麦克斯韦-继续着法拉第的事业

来源:互联网发布时间:2009-06-03

麦克斯韦毕业以后留在学校工作。起初,他研究的课题是光学里的色彩论。不久他读到了法拉第的《电学实验研究》,马上被书中新颖的实验和见解吸引住了。当时学术界对法拉第的学说看法不一致,有不少非议。主要原因是“超距作用”的传统观念影响还很深,旧的大厦动摇了,但是并没有倒塌;同时,也因为法拉第的学说在理论上还不够严谨。
     作为实验大师,法拉第有许多过人的地方,唯独数学功夫不够,他的创见都是用直观形式表达的。一般的理论物理学家都不承认法拉第的学说,认为它不过是一些实验记录。有个天文学家就公开宣称:“谁要是在精确的超距作用和模糊不清的力线观念之间有所迟疑,谁就是对牛顿的亵渎!”在剑桥大学,学者们也有分歧意见。其中最有见识的,要算威廉·汤姆生了。
     这位青年教授对电学很有研究,曾经多次向法拉第请教。在麦克斯韦毕业前一年,汤姆生发表了一篇题目是《瞬变电流》的论文,指出莱顿瓶的放电有振荡性质。麦克斯韦见到论文十分佩服,他特地写信给汤姆生,请求他告诉一些研究电学的门路。汤姆生比麦克斯韦大七岁,他后来没有能够把电磁研究坚持到底。但是,他对麦克斯韦却有不少帮助。
     麦克斯韦在给父亲的信里曾经高兴地谈到,汤姆生很乐意指教他。麦克斯韦受这位先行者的启示,相信法拉第的学说中包含着真理。他在认真研究了法拉第的著作以后,省悟出力线思想的宝贵价值,也看到了法拉第定性表述的弱点。这个初出茅庐的青年科学家决心用数学来弥补这一点。
     一年以后,24岁的麦克斯韦麦表《论法拉第的力线》,这是他第一篇关于电磁学的论文。在论文中,麦克斯韦通过数学方法,把电流周围存在力线这个现象,概括做一个高等数学里的矢量微分方程。根据这个方程,每一股电流都产生一条环状磁力线。这一年(1855),恰好法拉第结束了长达 30多年的电学研究,他在科学笔记里写下了最后一个编号:5430。正是“芳林新叶催陈叶,流水前波让后波”,麦克斯韦接过了这位伟大先驱者的火炬,开始向电磁领域的纵深挺进。《论法拉第的力线》这篇论文,虽然基本上是对法拉第力线概念的数学“翻译”,却是十分重要的一步。

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