen Oliver Lodge ja ennen kaikkea fysiikan viimeinen amatööri, Oliver Heaviside, ponnistelivat Maxwellin teorian puolesta. Vastapoolina olivat käytännön nimeen vannovat teoriavihamieliset insinöörit, ja panoksena lennätin, jota niin osuvasti on kutsuttu viktoriaaniseksi internetiksi.
Lennätin mullisti 1800-luvun tiedonkulun. Sitä pitkin viuhahtivat uutiset, pörssitiedot ja kaikenlainen juoruilu; lennättimellä tehtiin huijauksia ja sen välityksellä rakastuttiin; 1870-luvulla peräti kolmannes New Yorkin lennätinoperaattoreista oli naisia. Tässä yksi monista nyyhkytarinoista: erään bostonilaisen kauppamiehen tytär rakastui isänsä kirjuriin, jonka vimmastunut isäpappa lähetti Englantiin. Kirjurin laiva seisahtui kuitenkin New Yorkissa, jolloin rakastavaiset ehättivät naimisiin lennättimen välityksellä.
Ensimmäinen merenalainen lennätinkaapeli laskettiin Britannian ja Tanskan välille, mutta kunnianhimoinen päämäärä oli yhdistää Eurooppa ja Amerikka. Transatlanttinen kaapeli saatiinkin lasketuksi vuonna 1858 kirkonkellojen, tykinlaukausten, ja yleisen mediamylläkän säestämänä. The Times vertasi tapahtumaa Kolumbuksen Amerikan-löytöön. Ongelmana oli kuitenkin, että pitkillä matkoilla morsetus muuttui käsittämättömäksi puuroksi. Morsepisteitä ja -viivoja vastaavat sähköimpulssit levenivät matkatessaan ja peittivät lopulta toisensa. Itse asiassa transatlanttisen kaapelin toiminta oli äärimmäisen epäluotettavaa ja hidasta, ja kuukausi käyttöönottonsa jälkeen se mykistyi täysin.
Oliver Heaviside oli törmännyt signaaliongelmiin toimiessaan Great Northern Telegraph Companyn operaattorina. Hän oli syntyisin liki dickensiläisistä oloista, eikä hänellä ollut ollut mahdollisuutta yliopisto-opintoihin. Heaviside oli kuitenkin matemaattisesti hyvin lahjakas ja itseoppinut. Hän oli myös eksentrinen, lievästi paranoidinen ja kaiken hyvän päälle vielä puolikuuro, minkä vuoksi joutui lopulta eroamaan lennätinyhtiön palveluksesta. Vuodesta 1876 hän eleskeli lähes erakkona vanhempiensa kanssa Lontoon Camden Townissa ainoana intohimonaan sähkömagnetismi. Kuin viidakkoon tunkeutuva tutkimusmatkailija hän raivasi tiensä Maxwellin Treatisen ytimeen, ja selvitystensä tuloksista hän kirjoitteli "The Electrician"-nimiseen lehteen.
"The Electrician" oli insinööreille ja liikemiehille tarkoitettu viikkolehti, jonka äveriäs omistaja halusi palvelevan myös ylevämpiä tarkoituksia. Heavisiden artikkelit olivat raskaita ja matemaattisesti monimutkaisia, eikä lehden lukijakunta varmaankaan ymmärtänyt niistä mitään. Näin Heaviside julkaisi Maxwellin yhtälöt niiden modernissa muodossa ensi kerran, ilman fanfaareja ja yleisön sitä ymmärtämättä kuparilankoja ja pattereita mainostavien ilmoitusten välissä.
Maxwellin teorian vahvistus tuli sitten odottamattomalta suunnalta. Saksassa nuori Heinrich Hertz onnistui havaitsemaan sähkömagneettisen säteilyn aiheuttaman sähkökipinän säteilyn aallonpituuden suuruisessa johtimessa. Hertz saattoi käsitellä sähkömagneettista säteilyä kuin valoa, esimerkiksi heijastaa sitä. Valo siis oli vain pieni kaistale koko sähkömagneettisesta spektristä. Kunnon teorian tavoin Maxwellin yhtälöt selittivät vanhat, tunnetut ilmiöt, ja ennustivat samalla jotakin kokonaan uutta. Niiden perusteella saattoi ymmärtää myös lennättimen toimintaperiaatteet, mutta ironista kyllä, samalla Maxwellin yhtälöt antoivat epäsuoran kuoliniskun viktoriaaniselle internetille. Sähkömagnetismin perustalle saattoi nimittäin rakentaa uuden, vieläkin paremman laitteen, puhelimen.
Maxwell itse kuvitteli, että värähtelevät sähkö- ja magneettikentät edustivat eetterin värähtelyä aivan samaan tapaan kuin meren aallot ovat vain vetisen väliaineen laineilua. Einstein, luottaessaan ennemmin Maxwellin kuin Newtonin yhtälöihin, siivosi sitten suhteellisuusteoriassaan eetterihypoteesin pois fysiikasta. Maxwellin teorian merkityksen voikin parhaiten nähdä jälkiviisauden valossa. Se toimi sekä suhteellisuusteorian että kvanttifysiikan kätilönä, ja se on modernin hiukkasfysiikan kaikkien yhtenäisteorioiden prototyyppi. Heaviside aavisti aivan oikein: Maxwellin sielu on kasvanut ja käynyt kirkkaammaksi.
Maxwellin yhtenäisteoria ei syntynyt filosofisesta tarpeesta vaan yksinkertaisesti siksi, että luonnonilmiöt, kun niitä tarkkaan havainnoi, paljastivat sukulaisuutensa. Mutta vaikka Maxwellin sielu ohjailisi yhtenäisteorioiden kehittelyä tänäkin päivänä, pyhiinvaeltajaa se ei kuitenkaan hemmottele. Parton on syrjäinen kylä, ja Maxwellin kotitila on siitä vielä kymmenen mailin hankalan matkan päässä. Yksikaistainen kärrytie mutkittelee Partonista Glenlairiin vihreän taivaan halki, jota kansoittavat lampaat ovat kuin liikkumattomia pilviä. Varsinainen päärakennus on tulen 1920-luvulla raunioittama. Tilan nykyinen omistaja, entinen armeijan kapteeni, asuu viereisessä palvelijain talossa. Pieni osa vanhasta kartanosta on korjattu asuttavaksi, ja siellä pitää majaa kapteenin puolikuuro äiti. Loput Glenlairista on kummitustalona: katto puuttuu, sisällä tummat tiilet ovat putoilleet seinistä, ja tuuli lonksuttaa ikkunaluukkuja lasittomissa ikkuna-aukoissa. Täällä Maxwell kirjoitti valon, sähkön ja magnetismin yhtenäisteorian.
"Tiesin heti että olette ulkomaalaisia", kapteeni jylisi kun esittäydyimme. "Skotlantilaiset eivät koskaan käy täällä". Hän on ylpeä Glenlairin kytköksestä Maxwelliin, mutta samalla näreissään siitä ja huomauttaa kärkkäästi asuneensa tilalla pidempään kuin Maxwell. Joskus Glenlairia oli ehdotettu korjattavaksi eläkkeelle vetäytyneiden fyysikoiden lepokodiksi, mutta siitä ei tullut mitään. "A home for retired physicists, like you", kapteeni selittää. Hengästyneenä Glenlairin pyhitetystä maaperästä, Maxwellin alati kasvavan sielun paiste selässäni ja kenties liioitellussa nöyryyden tilassa kuulen kapteenin skottimurteen sanovan: "A home for retarded physicsts, like you".
Kari Enqvist