詹姆斯·克拉克·麥克斯韋

　　詹姆斯·克拉克·麥克斯韋簡(jiǎn)介

　　公元1831～公元1879

　　詹姆斯·克拉克·麥克斯韋是偉大的英國物理學(xué)家，他由于列出了表達(dá)電磁基本定律的四元方程組而聞名于世。在麥克斯韋以前的許多年間，人們就對(duì)電和磁這兩個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的研究，人們都知道這兩者是密切相關(guān)的。適用于特定場(chǎng)合的各種電磁定律已被發(fā)現(xiàn)，但是在麥克斯韋之前卻沒有形成完整、統(tǒng)一的學(xué)說。麥克斯韋用列出的簡(jiǎn)短四元方程組（但卻非常復(fù)雜），就可以準(zhǔn)確地描繪出電磁場(chǎng)的特性及其相互作用的關(guān)系。這樣他就把混亂紛紜的現(xiàn)象歸納成為一種統(tǒng)一完整的學(xué)說。麥克斯韋方程在理論和應(yīng)用科學(xué)上都已經(jīng)廣泛應(yīng)用一個(gè)世紀(jì)了。

　　麥克斯韋方程的最大優(yōu)點(diǎn)在于它的通用性，它在任何情況下都可以應(yīng)用。在此以前所有的電磁定律都可由麥克斯韋方程推導(dǎo)出來，許多從前沒能解決的未知數(shù)也能從方程推導(dǎo)過程中尋出答案。

　　這些新成果中最重要的是由麥克斯韋自己推導(dǎo)出來的。根據(jù)他的方程可以證明出電磁場(chǎng)的周期振蕩的存在。這種振蕩叫電磁波，一旦發(fā)出就會(huì)通過空間向外傳播。根據(jù)方程，麥克斯韋就可以表達(dá)出電磁波的速度接近300000公里（186000英里）/秒，麥克斯韋認(rèn)識(shí)到這同所測(cè)到的光速是一樣的。由此他得出光本身是由電磁波構(gòu)成的這一正確結(jié)論。

　　因此，麥克斯韋方程不僅是電磁學(xué)的基本定律，也是光學(xué)的基本定律。的確如此，所有先前已知的光學(xué)定律可以由方程導(dǎo)出，許多先前未發(fā)現(xiàn)的事實(shí)和關(guān)系也可由方程導(dǎo)出。

　　可見光并不是唯一的一種電磁幅射。麥克斯韋方程表明與可見光的波長和頻率不同的其它電磁波也可能存在。這些從理論上得出的結(jié)論后來被海因利茨·赫茲公開演示證明了。赫茲不僅生產(chǎn)出而且檢驗(yàn)出了麥克斯韋預(yù)言存在的不可見光波。幾年以后，伽格利耶爾摩·馬可尼證明這些不可見光波可以用于無線電通訊，無線電隨之問世。今天我們也用不可見光為電視通訊。x線、γ線、紅外線、紫外線都是電磁波幅射的其它一些例子。所有這些射線都可以用麥克斯韋方程來加以研究。

　　雖然麥克斯韋成名主要是在于他對(duì)電磁學(xué)和光學(xué)做出的巨大貢獻(xiàn)，但是他對(duì)許多其它學(xué)科也做出了重要的貢獻(xiàn)，其中包括天文學(xué)和熱力學(xué)。他的特殊興趣之一是氣體運(yùn)動(dòng)學(xué)。麥克斯韋認(rèn)識(shí)到并非所有的氣體分子都按同一速度運(yùn)動(dòng)。有些分子運(yùn)動(dòng)慢，有些分子運(yùn)動(dòng)快，有些以極高速度運(yùn)動(dòng)。麥克斯韋推導(dǎo)出了求已知?dú)怏w中的分子按某一速度運(yùn)動(dòng)的百分比公式，這個(gè)公式叫做“麥克斯韋分布式”，是應(yīng)用最廣泛的科學(xué)公式之一，在許多物理分支中起著重要的作用。

　　麥克斯韋1831年生于蘇格蘭愛丁堡。他的智力發(fā)育格外早，年僅十五歲時(shí)，就向愛丁堡皇家學(xué)院遞交了一份科研論文。他就讀于愛丁堡大學(xué)，畢業(yè)于劍橋大學(xué)。他成年時(shí)期的大部分時(shí)光是在大學(xué)里當(dāng)教授，最后是在劍橋大學(xué)任教。他結(jié)過婚，但沒有孩子。一般認(rèn)為麥克斯韋是從牛頓到愛因斯坦這一整個(gè)階段中最偉大的理論物理學(xué)家。1879年他在臨近48歲生日之際因病與世長辭。他光輝的生涯就這樣過早地結(jié)束了。