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《數學心》第292章 奧利弗・亥維賽改良麥克斯韋方程組
  這些天才科學家取得的輝煌成就,奠定了現代學科的理論基礎,為20世紀人類科技的全面騰飛創造了條件。

  以我們通信行業為例,目前我們最前沿的通信科技,不管是5G,還是Wi-Fi 6,都是基於電磁理論發展起來的技術。而電磁理論,就是18~19世紀奠基完成的。

  麥克斯韋,全名是詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(James Clerk Maxwell),英國著名物理學家、數學家。除了奠定電磁理論、開創經典電動力學之外,他還是統計物理學的奠基人之一。

  麥克斯韋的人生經歷可以說是非常平淡,既沒有大富大貴,也沒有大起大落。

  1831年6月13日,麥克斯韋在蘇格蘭愛丁堡出生。他的父親是一位辯護律師,名叫詹姆斯·克拉克。之所以會多出一個“麥克斯韋”姓氏,是因為克拉克家族和麥克斯韋家族關系深厚,小麥克斯韋的曾祖母就來自麥克斯韋家族。小麥克斯韋他爹還繼承了麥克斯韋家族的一些地產。

  幼年時期的麥克斯韋,雖然家境殷實,但因為口音濃重等問題經常遭到同齡人的嘲笑,所以性格比較孤僻,不太喜歡講話。他的教育,主要是由他的母親在負責。

  8歲那年,麥克斯韋的母親患病去世,導致他變得更加沉默寡言。

  不過,幸運的是,麥克斯韋的父親並沒有放棄對他的關愛,積極鼓勵和陪伴他成長。他父親發現,兒子經常畫一些幾何圖形,於是,親自教導他學習數學。

  當時,他父親還聘請了一名家教對他進行指導。然而,這名家教對小麥克斯韋極為尖酸刻薄,經常責罵他遲鈍、任性。於是,他父親在1841年11月辭退了這名家教,將小麥克斯韋送到久負盛名的愛丁堡公學就讀。

  這一期間,小麥克斯韋住在他的姨母伊薩貝拉家中。這位姨母對小麥克斯韋進行了悉心的照顧和教育,給他的人生造成了很多正向的影響。姨母的女兒,也就是小麥克斯韋的表姐,傑邁瑪,激發了小麥克斯韋在繪畫方面的興趣和熱愛。據不可靠消息,傑邁瑪也是小麥克斯韋的初戀對象。

  15歲的時候,麥克斯韋在愛丁堡皇家協會學報上,發表了自己的第一篇論文——《卵形線》(Oval Curves),在當地引起了不小的轟動。

  1847年,16歲的麥克斯韋如願進入了愛丁堡大學。此時的他,是班上年紀最小的學生,但成績卻總是名列前茅。他專攻數學物理,同時也接受了實驗物理學、邏輯學等學科的嚴格訓練。

  1850年,在征得父親同意的情況下,他轉入劍橋大學。起初,他就讀於彼得學院,後來,按個人意願,轉入了三一學院。在三一學院,他獲選加入了劍橋大學秘密的精英社團——劍橋使徒。

  在三一學院就讀時的麥克斯韋,手上拿的是自己發明的比色環。

  1851年,他開始跟隨著名數學家威廉·霍普金斯學習數學。

  1854年,也就是23歲的時候,麥克斯韋以第二名的成績從劍橋大學三一學院數學系畢業,留校任教。

  1855年,麥克斯韋讀到了大神法拉第的著作《電學實驗研究》,被書中各種各樣的電磁感應實驗所吸引,正式開始研究電磁學,從此一發不可收拾。

  1856年,麥克斯韋來到蘇格蘭阿伯丁的馬歇爾學院,擔任自然哲學教授。當時他只有25歲,

比其他教授至少年輕15歲。  1858年6月,麥克斯韋迎娶了馬歇爾學院院長丹尼爾·迪尤爾的女兒——凱瑟琳·瑪麗·迪尤爾(Katherine Mary Dewar)。凱瑟琳比麥克斯韋大7歲,個子也比麥克斯韋高,長相美麗且性格開朗。兩人婚姻生活非常和諧美滿、浪漫甜蜜,後來育有兩個女兒。

  1860年,馬歇爾學院與阿伯丁國王學院合並成為阿伯丁大學。盡管麥克斯韋已有一定的影響力,但仍未爭取到新學校的自然哲學教授職位,而且申請愛丁堡大學相同職位也未成功。無奈之下,經人介紹,麥克斯韋到倫敦國王學院任自然哲學和天文學教授。

  此時的麥克斯韋,進入了自己人生階段中最為高產的一段時期。他在電磁領域的幾篇重要論文,都發表於這一時期。1861年,麥克斯韋當選為倫敦皇家學會會員。

  1865年,麥克斯韋辭去教職,和凱瑟琳一起回到家鄉格倫萊爾,開始系統地總結電磁學的研究成果。這一期間,他完成了電磁場理論的經典巨著——《電磁通論》,並於1873年出版。

  1871年,麥克斯韋受聘為劍橋大學首任實驗物理學教授,並負責籌建該校第一所物理學實驗室——卡文迪什實驗室。

  1874年,卡文迪什實驗室建成後,麥克斯韋擔任實驗室的第一任主任。

  卡文迪許實驗室後來舉世聞名,對整個實驗物理學的發展產生了極其重要的影響,被譽為“諾貝爾物理學獎獲得者的搖籃”。

  後來的麥克斯韋,一直在傾力照顧自己生病的妻子(之前是照顧生病的父親),心力交瘁。沒過多久,自己也被查出患病。

  1879年11月5日,麥克斯韋在劍橋因胃癌逝世,享年僅48歲。

  此時,他剛剛完成第二版《電磁通論》前九章的修訂。值得一提的是,他的母親當年也是相同年齡因為相同的癌症而去世的(也有說法是他母親死於肺結核)。

  逝世後的麥克斯韋,葬於蘇格蘭西南部羅門湖(Loch Ken)附近的一座教堂中。

  好了,接下來,我們來看看麥克斯韋的人生成就。

  一直以來,在學術界和歷史界,麥克斯韋都被賦予了極高的地位。他的學術貢獻,被認為可以與牛頓、愛因斯坦比肩。

  普通人可能會質疑,麥克斯韋真的有這麽牛嗎?竟然可以和牛爵爺、愛神平起平坐?他不就是搗鼓了一個麥克斯韋方程組嗎?值得封神嗎?

  麥克斯韋之所以民間名氣不夠大,就是吃了麥克斯韋方程組的虧。

  你看牛爵爺的三大定律,咱們中學的時候就能看懂。公式的話,說來說去,也就是圍繞著“F=ma”轉,非常簡單。

  愛神的“相對論”嘛,反正大家都不懂,就知道很牛逼,就夠了。公式的話,E=mc2,至少看起來簡單好記啊。
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