預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

摘自:百度百科,圖片來源於網路

詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(James Clerk Maxwell,1831〜1879),出生於蘇格蘭愛丁堡,英國物理學家、數學家。經典電動力學的創始人,統計物理學的奠基人之一[1] 。1831年6月13日生於蘇格蘭愛丁堡,1879年11月5日卒於劍橋。

預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

1847年進入愛丁堡大學學習數學和物理,畢業於劍橋大學。他成年時期的大部分時光是在大學里當教授,最後是在劍橋大學任教。1873年出版的《論電和磁》,也被尊為繼牛頓《自然哲學的數學原理》之後的一部最重要的物理學經典。麥克斯韋被普遍認為是對物理學最有影響力的物理學家之一。沒有電磁學就沒有現代電工學,也就不可能有現代文明。預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

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中文名 詹姆斯·克拉克·麥克斯韋 外文名 James Clerk Maxwell 國 籍 英國 出生地 愛丁堡 出生日期 1831年6月13日 逝世日期 1879年11月5日 職 業 物理學家,數學家 畢業院校 劍橋大學三一學院 信 仰 無神論[2] 主要成就 創建英國第一個專門的物理實驗室

建立了麥克斯韋方程組

創立了經典電動力學

預言了電磁波的存在

提出了光的電磁說。 代表作品 《電磁學通論》、《論電和磁》

目錄

1 求學生涯

2 科學研究

3 主要成就

4 人物著作

5 婚姻生活

6 人物評價

7 人物影響

求學生涯

麥克斯韋年輕時的照片

麥克斯韋年輕時的照片

1846年智力發育格外早的麥克斯韋就向愛丁堡皇家學院遞交了一份科研論文。1847年16歲中學畢業,進入愛丁堡大學學習。這裡是蘇格蘭的最高學府。他是班上年紀最小的學生,但考試成績卻總是名列前茅。他在這裡專攻數學物理,並且顯示出非凡的才華。他讀書非常用功,但並非死讀書,在學習之餘他仍然寫詩,不知滿足地讀課外書,積累了相當廣泛的知識。在愛丁堡大學,麥克斯韋獲得了攀登科學高峰所必備的基礎訓練。其中兩個人對他影響最深,一是物理學家和登山家福布斯,一是邏輯學和形而上學教授哈密頓。福布斯是一個實驗家,他培養了麥克斯韋對實驗技術的濃厚興趣,一個從事理論物理的人很難有這種興趣。他強制麥克斯韋寫作要條理清楚,並把自己對科學史的愛好傳給麥克斯韋。哈密頓教授則用廣博的學識影響著他,並用出色的怪異的批評能力刺激麥克斯韋去研究基礎問題。在這些有真才實學的人的影響下,加上麥克斯韋個人的天才和努力,麥克斯韋的學識一天天進步,他用三年時間就完成了四年的學業,相形之下,愛丁堡大學這個搖籃已經不能滿足麥克斯韋的求知慾。為了進一步深造,

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1850年,他徵得了父親的同意,離開愛丁堡,到人才濟濟的劍橋去求學。赫茲是德國的一位青年物理學家,麥克斯韋的《電磁學通論》發表之時,他只16歲。在當時的德國,人們依然固守著牛頓的傳統物理學觀念,法拉第、麥克斯韋的理論對物質世界進行了嶄新的描繪,但是違背了傳統,因此在德國等歐洲中心地帶毫無立足之地,甚而被當成奇談怪論。當時支持電磁理論研究的,只有波爾茨曼和赫爾姆霍茨。赫茲後來成了赫姆霍茨的學生。在老師的影響下,赫茲對電磁學進行了深入的研究,在進行了物理事實的比較后,他確認,麥克斯韋的理論比傳統的「超距理論」更令人信服。於是他決定用實驗來證實這一點。預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

1886年,赫茲經過反覆實驗,發明了一種電波環,用這種電波環作了一系列的實驗,終於在1888年發現了人們懷疑和期待已久的電磁波。赫茲的實驗公布后,轟動了全世界的科學界,由法拉第開創、麥克斯韋總結的電磁理論,至此取得了決定性的勝利。麥克斯韋的偉大遺願終於實現了。

科學研究

1850年轉入劍橋大學三一學院數學系學習,1854年以第二名的成績獲史密斯獎學金,畢業留校任職兩年。1856年在蘇格蘭阿伯丁的馬里沙耳任自然哲學教授。1860年到倫敦國王學院任自然哲學和天文學教授。1861年選為倫敦皇家學會會員。1865年春辭去教職回到家鄉系統地總結他的關於電磁學的研究成果,完成了電磁場理論的經典巨著《論電和磁》,並於1873年出版。

年輕時的麥克斯韋

1871年受聘為劍橋大學新設立的卡文迪什試驗物理學教授,負責籌建著名的卡文迪什實驗室。

1874年建成后擔任這個實驗室的第一任主任,直到1879年11月5日在劍橋逝世。

電磁情緣

回顧電磁學的歷史,物理學的歷程一直到1820年的時候都是以牛頓的物理學思想為基礎的。自然界的「力」——熱、電、光、磁以及化學作用正在被逐漸歸結為一系列流體的粒子間的瞬時吸引或排斥。人們已經知道磁和靜電遵守類似引力定律的平方反比定律。在19世紀以前的40年中,出現了一種反對這種觀點的動向,這種觀點贊成「力的相關」。1820年,奧斯特發現的電磁現象馬上成了這種新趨勢的第一個證明和極為有力的推動力,但當時的人又對此捉摸不定和感到困惑。奧斯特所觀察到的電流與磁體間的作用有兩個基本點不同於已知的現象:它是由運動的電顯示出來的,而且磁體既不被引向帶電流的金屬線,也不被它推開,而是對於它橫向定位。同一年,法國科學家安培用數學方法總結了奧斯特的發現,並創立了電動力學,此後,安培和他的追隨者們便力圖使電磁的作用與有關瞬時的超距作用的現存見解調和起來。

預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

麥克斯韋的電學研究始於1854年,當時他剛從劍橋畢業不過幾星期。他讀到了法拉第的《電學實驗研究》,立即被書中新穎的實驗和見解吸引住了。在當時人們對法拉第的觀點和理論看法不一,有不少非議。最主要原因就是當時「超距作用」的傳統觀念影響很深。另一方面的原因就是法拉第的理論的嚴謹性還不夠。法拉第是實驗大師,有著常人所不及之處,但唯獨欠缺數學功力,所以他的創見都是以直觀形式來表達的。一般的物理學家恪守牛頓的物理學理論,對法拉第的學說感到不可思議。有位天文學家曾公開宣稱:「誰要在確定的超距作用和模糊不清的力線觀念中有所遲疑,那就是對牛頓的褻瀆!」在劍橋的學者中,這種分歧也相當明顯。湯姆遜也是劍橋里一名很有見識的學者之一。麥克斯韋對他敬佩不已,特意給湯姆遜寫信,向他求教有關電學的知識。湯姆遜比麥克斯韋大7歲,對麥克斯韋從事電學研究給予過極大的幫助。在湯姆遜的指導下,麥克斯韋得到啟示,相信法拉第的新論中有著不為人所了解的真理。認真地研究了法拉第的著作后,他感受到力線思想的寶貴价值,也看到法拉第在定性表述上的弱點。於是這個剛剛畢業的青年科學家決定用數學來彌補這一點。1855年麥克斯韋發表了第一篇關於電磁學的論文《論法拉第的力線》。

一般認為麥克斯韋是從牛頓到愛因斯坦這一整個階段中最偉大的理論物理學家。1879年他在48歲時因病與世長辭。他光輝的生涯就這樣過早地結束了。

預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

1865年開始,麥克斯韋辭去了皇家學院的教席,開始潛心進行科學研究,系統地總結研究成果,撰寫電磁學專著。

麥克斯韋生前沒有享受到他應得的榮譽,因為他的科學思想和科學方法的重要意義直到20世紀科學革命來臨時才充分體現出來。然而他沒能看到科學革命的發生。1879年11月5日,麥克斯韋因病在劍橋逝世,年僅48歲。那一年正好愛因斯坦出生。

預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

主要成就

麥克斯韋主要從事電磁理論、分子物理學、統計物理學、光學、力學、彈性理論方面的研究。尤其是他建立的電磁場理論,將電學、磁學、光學統一起來,是19世紀物理學發展的最光輝的成果,是科學史上最偉大的綜合之一。

路德維希·玻爾茲曼

他預言了電磁波的存在。這種理論預見後來得到了充分的實驗驗證。他為物理學樹起了一座豐碑。造福於人類的無線電技術,就是以電磁場理論為基礎發展起來的。麥克斯韋大約於1855年開始研究電磁學,在潛心研究了法拉第關於電磁學方面的新理論和思想之後,堅信法拉第的新理論包含著真理。於是他抱著給法拉第的理論「提供數學方法基礎」的願望,決心把法拉第的天才思想以清晰準確的數學形式表示出來。

他在前人成就的基礎上,對整個電磁現象作了系統、全面的研究,憑藉他高深的數學造詣和豐富的想象力接連發表了電磁場理論的三篇論文:《論法拉第的力線》(1855年12月至1856年2月);《論物理的力線》(1861至1862年);《電磁場的動力學理論》(1864年12月8日)。對前人和他自己的工作進行了綜合概括,將電磁場理論用簡潔、對稱、完美數學形式表示出來,經後人整理和改寫,成為經典電動力學主要基礎的麥克斯韋方程組。據此,1865年他預言了電磁波的存在,電磁波只可能是橫波,並推導出電磁波的傳播速度等於光速,同時得出結論:光是電磁波的一種形式,揭示了光現象和電磁現象之間的聯繫。1888年德國物理學家赫茲用實驗驗證了電磁波的存在。

預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

麥克斯韋於1873年出版了科學名著《電磁理論》。系統、全面、完美地闡述了電磁場理論。這一理論成為經典物理學的重要支柱之一。在熱力學與統計物理學方面麥克斯韋也作出了重要貢獻,他是氣體動理論的創始人之一。1859年他首次用統計規律得出麥克斯韋速度分佈律,從而找到了由微觀量求統計平均值的更確切的途徑。1866年他給出了分子按速度的分佈函數的新推導方法,這種方法是以分析正向和反向碰撞為基礎的。他引入了馳豫時間的概念,發展了一般形式的輸運理論,並把它應用於擴散、熱傳導和氣體內摩擦過程。1867年引入了「統計力學」這個術語。麥克斯韋是運用數學工具分析物理問題和精確地表述科學思想的大師,他非常重視實驗,由他負責建立起來的卡文迪什實驗室,在他和以後幾位主任的領導下,發展成為舉世聞名的學術中心之一。預言電磁波存在的數學家麥克斯韋

科技天才的奧秘

麥克斯韋是數學與物理天才,數學與物理天才的奧秘是天才有個方程式。

天才的方程式:天才=愛好看書+喜歡實驗+陶醉於數學

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