电磁理论创建人:麦克斯韦——12月8日科学史上的今天

2018-12-10作者:科学π工作室 编著编辑:书问阅读



詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,一生只活了48岁,却在电磁学、光学、分子物理学、天文学等诸多领域做出了最杰出的贡献。如果说,是牛顿把天上、地上的运动规律统一起来,实现了物理学中的一次大统一,麦克斯韦则把电、磁和光统一起来,实现了物理学中的第二次大统一。麦克斯韦与牛顿这两位巨匠共同将经典物理学推至巅峰。


1856年2月,他发表了《法拉第的力线》。在这篇论文里,他用数学方法,把法拉第所预言的力线概括为一个方程,使法拉第的学说有了定量的数学表示。


1861年在英国伦敦皇家学会《哲学学报》上,他又发表了第二篇电磁学的论文《论物理的力线》。在这篇著名的论文里,他大胆地引入了一个划时代的新概念“位移电流”。


1864年12月8日,麦克斯韦完成了更重要的第三篇论文《电磁场的动力学》,他把电磁规律数学化以后,揭示出了两个秘密——电磁波是存在的,光就是电磁波。


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1873年,麦克斯韦的辉煌巨著《电磁学理论》出版了。麦克斯韦总结前人的成果,将全部电磁学理论用简明、对称、完美的数学形式表达出来,这就是成为经典电动力学基础的“麦克斯韦方程组”。至此,宏观世界纷繁复杂的电磁现象,全部归纳到了这组方程之中,没有一个电磁现象能“逃脱”出这组方程之外。从这组方程出发,可以演绎出全部电磁规律来。这套完美、和谐又对称的方程堪称一个精美的杰作,它与牛顿力学方程式、爱因斯坦引力场方程、薛定谔方程、狄拉克方程一起,构成了物理学的最高境界;它最浓缩、最简洁的数学语言,包含了最丰富的内容,揭示了物理世界的基本结构,成为物理学中最壮丽的诗篇。



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