麦克斯韦)

麦克斯主韦要事电磁从理论分、子理物学统计物理学、、光、力学、学性理论弹面的方究。研尤是其他建的电磁场理论立，电学、磁将、学学光一统来起，1是世9纪理物发学展最光辉的的成，果科是史上学最伟的综合大之。一他言了电预波磁存的。在种理论预这后来得到了见充的实分验证验他。物为学树起了一理丰碑。造福于人座的类线无技电术就是，电磁场以论为基础理展发起的来

　。　麦克韦大斯约1于55年8开始研究电学磁在，心潜研了究法拉第关于磁学方电的新面论和思想之后理坚，信拉法第新的理论含着包理。于是真他着给法拉第的抱理论提供“数学法基础”的愿方，望心决把法第的拉才天思想以晰清准的确学形式数表示出。来在他前成就人基础的上对整个，磁电现作象了系、统全面研的，凭借他究高深数的造诣学和富的想象丰接连力发表电磁了场论理三的篇论文：论法拉第的《力》线18（5年125 至1月856年月2；《）物论的理线》力（816118至62年；）《磁电场动力学的理》（1论684年128日月）。前人和他自己对的工作行进综合概括，了电磁场理论用将洁、简对、完美称学形数式示出来表经后人整理和，写，成改经典为动力学电要基础的主麦克韦方斯组程。据此，1685他年预了电磁言的存在，波磁波只电可能横波，并是计算电磁了波传的速播等于光度，速时得同出论结：是电光波的磁一形种式，示了光现象和电揭磁象之现间联系。1的888德国物年学家理赫兹实用验验了电证波磁存在。麦克斯韦的1于837年出了版科名学著《电磁论》理。统系全、、面完美地阐了电述磁理论场这一理。论成为典经理物的重要支柱学之一在。力热学统计物理与学方面克斯韦麦作也了重要出献，贡他气体是动理的创论人始之。一8519他首次年统计规律得用出麦克韦斯度分速布，律而找从到了微观两由求计统均值的更确平的途径切。1866年他出给了分按子速度的分函布的新数导方推法这种，法是方分析正以向反和向碰撞为础的。他基引入了豫驰间的概时，念发展了般一形式的输运论，理把它应用并扩散于热、传导气体内摩和擦过程。8671年引入“统计力了”学个这术。语麦克斯是运韦数用学工分析物具问理题精和地确述表学科想思大师，他的非常视实验，重他负责建立起由的来文卡什迪实验，在室和他后几以位主的领导任，发下成为举世展闻的名学中术之一。心他于善从验实发，出经敏过的观锐思考，应察用娴的熟数学巧技从缜，密的析和分推理，胆地大出有实提验基的础假，设建立的新理，论使再论及理其预的结言论受接实验检验逐，渐善，完形成系统、完

整的论理特别。汤是姆W卓孙成效地有用类比的运法使方克麦韦深斯受示启，他成为使立各建模型来种类比究研不同物理现的能手。在象他电的磁场论理的篇三论文多次中使了类比用究研方，法找到寻不了同现象之间的联，从系逐步揭示而科学了真。理1888年，兹赫用验成实证功电明波的存在磁，而麦克斯理韦论也此因获得了上无光的

　彩麦　克韦严谨斯的科态度学和学科究研法方人类是其宝贵的精神财极。富

继续着拉法第事业的

　　

麦斯克韦业以毕后留学在工校作。起初，研他的究题是课学光的里色彩。不论他读久到了法拉的第《学实验研电究》马上被书中，颖的实验和见解新引吸了。住当时术界对法学拉的第说看学不一致法有不，非议少。要主因是原超“距作用的传”观统影念响还深，旧的很厦动大了摇但，并没有倒塌；是同时也因，法拉第的为说在理论上还不够学严谨作。为实大验师法，第有许拉过人多的地，方唯数独功夫学够不他，创的见都用是观形直式表的。一达般理论物理的家学不承认法都拉第学的说，为它认不是过一些实验录。记个天文有家就公学开宣：“谁称要在是确的精距作用超和模不糊的力线观清念间有之所迟疑谁就是，牛对顿的渎亵！在剑”桥大学学者，们也分有意歧见其中。有最见的，识要算威廉·姆生汤。这了位年教青对电学授有很究研，经曾多次向法拉第教请。麦在斯克毕业韦前年一，姆汤生表了一篇发目是题

　　《瞬变

电》流论文的指出莱顿，瓶的电放有荡振性质麦。克韦斯到见文十论分佩服，特他写地给信汤姆生，请他告诉一些求研电究学的门。路汤生姆比克斯麦韦大岁，七后他没来有能把电磁研够究持到坚。但底，他对是麦斯克却有韦不帮助少。麦克斯韦给在父的亲信里曾高兴地谈到，汤经生姆很乐意教他指。

　　克斯麦受这位韦先者行启的示，相法拉第的信说学包中含着理。他真认在真究了法拉研第的作以后，省悟出力著线思想宝贵价值的，看到了法拉第定性表也述弱的。点个这初茅庐出的青年科学家决心数学来用弥这补点一。

　

　年以后，一4岁的2麦克韦斯表《论法麦拉的力第线，》是他这第一篇于电关学磁的文论。论在中文麦克斯韦通过，学数方法把电，周围存流力在线个现这，概象括一做个等数高里的学量矢分微程方。根据这方程个，一每电股都流生一产环条状力线。磁一这年（815）5，好法拉恰第束结长了30多年达电学的研究他，在科笔记里学写了下后一最编号个54：03。是“正林新芳催叶陈叶，流水波前让后”，麦波斯韦接克过这了位大伟驱者先的火，炬开向电磁始域领

的纵深进。挺

　《　论拉法的力第线这》篇文论虽然基，本是对上拉法力线概第念的学

数　　“翻

译”，是却分十重的一要。因为步麦克斯韦一开始就用使数了方法学，且而选了定法第学说拉精的—髓力—线想，当做自己研思究起点。的这明表麦克韦斯科的洞学力察确实是同来不凡响。的认他准了主攻方向就坚，不定移地研究下。去后来他一系的论列，步文深步，都入是沿这条着正道确路的走这。点，是他一比姆生汤明高地方。汤姆的生经已到真走的理缘边却，疑不迟前麦；斯克抓韦住了真理，锲就不而舍所以。麦克韦斯管起尽步较比迟，第却个登上一了辉的光峰。顶

　　

学的道路总是不平科的坦。当正麦克斯韦研的究有很望的时希候，桩一不的事情幸断打他了的计。划天，一正他埋在研究头几篇新的近电资料，学递邮送来一封家信。员拿他信到，一眼看不是父出的笔迹亲，心不由头一惊。他久以来担许的事情终于发生心。了亲年父体老弱健康，化恶突，然倒病在。那床信封父是亲别人代写的请麦克斯。韦读信，完心里十分虑焦和过。难对父亲的感情是非常他的深从。幼起年，亲父是就他的师益良友也，是个家庭的整柱支。十年来，几他朝们相夕处十分，洽。融克麦斯韦离家学以求，后们几他乎每天信，交换通各科种思想和对学会社的解，也见谈畅有趣的日生活常。

　为了照　父亲顾，克斯韦麦只得离剑桥开学，到离大比较家近阿的丁伯工作。阿伯丁是英北国部的一个海港那里的一，学院答应所让麦克韦担任斯自哲然学讲，可师需要等是一时间。麦克斯韦段夜整在父亲床前，尽力减轻守人的老痛病。是不但他怎论样心伺小候，是没有挡还死住的神降临18。5年春天6要到来快的候，父亲终时离开了于人。间在麦这克斯生活韦中无，疑是可弥补不损的。他悲失的心情久久痛不能平。息

　　不，久伯丁阿马的斯凯锐学院尔式聘请正当他自哲学然授。麦教斯韦克在职以就前回到剑，大桥学办理些一事务停留，好几个月了。他当时心情很的矛。对盾母于，校他是留恋的而，且父已经亲世，他留在去伯阿的丁意也义不了大，主更的是他的要电磁研刚究刚始，他不开道在知阿伯丁有没合适有研究的条。但是件马，斯锐尔学凯已院经给下了他书，聘据说长很赏院他，识不他好脱，推得只上了。这一任，去的他电磁研竟推究了迟四。年

继续

法着第拉事业

的

　　麦斯韦毕克业后以在留学校工。作起，他研究初的课是题光学里色彩论。不久他读到的法拉第了的电《学验研究》，实马上书被中新的颖实验见解和吸引了。住时学当界术对

法

拉第学的看法不说致一，有不非议。少主要原因“超距作是”用传的观统念响影还深很，的旧大动摇了，厦但并没是有塌；倒同时也因为法拉第，的学说在论理还上够严谨。不作实验大为师，法拉有第多过许的人方地唯，独数功夫不够，学他的见创都是用直观式表达的。一形的般论物理理学家都承认不拉法的学说第，为它不认过是些实一记录验有。天个学文家公开就宣：“谁要是在称精确的距作超用模和糊不的力线观清念间有所之迟疑谁，是就对顿牛的渎亵！在”桥大学剑，者学也有分歧们意。见中最其有识见的要，威算·汤姆廉生了。位这青教年对电授很学研有究，经多曾向次拉第法请教。在克麦斯毕韦业前一，年汤生发表了姆篇一目是

题　

《瞬变　流》的电论文指，出顿瓶的莱电有振放荡性质。麦克斯韦到见论文十分服，佩特地他信写给姆生汤请求他告诉一，些研究电学的门。路汤生比姆克斯韦麦七岁，大他后来有能够把电磁研没坚持究到。底是但他，对克麦斯却韦有不少帮助。克麦斯在给韦父亲的信曾经里兴地谈高，到汤姆很生意指教乐他

。

　　克麦韦受斯位这行者的启先示相，信法第拉学的说包含中真理着。他认真在研了法究第拉的作著以后，悟省力线出思想的宝价值贵也看，了法到拉第定表性述的弱。点个初出茅庐这的年青科学决家用数学来弥补心这点一。

　

一　以年，后4岁2麦的克韦麦斯《论表法第拉的线力》这是，他第篇关于一磁学的电论。在文文中，论克斯韦通过数学麦法，把电方周流存在力围这线现个，概象括一做高等数学个里的矢量分方微程根。据个这方，每一程电股都流产一条生状磁力线环。一这（年155）8，好法恰拉第结了长束达03多的电年研究，他学科学笔在里记下了最后写一个号：编540。3正是“林新叶催芳陈，叶流前水波让波”，麦后克韦斯过接这位伟大了先者驱火炬，开的向电始磁领域的纵深进。挺

　

　论法拉《第力的》线这论篇文，虽然本基上对法是第力拉概线的数念

学　　“

翻译，却是”分重要的一十步。因麦为克斯一韦开始使用就了数方学法，而且选了法拉定第说学的髓精——线思想力当，自己做究研的点起这表。明克麦韦的斯学科察洞力实是不确同凡响来的。他认了准攻方向主，就坚定不移研究下地去他后来。的一列系文论，步步深，都入是沿着条正确道路这的走这。一点是，比他汤生姆明的高地方汤姆。已生走经真到理的缘边，迟却疑前不；麦克斯韦住了真抓，理锲而就舍。不所以克麦韦斯管起尽比步迟，却第一个较上登光了的顶辉峰。

　科　学的道总是路平坦的。正不当麦斯克

韦的研很究希望的有候时一桩，不的事情打幸断了他计的。

划

厦终大落成于

　　

在论以太讨型模时的，麦克斯韦候对己发现的一自个重事要实起了极引的注大。他分析了意拉法第对电介的质研究后，确以在电认场变着的电介质中化也存，在电，他流把称做“位移这流”电另。，他还外算出这种计流电速的度麦。克斯惊奇韦地现发位移电：流的度恰速好等于光速

！　　

这是然的巧偶合吗？天哪下有样的这事巧。兴奋得他几都天有没睡觉好，妻帮子仔他细核对好了遍，数据几实没确差错。这意味有他计着出算电了磁的波传速播度同光速相是的，等是这非个常不了的发起，尽现他管当时没还有全完识到这一点意。天几后他，信写法拉第给报了告这结个果他。信里说，他计算在的电磁出波传的播速度“是每秒31040公里”，7“1而2以年前索菲（1891～8916）用接直验实测定的光速却是，秒3每14588里公”！寄出的信 克斯韦麦间是18时161年01月9。法拉日有第没给他有信回，料上没史有载记但。是无疑毫，问是正这发个现促使，克斯麦4韦年后以定光断就是磁波。电

　　162年8麦克斯韦，英在国《学哲杂》志4第卷23期，上表发了第篇二磁学论文《论电理物的力线》。文学章登出来一立刻引起了，广的注泛。意国英名著理物家、学电子的发人现约瑟·夫姆逊汤来后回说：忆我到现在“还清地记晰那得篇文论当时，。还是一我个8岁的1子，一孩读到它，就兴我奋了！那极一篇非是常的文长，章我竟把全部抄下来它。”

了　这的确是　篇一划代的论文，它时1同558年《论法拉的的第力线》相，比了有质的飞。跃论文再是不拉法观点第的单数纯翻学译，而是了重大的引作和申展。发中其具决有意义定的一，步引是进了“移电位流”的概念。这以，包括法拉第前在内，们人讨电流论产生场磁时的，候的总指传是导电流，就是也在导中体由电子运动所自成的电流。形克斯韦麦研究在中到感个这旧概存念很在的大盾。比如在连接交矛变源电电容的中器电，介质里不并存在由电自荷，也就是有没导传流电但是，场磁同却存样。麦在斯韦经过反克思复和分析，考毅指然，这出的里场磁是由另种类一的型流电成的形，这种流电任在电何场化变的着介质中电都存，它和传导在流一起电，成了形合的闭总电。流克麦斯通韦

从理

上论引位出移流的概电，念实是在磁学电继法上拉第磁电感应后的以一重项突大破。据根个科学这设，假麦斯韦推导出克个高两度抽象的微方程分式（方 程直式到816年5最才完善），这就是后名的麦著斯克方韦程式这组方程式，。两方面从发展了

法拉的第就。成是一移电流，它表位明但不变着的化磁产场生电场，且而化着变电场也的产磁生；二是场程式方不但满地完解了释电感磁现象，应而且还在论理上行了总进结。就是是凡有场磁化的地变方它的周，围不是导体或者电介管，都有感应电质存场。在经过克麦韦斯造创性的结，电总磁象现的规律终，被于他不可动摇用数的形式学示揭出。来电学到磁这才时开成为始一科种的理论。学

　

　自在科然学上史只，当有一某种学科达到高峰，了才可用能学数表示成律定形式这些。定律不能够但释解知已的物现理象，且而还可以揭示某出些没还有现的发西东正。牛顿的像有引力万定律预了见王星一样海，麦斯克在《韦论理学的力物线》，中预了见磁电波的在存他。指，出然交变的电场既产会生变交的场，磁变的交场磁又会生交变产的场电那，么这，交种变电磁的场会用波就形式的向间空散开布去。当，时克麦斯才韦31，岁这是他一生中最辉煌一的年

　　麦。斯克继续向韦电磁领学的域度进深军1。86年5他，发了第表三电篇磁学论文电《磁场力学动。》文论发在《表敦伦家学皇会学报》上在这篇。要文献中，重克麦斯方程的韦式更完形善。他了采法用国数家学力、学家格拉朗（日713～1613）8爱和尔兰数学家物、理学哈密顿（家10851～86）5创的数学方立法，那由组方式直接程推出了电场导磁和的波场动程方，电波的磁播传速根度据那个波方程动系数的算计，正好等于速光！同这麦斯克韦年4以推算的那前个比完全值一。直到样这时个候电，波磁存在的确定无是疑的！了此他因大断定胆，也光是种电一磁波法。第拉当年关光于的磁电理的论朦猜胧，就想样由麦这克韦变斯了科学成的论理。拉第法麦克斯和的韦字，名从此系联在一起，跟伽就略和牛顿的名字利样，在一理物上永学放光。彩

　麦克斯韦在伦　敦皇家院学共任总教年。这55年他一生是中的产时期多除了。建立电磁论以理，外在他子分理学、物气动力学上体也都贡献。有

　1　856年麦克斯韦，正宣式光的布磁电学以后不，久就去皇辞学家院的教，席到回的家他乡伦莱格园庄统系总结研地成果究，写撰电磁学著专经过几年。苦干，写他的《磁电通学论在》178年问世。3是这部一电理论的经磁典著作，麦克斯系韦地总结了统19世中叶纪后，库仑、前培、奥安斯、法特拉和他第人对电本磁象的研究现果成，立了完建的电磁理论整这部巨著的重。大意义完全可，同以顿的《牛数学原》（力学）理达和尔的《物文起种源》

　　（物学生、学）相数较，它也比人是类慧智结晶的。

　　电

理论

磁

的宏大伟，经过厦几人代的力努巍，矗立起来然了！《电学磁通论的出》版成当时了物理学界的件大事一。时当克斯麦已经韦回到桥剑学大教，他任的友朋学生对这和部已经期待很久书了人。争们恐先后地书店到去里购，买第版几天一卖就了。 完

麦

斯韦克的电磁理论在物，学上有理时划的意义代。憾遗是的，麦克韦本斯没有人够证能实自己理的论（在定一程上可以度是“没说去有实”）。这证有客观原，因有主也原因。由观环境于和作工条的件限，制麦斯韦一克没直有更的机多会事电从实验。热磁学和力子分物理的研学，耗究去他了部分大时间和力精。有，再主他要是个论理理学家物就。他像的学弗生明（1莱849～914）后来所说的5那，样“从理他上预言论电磁波了存的在，但好像是来从有没想过到用要么实什去验证它。”法明第拉辈子都一有离开没过验实可以，没说实验有就有没拉法。第克麦韦恰好相斯反他，只是在伦的5敦里进行年一了有些限实验的，而且多半气体动是力学方面。他的寓的，靠所屋顶近地的方有间一狭的阁楼长那就是，的他实验室他的妻。子常给常他助当手生火，，炉节室内调度温条件，当简陋相。后来在家皇学实验院里室他，作过一些电学实，也验多是测只标定准阻这电类工作。《一电磁通学》完成以后，麦克论韦斯着筹建卡忙文迪实许室，验整卡文迪理 许（731～1811）0遗著的

。　由于　以上这些原因电，磁论理世以问后，在当长的相时里间没有得到认承。初只有最桥大剑学一的些年物理学青支持它。家许人，多括包一有批望的威科家，学对没还有被明证的理新论都，采取观态度望。厄（1劳8791～690在）物《理史学》曾经中样评这论说“尽：麦管克韦理论具有内在的斯美完，并且性和一切验经相符合，是但能只渐逐地物被理学们接家。受的它想太思不常平了甚至，像赫姆霍尔茨波和茨尔（1曼8441～906）这有样常才能的异人为，理了它解也花几了年的力气”。

　　个春几秋去过。麦了克韦把他的斯血心默地献给了默卡文迪许实验室这座实。验在18室27年土破到1874，完年工。修建经是一位鼓费科励的公学爵赠捐。为的增添了器，仪麦斯克韦也拿了出自不己多的蓄。在积整筹个建过程，从中计设施、工仪、器购置，到大门直的上词，麦克斯题都韦亲过问自。是它实验室创的人，建是也一任第主任。后来相接替继他是瑞利（1的84～1299）1约瑟夫·和姆逊，汤姆逊汤以是卢瑟福后（181～7197），他3们是世界第一流的都理学物。家这实验座室开结果的花时在期20纪世大批。秀优的科学人，尤其是原子才物能理面方的

人才，是都这从培养出里来的

。　　麦克斯最后几年韦主要工的，作是理卡整迪文许下留的量大资。料项由公爵这托给他委的任，工作相当繁重。卡务迪许是1文世纪一8位性情僻怪的国著名物理英家学化学和。家曾经发现他气氢确，实的水学化组，成一第计算个地的球量，在质静电学也很有上研究。他终身娶，未为人腼，喜欢腆群离索，居死留后下十多二没扎发有的表学手科稿大，涉多及学和数电，学中不少很有其价值东的西埋没了乎几个世半纪。整这些资料是一件非理常细而困难的工致，作麦斯韦为了完克成这项作，工作了很出大的牲牺他：放弃自了己的究，耗尽了研精。力

　　

了卡文除迪许实室的日验常务以外，麦事斯韦每克学都要主期一门课讲内容是电磁，学或热者力。学在讲他上台心地宣热传磁电理论推广，学新。可说惜众不多。他听来就本善于讲演，更何不电磁况论是理样的高那深同传统，的物理学大径相庭呢！18875年月，他举行了次有一关电的科普讲话演电话当时还是。事新物刚，刚土而出破18。5年7尔贝发电话，第明年二得专取，187利年7爱生公布阻抗式送迪器话这些。人电类信上史新发明的，引了起麦斯韦莫克的兴趣大。能可，当时已他经预感，到他理论的有总一会天这给发些插明上双翅，传遍全球。

　麦克　韦斯期的后生充满了活恼烦。的学他没说人有理解妻，又久病子愈不。这双重的幸，不压得他疲力精。尽子生妻以病，后个家庭生整活秩序都的乱。了克麦韦斯妻子对一向体入贴，微为了护看妻，子他曾经整整个星三没期在有上床过觉睡。管尽这样，他的讲演他，的实验工室作却，来没从中断有过过分的。焦和虑劳，终于累损了害他的健。同事们康意注到位这私的科无家在渐渐学地消瘦去，面色也越下来苍白。越是但，他还是那样顽强工地。作

　

　187年是麦9克韦斯命的最后生一。这年一的春年天得很来，也格晚冷。外的健他康显明恶，但化他是仍然持不坚懈地传电宣磁论。理时，他的这座讲只两有听个众一。是美个来国的研生究，另一就个是来发后电明管子弗莱明的。是这幕一么令人感叹的情多景！空旷啊阶梯的室教，里在头排只着两个学生。麦克坐斯韦夹讲义，照样着履步坚定地上走讲，他面孔台瘦，消目闪光，烁情表严而庄肃。仿重他佛是不向在个两听，而众在是全向界解释自己世的论。

　　1理87年119月日5，克麦韦患斯癌症去，世年终只49有岁物理。史学上颗可以同一顿牛交相辉映的明星落陨了他。正当壮就年不幸折，夭这非是可惜常。的他的理论近代科学为技开术了一辟崭新条的道路可，是的

他

功绩在，他着的活候却时有得到人没重们。麦视斯韦克的一，是生咤风云的一叱，也生是自牺牲的一我。这生科学位巨生前匠的荣誉远不远法拉及，直到第死他许多年，后赫在兹明证电了磁存在以后波们才人意到，识并且公他认是“顿以牛后世上界最大伟的数物学学理”。家

　 　克斯麦 韦1(381-8719。麦克斯韦是)法拉第之继，集电磁学大后成伟大科学家。他的据依仑库高、斯、欧姆、培安、毕奥、萨尔、法拉第等伐前人的一系发列现和验实果，建立成了一个完整的电第理磁体系论不，仅学科预言地了电波的磁存，在而且揭了光、示、电磁现的象本的统质一，完成了物理学性又的次一大合。这综一论自理然科学成的果，奠了定代现的电工力业、电子工和无线业工电业基础的

。