伟大的麦克斯韦为什么不著名?

  人们或许不知道麦克斯韦,但空中飞舞的电磁波,满满的都是向天才致敬的呢喃。

作者:董洁林 清华大学中国科学和技术政策研究中心兼职研究员 来源:南风窗 日期:2019-06-26
  20世纪初,苏格兰阿伯丁市音乐厅要为当年的捐款者发一笔红利,他们一直找不到一位叫“詹姆斯·麦克斯韦”的捐款人,于是只好登寻人启事。
  此时,麦克斯韦已去世20多年,他创立的电磁学已经成为很多大学的课程,无线电报已经问世,欧美各地也正在相继建设电力体系。麦克斯韦曾于19世纪50年代在阿伯丁大学做教授,该校的一位巡视员看见寻人启事,就赶去了音乐厅及其委托的律师事务所,向他们介绍了麦克斯韦其人其事。这些文科生们听完了故事一愣,才知道他们寻找的这位“亡魂”,竟然是改变了世界的一个伟大存在。
  可以说,现代世界到处弥漫的电磁波,都是19世纪这位苏格兰科学家麦克斯韦的大脑中诞生的孩子。基于前人发现的电磁现象和经验规律碎片,他构建出电磁学的宏伟理论大厦,还顺便奠基了统计力学。可以确定,麦克斯韦是近代最伟大的三位理论科学家之一,另外两位是牛顿和爱因斯坦。
  然而,麦克斯韦的公众知名度却远不如牛顿和爱因斯坦。为什么呢?麦克斯韦从剑桥毕业,比他的中学同学晚两年,毕业后在大学寻求教职也不顺利。令人伤心的是,他48岁就因胃癌去世了。“大器晚成”加“英年早逝”对一般人来说注定一事无成,但他在有限的生命中成果辉煌。无疑,学术生涯太短的确是麦克斯韦学说未能更快发展和传播的大问题。
  他的代表作《电磁通论》于1873年首次出版。1879年,正在准备《电磁通论》第二版的麦克斯韦,在修改完了前九章后,心脏就永远停止了跳动。今天,即使是训练有素的科学工作者有机会翻看麦克斯韦的《电磁通论》,也会被它复杂的数学吓到。早期,麦克斯韦对法拉第的电磁力线做的数学模型,还可以得到像法拉第这样的伟大实验科学家的欣赏,而他后来的电动力学数学大厦,已经把人类远远抛在身后了。
  麦克斯韦在学术上是孤独的,他庞大而精妙的电磁理论体系曲高和寡。麦克斯韦的第一个有力的电磁学知己,是远在德国的赫姆霍兹(H. Helmholtz)。麦克斯韦去世后,赫姆霍兹让自己的学生赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)去验证麦克斯韦理论有关电磁波的预测(包括光和电磁波同类)。当赫兹于1887年在实验中发现了电磁波并确认了光即电磁波的时候,人们才开始注目麦克斯韦的电磁理论。此时,麦克斯韦已经去世近10年了。
  麦克斯韦是一位温和谦卑的英国绅士,公德和私德都找不到瑕疵,缺少公众喜闻乐见的八卦故事,这也是他与牛顿、爱因斯坦的差别之一。他的科普活动主要是演示光颜色混合的机理,这个简单而有趣的实验,正是现在所有彩色屏幕的起点。他知道自己的电磁理论抽象而庞大,没有费力去推销。偶尔,他的学生们在课堂上听见老师受自己思路牵引而喃喃自语时,都会面面相觑、不知所云。当他意识到自己“走神”时,会腼腆地把自己拉回现实。从1871年开始,他成为剑桥大学的实验教授,负责筹建卡文迪许实验室。如果麦克斯韦在接下来的几年,利用卡文迪许实验室领导的身份,组织大家来完善和验证自己的理论,电磁学的发展和普及可能会提前很多年,相对论也很可能提早问世,科学史就可能完全改写了。但他没有,他虚怀若谷地看着每个人选择研究方向,追求自己的兴趣。
  赫兹发现电磁波后,才华横溢的发明家们前赴后继、蜂拥而至。出生于克罗地亚的特斯拉,演示了如何用电磁波点亮灯;美国的爱迪生发明了电力系统;意大利的马可尼发明了无线电报……人们或许不知道麦克斯韦,但空中飞舞的电磁波,满满的都是向天才致敬的呢喃。
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