麦克斯韦:经典电动力学的创始人统计物理学的奠基人之一( 二 )


1871年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学教授,负责筹建著名的卡文迪什实验室 。

麦克斯韦:经典电动力学的创始人统计物理学的奠基人之一


1874年建成后担任这个实验室的第一任主任,直到1879年11月5日在剑桥逝世 。
电磁情缘
回顾电磁学的历史,物理学的历程一直到1820年的时候都是以牛顿的物理学思想为基础的 。自然界的“力”——热、电、光、磁以及化学作用正在被逐渐归结为一系列流体的粒子间的瞬时吸引或排斥 。人们已经知道磁和静电遵守类似引力定律的平方反比定律 。在19世纪以前的40年中,出现了一种反对这种观点的动向,这种观点赞成“力的相关” 。
1820年,奥斯特发现的电磁现象马上成了这种新趋势的第一个证明和极为有力的推动力,但当时的人又对此捉摸不定和感到困惑 。奥斯特所观察到的电流与磁体间的作用有两个基本点不同于已知的现象:它是由运动的电显示出来的,而且磁体既不被引向带电流的金属线,也不被它推开,而是对于它横向定位 。
同一年,法国科学家安培用数学方法总结了奥斯特的发现,并创立了电动力学,此后,安培和他的追随者们便力图使电磁的作用与有关瞬时的超距作用的现存见解调和起来 。
麦克斯韦的电学研究始于1854年,当时他刚从剑桥毕业不过几星期 。他读到了法拉第的《电学实验研究》,立即被书中新颖的实验和见解吸引住了 。在当时人们对法拉第的观点和理论看法不一,有不少非议 。最主要原因就是当时“超距作用”的传统观念影响很深 。另一方面的原因就是法拉第的理论的严谨性还不够 。
法拉第是实验大师,有着常人所不及之处,但唯独欠缺数学功力,所以他的创见都是以直观形式来表达的 。一般的物理学家恪守牛顿的物理学理论,对法拉第的学说感到不可思议 。
麦克斯韦:经典电动力学的创始人统计物理学的奠基人之一


有位天文学家曾公开宣称:“谁要在确定的超距作用和模糊不清的力线观念中有所迟疑,那就是对牛顿的亵渎!”在剑桥的学者中,这种分歧也相当明显 。汤姆逊也是剑桥里一名很有见识的学者之一 。
麦克斯韦对他敬佩不已,特意给汤姆逊写信,向他求教有关电学的知识 。汤姆逊比麦克斯韦大7岁,对麦克斯韦从事电学研究给予过极大的帮助 。在汤姆逊的指导下,麦克斯韦得到启示,相信法拉第的新论中有着不为人所了解的真理 。
认真地研究了法拉第的著作后,他感受到力线思想的宝贵价值,也看到法拉第在定性表述上的弱点 。于是这个刚刚毕业的青年科学家决定用数学来弥补这一点 。1855年麦克斯韦发表了第一篇关于电磁学的论文《论法拉第的力线》 。
一般认为麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一整个阶段中最伟大的理论物理学家 。1879年他在48岁时因病与世长辞 。他光辉的生涯就这样过早地结束了 。
1865年开始,麦克斯韦辞去了皇家学院的教席,开始潜心进行科学研究,系统地总结研究成果,撰写电磁学专著 。
【麦克斯韦:经典电动力学的创始人统计物理学的奠基人之一】麦克斯韦生前没有享受到他应得的荣誉,因为他的科学思想和科学方法的重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来 。然而他没能看到科学革命的发生 。1879年11月5日,麦克斯韦因病在剑桥逝世,年仅48岁 。那一年正好爱因斯坦出生 。

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