网上对麦克斯韦的成就,有一个非常有趣的说法:
如果在物理学界,细数天才的话,作为经典电动力学的创始人,统计物理学的奠基人之一,麦克斯韦一定榜上有名。 麦克斯韦 麦克斯韦研究的领域非常多,电磁理论,分子物理学、统计物理学、光学、力学等都有所建树。在他的学术领域汇总,最为突出的贡献,就是他建立的电磁场理论。 其实最开始,麦克斯韦研究的是光的色散。是在威廉·汤姆逊(1822-1892)的建议下,开始了电磁学的研究。 在研究的过程中,他被法拉第《电学实验研究》中的实验和见解深深所吸引。尽管当时法拉第的理论,提出了“力线”和“场”的思想,但是并不为当时的物理学家所接受。然而麦克斯韦在进行深入的分析后,坚信在法拉第的说法中,一定蕴含着真理。并投入了极大的热情,进行研究。 法拉第 并在1856年,发表了电磁场理论方面的第一篇论文《论法拉第力线》。这篇文章将法拉第的见解进行了数学化,尝试给出了电场和电磁理论。 法拉第在读完这篇论文后,激动的说道:
1860年,麦克斯韦拜访当时是已是伦敦皇家学院院长的法拉第,虽然在两人的年岁相差甚远,俩人却一见如故,惺惺相惜。 麦克斯韦在法拉第激动地鼓舞下,经过两年的埋头研究,于1862年,在英国著名的《哲学杂志》上发表了自己的第二篇电学论文《论物理力线》,提出了“涡旋电场”和“位移电流”的概念。 年少时期的麦克斯韦 1865年,麦克斯韦在《哲学杂志》发表了他的第三篇论文《电磁场的动力学理论》,提出了一共包含20个变量的20个方程式,即著名的麦克斯韦方程,并直接的预言了电磁波的存在:
而这个预言在1888年,在著名的德国数学家赫兹的实验中,得到了验证。 赫兹 同年,麦克斯韦辞去皇家学院的教席,开始潜心写作,并终于在1873年出版了巨著 《电磁学通论》。 这部经典著作里,麦克斯韦以他特有的数学语言,建立了电磁学的微分方程组,把电荷、电流、电场和磁场间的普遍联系完全统一起来,这个电磁学方程,就是后来以他的名字著称的“麦克斯韦方程”。而这本巨著,也成为电磁学的经典理论著作。 在《电磁学通论》中,电磁场、电磁波、光的电磁说都具有了严密的理论形态与数学模型,使电磁学发展到了高峰。 毫无疑问,麦克斯韦电磁场的建立和理论,是19世纪最重大的事件之一,也是是科学史上最伟大的综合之一。 据说,爱因斯坦的书房里挂着三个人的肖像:牛顿、法拉第和麦克斯韦。而爱因斯坦在1931年纪念麦克斯韦100周年诞辰的文集中写道:
这足以证明,麦克斯韦的地位。 事实上,麦克斯韦的成就,不仅仅是他的天赋,在《麦克斯韦传》中,也提到了很重要的一点:每一个成功,都有它的必然性,不仅是和天赋有关,和他背后的家庭教育,也紧密相连。 麦克斯韦有过非常快乐的童年,即使是处在好奇心旺盛,爱到处乱跑的日子,家里的大人也对他的行为非常包容。 比如麦克斯韦三岁的时候,因为在鸡舍的屋檐看小鸡仔而忘了回家的时间,一直等到他的爸爸和仆人找过来。 他还高兴地告诉爸爸:“我想看看小鸡仔能不能和这只小鸟一样会飞,一样会点头。”他的爸爸是一个思想开放、讲究实际的人,听见麦克斯韦的话非但没有生气,反而因为他的善于观察和乐于思考,暗暗高兴。 当麦克斯韦看到肥皂泡,在阳光下呈现出五颜六色的样子,非常兴奋,追着姨妈问到底是怎么回事,姨妈答不上来。倒是爸爸惊喜于麦克斯韦对自然的兴趣,开始带着他,去听爱丁堡皇家学会的科学讲座。 再比如利用圣诞节,爸爸扮成圣诞老人,说麦克斯韦说谎的问题。平时散步,对于周围事物的思考,对图形的认知等,麦克斯韦的每一个细微的变化,小小的进步都得到父母极大的鼓励。 其实从教育的角度来讲,麦克斯韦的童年是一个非常值得借鉴的例子。原生家庭对麦克斯韦好奇心的保护,支持以及鼓舞,对麦克斯韦造成了很大的影响,让麦克斯韦坚定了自己热爱科学的心。 而当我们的孩子,在日常生活中,也经常会向家长提出各种稀奇古怪的问题,比如: 平衡车为什么能保持平衡? 扫地机器人是怎么工作的? 冰箱是怎么运作的? 如果对机械类知识不是很懂的家长,很容易一问三不知,甚至还可能觉得孩子问的问题“乱七八糟”,以至于打压了孩子的好奇心。 这一套《万物的工作原理》,其实是专门满足孩子们好奇心的书,书里把各种原理知识,掰开了揉碎了,给孩子详细的讲解。 团购信息 文中对科技运用的讲解,是书中的一大亮点: 3D打印的过程及原理▼ 悬浮摩托车运用的悬浮原理▼ 无人驾驶汽车的工作依据▼ 平板电脑中的微米奇迹▼ 自动取款机能做到准确无误原因▼ 这些科学应用其实在生活中非常常见,但又不能让孩子上手拆卸。 这套书的讲解,就从生活现象,讲到相关的科学原理,再到实际应用,最后讲解科学技术产生的背景知识,给了孩子们详尽又系统的解释,充分满足孩子的好奇心。 甚至还有未来新生事物的的工作原理: ▼隐形衣是如何运用隐形原理的? ▼那些看起来很神奇的仿生手足,为什么还会动? ▼模仿鲨鱼的皮肤,我们能做出超级盔甲吗? ▼鱼类还能帮人们更好地利用风力? 孩子们提前看到学到这些前沿科学知识,对孩子眼界和思维,都会有很大提升。 全彩印刷,精装大版本 美国国家地理学会的书籍,一向以科学价值、美学价值、收藏价值完美结合而著称。 |
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