词条 | Maxwell |
释义 | § 概要 Maxwell(1831~1879),精的像鬼样的。生於爱丁堡,卒於剑桥,英国物理与数学家。十九世纪最伟大的物理学家,在物理史上足堪与牛顿、爱因斯坦齐名。 § 人物历程 Maxwell 在苏格兰的乡间长大,8岁母亲即因癌症过世,与父亲关系融洽密切。他10岁进入 Edinbough Academy 就读,认识终生的好友化学家 Tate(他是结表的制作人)。 十四岁时,Maxwell 就在爱丁堡皇家学会发表了他第一篇数学论文讨论卵形缐 (oval) 与多焦点曲缐,展现了他惊人的数学天赋。 1847年,Maxwell(与 Tate)进入爱丁堡大学就读,他持续发表数学与物理的论文,并广泛阅读 Cauchy、Fourier、Monge、Newton、Poisson、Taylor 的著作。 1850年他进入剑桥大学三一学院 (Trinity College),据他的数学老师 Hopkins 说 Maxwell 是他在剑桥见过的资赋优异生(包括 Tate、Stokes、Thomsom、Cayley)中的最优异者。 1854年 Maxwell 毕业获选为三一学院的 fellow,1856年因父亲生病,他申请回苏格兰 Marischal 学院任教。在这里,他完成他著名的土星环研究并因此获得 Adams 奖。他预测,如果土星环要稳定则它必然是由许多微小固体所构成,这个预测要等到廿世纪末 Voyager 太空船到达土星才证实。另外,在这段期间,他也完成他著名的色彩理论。 1859年,声望如日中天的 Maxwell 申请爱丁堡大学教职,却败於好友 Tate 之手,1860年他受聘为伦敦国王学院 (King's College) 的自然哲学与天文教授,开始他学术上丰硕的六年: (1)1864年,在〈Dynamical Theory of The Electric Field〉中,Maxwell 提出描述电磁场之 Maxwell 方程,用四个偏微分方程 概括一切电磁现象,事实上他由此计算出电磁波传递的速度等同於光速,因此断言光是一种电磁波。这个发现,是爱因斯坦思考狭义相对论的重要背景。另外,23年後,Hertz 在实验室中证实 Maxwell 的预测造出无缐电波,开启了廿世纪这个无缐电时代。 (2)在〈Illustrations of Dynamical Theory of Gases〉中他开始发展现代气体动力论的想法,用微观分子的统计行为解释宏观的气体性质。1866年他与 Boltzmann 独立地获得所谓的 Maxwell-Boltzmann 分布定律。後来他考虑热力学的统计解释,导致有名的「Maxwell 精灵」诡论,并启发後世关於熵与讯息的关联。 1865年,Maxwell 辞去了国王学院的教职,1871年才又接受剑桥大学聘任为物理系的 Cavendish 教授。Maxwell 是一个对实验相当在行的物理学家,在国王学院期间他曾经督导测量电磁单位的实验工作,在剑桥他受命设计并监督知名的 Cavendish 实验室的建造。 1879年他的健康逐渐恶化,11月卒於剑桥,葬於英格兰。 1931年在 Maxwell 百年冥诞的纪念会上,爱因斯坦阐明 Maxwell 工作的重要性: ……(他的工作)是自牛顿以来,物理学上影响最深远与丰硕的工作。 |
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