麥克斯韋到底偉大在何處?

橙子橙子Vincent

牛頓蓋了一座房子,人類可以遮風避雨了,麥克斯韋看了看,覺得生活不太方便,順手就把電線接進來了,於是“樓上樓下,電燈電話”,我們的小日子就過起來了,後來愛因斯坦普朗克玻爾發現地基不牢固,就把地基給挖了,不過電線還留著呢啊。


這個比方打完,是不是覺得麥克斯韋很偉大了啊,關鍵是題主問的好,說的是麥克斯韋偉大在何處,言下之意是已經知道了麥克斯韋的偉大了,那麼繼續說麥克斯韋到底偉大在哪。

少年天才

少年麥克斯韋,沒辦法,物理學家都是帥哥

如果說在物理界算天才的話,麥克斯韋絕對能進前三,數學家不算啊,數學界就是天才集中營,天才第一的就是牛頓爵爺,他橫跨物理數學兩界,就算在數學界他也能進前五,第二應該就是泡利,這哥們太牛了,一輩子誰都不鳥,當然他的成就配不上他的天才,這是另外一回事,在這裡就不展開了,第三就應該是麥克斯韋,沒錯,他排在了愛因斯坦前面,為什麼呢?因為愛神數學水平一般,而麥克斯韋基本上就是個數學天才。

15歲就發表論文,想一想我們15歲都在幹什麼呢?都在為青春迷茫呢,人家已經發表論文了,16歲進入愛丁堡大學,放中國就是中科大少年班的水平啊,三年完成四年學業,然後愛丁堡大學就盛不下他了,去了劍橋,劍橋畢業之後他讀到了一本書。

最優美的方程

這本書就是法拉第的《電學實驗研究》,法拉第也是一位大神,我們目前幾乎所有關於電磁的認識都基於他的實驗,不過,法拉第幼年失學,其實主要是窮,數學基礎一般,一般到什麼程度,一般到我們普通人一輩子都達不到的程度,法拉第而且提出了場的概念,這已經撼動了牛頓的地基了,不過法拉第只能用形象的語言和實驗來描述他的看法,他給不出理論的數學描述。


法拉第開始學習數學已經來不及了,只能祈求上帝,上帝還真聽到了他的祈求,派了麥克斯韋來幫助他。

1855年,麥克斯韋發表了論文《論法拉第的力線》,法拉第如獲至寶,立刻尋找這位年輕人,可是找不到,為什麼法拉第不打手機呢?因為關於電磁波的方程麥克斯韋方程還沒推導出來,沒有電磁波,自然沒有手機,這一找就是五年。

五年後,倆人終於相遇了,又過了五年,麥克斯韋推導出了最優美的麥克斯韋方程組,兩年後,法拉第與世長辭,不過法拉第了無遺憾,因為他看到了歷史上最優美的方程。

最優美的麥克斯韋方程組

牛頓爵爺統一了天和地,而麥克斯韋統一了電和磁,把所有的電磁現象都用方程組完美描述,預言了電磁波,還給出了電磁波的速度就是光速,這意味著什麼呢?就是說光也是一種波,當初爵爺可是說光是一種微粒啊。

後來赫茲證實了電磁波的存在,赫茲還有一個重大發現,就是光電效應,後來愛因斯坦解釋了光電效應,獲得了諾貝爾獎,順便還提出了波粒二象性,看看,這些偉大的科學家還都跨過時空有聯繫。

麥克斯韋的《電磁學通論》與爵爺的《自然哲學的數學原理》還有達爾文的《物種起源》齊名,這個榮譽也太大了。

是不是到此為止麥克斯韋已經可以和爵爺愛神齊名了呢,當然可以,不過麥克斯韋的貢獻不止於此。

麥克斯韋妖

我們都聽說過這隻妖精,這是偉大的麥克斯韋為了反駁玻爾茲曼的熵增理論提出的一個假想實驗,這隻妖精神通廣大,可以讓熱從低溫物體傳向高溫物體,不過也沒破解熱力學第二定律。


這就是麥克斯韋妖

不過想一想,麥克斯韋不是研究電磁的嗎?熱力學第二定律和他有什麼關係啊?熱力學第二定律的基礎就是統計力學,而統計力學的創始人就是麥克斯韋。

包括統計力學這個名字都是麥克斯韋提出的,這門科學有多偉大呢?1905年,愛因斯坦寫了五篇論文,這五篇都有可能獲得諾貝爾獎,所以這一年被稱為愛因斯坦奇蹟年,其中有兩篇就是關於統計力學的,可以說愛因斯坦還是麥克斯韋的隔世弟子。

卡文迪許實驗室

卡文迪許實驗室的威名就不用說了,而這個實驗室就是麥克斯韋創建的,那裡的主任名單就是一個諾貝爾獎獲得者名單,湯姆孫,發現電子,盧瑟福,原子行星結構的提出者,查德威克,發現中子,那一年和居里夫婦一同獲得諾貝爾獎,威爾遜,威爾遜雲室就是他發明的,康普頓,就是康普頓效應了,康普頓效應又叫康普頓—吳有訓效應,憑什麼後來把吳有訓弱化呢?克里克,發現DNA雙螺旋結構。

這麼說吧,卡文迪許實驗室就是諾貝爾獎聚集地,這就是麥克斯韋受命創建的,受誰的命,當然是卡文迪許的命,因為人家出錢了,不過這個卡文迪許並不是測量出萬有引力常數的卡文迪許,那位卡文迪許也是一位大神,也是一位隱士,測出常數後居然自娛自樂,誰也不告訴,後來整理他遺稿時人們才發現,這都什麼人啊。

這個卡文迪許是劍橋校長,是那位卡文迪許的近親,瞧瞧人家這一家子。

土星環

作為一個劃時代的科學大神,怎麼會對天文學沒興趣呢?牛爵爺的萬有引力定律就是天文學的圭臬,愛神乾脆玩起了宇宙學,那麼麥克斯韋呢,他瞅了瞅土星環。


土星環,人們早就看見了,據說伽利略就看見了,可是土星環是什麼呢,是固體嗎?拉普拉斯說我覺得是,麥克斯韋說我覺得不象,那怎麼辦?又不能派個伽利略號飛過去瞧瞧,麥克斯韋說咱不是數學家嗎,算一下吧。

算的結果是不可能是固態的,做家裡憑一支筆就算出土星的事情,這不是大神是什麼?

神鵰俠侶

麥克斯韋還是一位御姐控,他老婆比他大七歲,而且結婚時老婆已經34歲了,不要說當年,就算現在,也是一位“剩女”了,可是麥克斯韋不在乎,情詩還寫的文采飛揚,這情節是不是有點熟悉啊,對,人家這就是科學界的“神鵰俠侶”。

神鵰俠侶麥克斯韋夫婦

一點八卦

法拉第發現電磁感應後一個月麥克斯韋出世,麥克斯韋去世那一年愛因斯坦出生,這怎麼都覺得麥克斯韋是上帝派到人間來拯救世界的大神,不過,憑他的成就,他也確實是。


閒時亂翻書

如果說牛頓構建了物理學的大廈,麥克斯韋就為大廈封了頂。

青少年時期

麥克斯韋1831生於英國愛丁堡。

他的才華在少年時期就呈現出來了,14歲就在愛丁堡皇家學會發表了關於卵形線與多焦點曲線的數學論文。

1847年進入愛丁堡大學就讀。期間持續發表了多篇關於物理與數學的論文。

1851年,進入劍橋三一學院。

1856年由於父親生病,返回蘇格蘭任教。期間完成了著名的土星環研究。預言了土星環如果需要穩定必須有許多微小的固體顆粒組成。同時也完成了著名的色彩理論。

為物理大廈封頂

1860年受聘於倫敦國王學院。

1864年提出了描述電磁場的麥克斯韋方程。用四個偏微分方程概括了一切電磁現象。並得出電磁場的傳播速度等於光速。並預言光就是一種電磁波。這稱為狹義相對論的重要背景。

在此23年後,實驗室證實了麥克斯韋預言的無線電波。開啟了20世紀的無線電時代。

1866年與玻爾茲曼分別獨立得出了麥克斯韋-玻爾茲曼分佈。

在思考熱力學的統計解釋時。提出了“麥克斯韋妖”的思想實驗。並啟發了後世關於信息與熵之間關係的討論。


愛因斯坦曾有關評價:麥克斯韋的工作,自是牛頓以來,對物理學影響最深遠的!


兔肉菌

麥克斯韋在電磁學領域取得了非常偉大的成就,大名鼎鼎的麥克斯韋方程組,美麗簡潔(現在的形式不是他整理出來的,後人根據他的研究公式整理出來的)。他告訴了我們:變化的電場可以產生磁場,變化的磁場可以產生電場。電與磁原來是統一的,並且成功預言了電磁波的存在,為現代通信提供了理論基礎。如果有興趣,可以去看看《電動力學》,這本書是講解麥克斯韋方程組是如何求解並應用到實際的。

當然除了電磁學,在熱力學中,還有麥克斯韋-玻爾茲曼分佈,麥氏方程等。

非常偉大物理學家!


黃世輝2333

麥克斯韋把整個電學知識用四個方程就全部表示出來了,並且預言了電磁波的存在。他在電學上的成就相當於牛頓在力學上的成就。當時才三十多歲就英年早逝了。是科學上一大損失。基礎理論科學研究的最高境界就是能把所有知識用最簡單的形式統一起來,愛因斯坦多年的夢想就是想把物理知識統一起來,愛因斯坦沒有做到,但麥克斯做到了。你說偉大不,物理上做到的只有牛頓和麥克斯。


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