電磁理論創建人:麥克斯韋——12月8日科學史上的今天

2018-12-10作者:科學π工作室 編著編輯:書問閱讀



詹姆斯·克拉克·麥克斯韋,一生只活了48歲,卻在電磁學、光學、分子物理學、天文學等諸多領域做出了最杰出的貢獻。如果說,是牛頓把天上、地上的運動規律統一起來,實現了物理學中的一次大統一,麥克斯韋則把電、磁和光統一起來,實現了物理學中的第二次大統一。麥克斯韋與牛頓這兩位巨匠共同將經典物理學推至巔峰。


1856年2月,他發表了《法拉第的力線》。在這篇論文里,他用數學方法,把法拉第所預言的力線概括為一個方程,使法拉第的學說有了定量的數學表示。


1861年在英國倫敦皇家學會《哲學學報》上,他又發表了第二篇電磁學的論文《論物理的力線》。在這篇著名的論文里,他大膽地引入了一個劃時代的新概念“位移電流”。


1864年12月8日,麥克斯韋完成了更重要的第三篇論文《電磁場的動力學》,他把電磁規律數學化以后,揭示出了兩個秘密——電磁波是存在的,光就是電磁波。


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1873年,麥克斯韋的輝煌巨著《電磁學理論》出版了。麥克斯韋總結前人的成果,將全部電磁學理論用簡明、對稱、完美的數學形式表達出來,這就是成為經典電動力學基礎的“麥克斯韋方程組”。至此,宏觀世界紛繁復雜的電磁現象,全部歸納到了這組方程之中,沒有一個電磁現象能“逃脫”出這組方程之外。從這組方程出發,可以演繹出全部電磁規律來。這套完美、和諧又對稱的方程堪稱一個精美的杰作,它與牛頓力學方程式、愛因斯坦引力場方程、薛定諤方程、狄拉克方程一起,構成了物理學的最高境界;它最濃縮、最簡潔的數學語言,包含了最豐富的內容,揭示了物理世界的基本結構,成為物理學中最壯麗的詩篇。



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