读史识
麦克斯韦缔造电磁理论

  

  詹姆斯•克拉克•麦克斯韦(1831~1879),出生于苏格兰爱丁堡,是英国杰出的物理学家、数学家,也是经典电动力学的创始人,统计物理学的奠基人之一。

  1847年16岁麦克斯韦中学毕业后进入爱丁堡大学学习,这是苏格兰的最高学府,他是班上年纪最小的学生,但考试成绩却总是名列前茅。他在这里专攻数学物理,显示出非凡的才华,只用三年时间就完成了四年的学业。

  1850年,麦克斯韦征得了父亲的同意离开爱丁堡,到人才济济的剑桥大学去求学。毕业后在剑桥任教。1855年左右,他开始研究电磁学。他对法拉第的电磁感应理论十分感兴趣,但认为其数学形式还不够完美。他抱着为法拉第理论“提供数学方法基础”的愿望,决心为完善法拉第理论数学形式而努力。1873年,他科学名著《电磁理论》正式出版。该书对法拉第等人在电磁学方面的发现做了概括,全面系统地阐述了电磁场理论,将电磁场理论用系统完美的数学形式表示了出来,后经进一步修改,形成了被后人以其名字命名的麦克斯韦方程组。通过麦克斯韦电磁场理论,可以推论出电磁波的存在,并判定电磁波只可能是横波,还可以推导出电磁波的传播速度等于光速,从而得出光是电磁波的一种形式的结论。这部专著被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。

  在物理学历史上,牛顿的经典力学打开了机械时代的大门,而麦克斯韦电磁学理论则为人类社会进入电气时代奠定了基石。麦克斯韦建立的电磁场理论,把电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最辉煌的成果,也是人类科学史上最伟大的成就之一。