最近,英国广播公司评选出了近一千年最伟大的十位思想家,英
国物理学家詹姆斯·麦克斯韦(JamesMaxwell)榜上有名。由于不少
人对麦克斯韦的科学贡献、对麦克斯韦于人类社会的深刻思想影响知
之不多,故在此作一简单介绍。
19世纪末是经典物理学向现代物理学转化的时期,麦克斯韦则是
科学革命前的重要转折人物。一方面,他是近代物理学的巨匠、经典
物理学大厦的主要完成者之一;另一方面,他由于加速了牛顿力学观
的崩溃而成为现代物理学的先驱。麦克斯韦对科学的伟大贡献在于他
提出和发展了新的世界观,为未来的科学研究指明了方向。他的电磁
学理论通向相对论;他的气体动力学理论对量子论起过作用;他筹建
并领导的卡文迪许实验室引导了实验原子物理学的发展。这一切使他
成为牛顿之后、爱因斯坦之前最重要的物理学家。
麦克斯韦于1831年6月13日出生在苏格兰爱丁堡的一个名门望族,
从小便显露出数学天才。他在14岁时就写了第一篇科学论文,次年发
表在爱丁堡皇家学会的刊物上。1847年中学毕业后进入爱丁堡大学学
习数学、物理学和哲学。1850年转入剑桥大学三一学院,主攻数学和
物理学。1854年以优异成绩毕业。
19世纪上半叶,电磁学的实验研究发展迅速,二三十年代发现了
电流的磁效应和电磁感应现象,打破了电与磁是孤立现象的传统观念。
但是电磁学的理论研究进展相对缓慢,无法建立把电现象和磁现象统
一起来的理论体系。到1850年前后,电和磁的实验和理论研究都积累
了大量的、然而又是不全面的成果,迫切要求在更加普遍的观点下加
以概括和总结。但是当时的人们受牛顿力学观的影响,认为电力和磁
力的作用和引力作用一样是“超距作用”。正是这种传统观念阻碍了
电和磁的统一。直到法拉第提出“场”的概念之后,这种错误的观念
才被打破,但是法拉第的思想却为当时绝大多数科学家所轻视。
麦克斯韦从剑桥大学毕业后不久就开始研究电磁学。他选择了
“场”的概念作为研究的出发点。在1855年到1864年间,麦克斯韦从
场的观点对法拉第电磁感应定律进行了理论分析,提出了著名的麦克
斯韦方程组。这组方程不仅标志着经典