哈密頓

雖然麥克斯韋是班里年齡最小的學(xué)生，但學(xué)習(xí)成績基本次次是第一，年輕的他一口氣把古典學(xué)、歷史學(xué)、數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、哲學(xué)、文學(xué)。心理學(xué)全給選修了。而且樣樣都學(xué)的不錯，更可氣的是，人家長得還賊帥，在愛丁堡大學(xué)里是絕對的校草。與許多數(shù)學(xué)天才不同的是，他的寫作水平也是一流，說他是六邊形戰(zhàn)士真的毫不為過。有一次，麥克斯韋寫了一篇關(guān)于偏振光的論文交給了老師，他的老師覺得這篇文章寫得不錯，就是結(jié)構(gòu)太亂了，敦促麥克斯韋一定要提升論文的寫作技巧，結(jié)果麥克斯韋回去之后就開創(chuàng)了維多利亞時代科學(xué)家中最流暢的寫作風(fēng)格，維多利亞時代的科學(xué)論文，很多就是仿照麥克斯韋的風(fēng)格。后來的麥克斯韋更是用了三年的時間修完了大學(xué)四年的課程。

麥克斯韋沒學(xué)夠，于是又轉(zhuǎn)到了劍橋大學(xué)的三一學(xué)院，就是那個出人才都出麻了學(xué)院，課代表們可以把這個學(xué)院知名校友的名字打在彈幕上。在畢業(yè)時，他獲得了數(shù)學(xué)榮譽(yù)學(xué)位考試優(yōu)勝者第二名，這個含金量大概和一個奧運會銀牌相當(dāng)。

你所不知道的“麥克斯韋”

接下來，我們就要進(jìn)入麥克斯韋開掛般的學(xué)術(shù)生涯了，在大多數(shù)人的印象里，麥克斯韋的方程組將電與磁兩種看似毫不相干的現(xiàn)象統(tǒng)一了起來。沒錯，這絕對是麥克斯韋一生最牛的貢獻(xiàn)。但是，麥克斯韋的其他成果也同樣驚人的，但因為麥克斯韋方程組太過于耀眼了，掩蓋了其他的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。物理課本上其實還有很多內(nèi)容都是麥克斯韋的提出的，只是咱們并不知道。他的各項研究成果如果放到20世紀(jì)，估計每隔上幾年就得趟斯德哥爾摩領(lǐng)諾貝爾獎，就連愛因斯坦都把麥克斯韋當(dāng)成自己的偶像之一，咱們就來細(xì)數(shù)一下麥克斯韋有多少成就吧：

首先，麥克斯韋可以稱得上是顏色學(xué)研究的一個開山鼻祖。我們都知道，光的三原色和顏料的三原色是不同的，在顏料調(diào)配當(dāng)中，只要適當(dāng)控制紅黃藍(lán)三種顏色的比例，就可以調(diào)配出除白和灰以外所有顏色。而光則有所不同，它的三原色是紅綠藍(lán)三種顏色，控制這三種顏色光的亮度比例，就可以形成任何一種顏色的光。托馬斯楊于19世紀(jì)初提出了光的紅綠藍(lán)三原色說，而讓這一理論得到驗證的人正是麥克斯韋，除此之外他還提出了光的混合與顏料混合之間的本質(zhì)區(qū)別，同時推導(dǎo)出了一個公式，通過這個公式人們可以計算出任何一種顏色的光所需的原色光比例。我們?nèi)缃竦碾娨暫碗娔X屏幕的顯像，都是運用著這個原理，讓我們能夠在電子屏上看到一個多姿多彩的世界。

在一次麥克斯韋關(guān)于顏色理論的宣講當(dāng)中，他為了向聽眾們說明他的理論，使用當(dāng)時已經(jīng)成熟的照相技術(shù)對一個彩色的緞帶進(jìn)行了拍攝。在當(dāng)時，照相技術(shù)只能拍攝單色的照片，所以基本全都是黑白照。而麥克斯韋讓攝影師分別使用紅色、綠色、藍(lán)色的三種顏色的濾鏡對同一個緞帶進(jìn)行拍攝，隨后將這三個圖像疊加到一起后投影到了屏幕上，這時奇跡發(fā)生了，三色疊加后的影像完全還原了緞帶的實際顏色！沒錯，這就是人類歷史上的第一張彩色照片，它的名字后來被稱為“塔爾坦絲帶”，而制造這第一張彩色照片的人正是麥克斯韋以及他帶來的攝影師。

人類歷史上的第一張彩色照片——塔爾坦絲帶

人類歷史上的第一張彩色照片——塔爾坦絲帶

而且，麥克斯韋差一點就成為了眼底鏡的發(fā)明人，這種儀器如今在醫(yī)院的眼科中是必不可少的。他可以幫助醫(yī)生輕松觀察到患者眼球后面視網(wǎng)膜血管以及視神經(jīng)的情況。麥克斯韋因為對人眼觀察顏色時的反應(yīng)感興趣，于是想要設(shè)計一個工具來觀察人眼視網(wǎng)膜的構(gòu)造，結(jié)果就自己在家搗鼓出了這個東西。然而，德國科學(xué)家亥姆霍茲已經(jīng)先一步的成為了這項工具的發(fā)明人。不過麥克斯韋在自己制作眼底鏡時并沒有了解過亥姆霍茲的想法，同樣也是獨立研究出來的，雖然晚了一步，但確實也是很厲害的。

物理學(xué)界全能人物

除此之外，你知道麥克斯韋還是個天文學(xué)家嗎？你應(yīng)該知道，土星的外圍環(huán)繞著三顆美麗的光環(huán)，那么，這些光環(huán)是什么東西組成的呢？雖然它的名字叫光環(huán)，但顯然不可能真的是光組成的，畢竟光肯定不可能老老實實的繞著星球圍出一個圓環(huán)來，那么這個光環(huán)到底是氣體、還是液體，還是什么其他的物質(zhì)？這個問題在當(dāng)時困擾了天文學(xué)界二百多年。而解開這個謎團(tuán)的人也是麥克斯韋。他通過自己的數(shù)學(xué)技巧進(jìn)行了分析，論證出了土星的光環(huán)并非實心物體，也并非氣體和液體，將種種不可能的情況排除的之后，麥克斯韋論證了土星環(huán)一定是一些細(xì)小微粒的組合，因為這些微粒太小，相隔的距離又太長，所以我們從遠(yuǎn)處看到它們的時候就呈現(xiàn)出了光環(huán)的樣子。后來的天文觀測也確實證明了麥克斯韋當(dāng)初的結(jié)論是正確的。

到這還沒完呢，麥克斯韋還是熱動力學(xué)當(dāng)中的一個重要人物。我們都知道氣體分子的運動是雜亂無章的，當(dāng)時的人們以為，在給定的溫度下所有氣體分子都應(yīng)該是按照同一速度運動，但麥克斯韋覺得這是錯的，氣體分子之間每時每刻都會發(fā)生碰撞，速度怎么可能一直相同呢？他想要使用牛頓動力學(xué)解決氣體分子運動速度的問題，但發(fā)現(xiàn)分子的數(shù)量太多了，計算根本無從下手。

于是，他開創(chuàng)了一種前所未有的統(tǒng)計學(xué)方法：也就是“麥克斯韋分布”來解釋這些問題。這個理論成功解釋了氣體的許多基本性質(zhì)，就算麥克斯韋其他什么事都不做，單靠著這個理論就足夠他躋身于19世紀(jì)頂尖科學(xué)家行列，而他也由此成為了氣體動理論的創(chuàng)始人之一。熱力學(xué)當(dāng)中著名的“麥克斯韋妖”假想也是麥克斯韋提出來的。這只假想出來的小妖精可以觀察并控制單個分子的行跡，從達(dá)成一系列顛覆熱力學(xué)定律的操作。麥克斯韋妖被提出之后，科學(xué)界一直都在想辦法證實觀察并控制單個分子的能力不可能被實現(xiàn)，然而直到二十世紀(jì)，人類才真正找到證偽麥克斯韋妖的理由。

當(dāng)然，以上的這些成就相比于麥克斯韋方程組，那都是小巫見大巫了。麥克斯韋方程組在整個物理學(xué)界都是神一般的存在，凡是能夠真正看懂這組公式的人，無一不會驚嘆道這個世界上怎么會有如此精妙的公式！麥克斯韋用一種無比優(yōu)美的方法，將自然界中電與磁這兩種看似毫不相干的物理現(xiàn)象統(tǒng)一了起來。這個方程組不僅可以將法拉第當(dāng)初的所有電學(xué)實驗現(xiàn)象完美說明，同時還能借此推論出未知的科學(xué)理論。

麥克斯韋方程組

靠著這組方程，麥克斯韋預(yù)言出了電磁波的存在，并且推斷我們?nèi)粘Ｒ姷降墓饩褪且环N電磁波。麥克斯韋用他的方程組告訴了物理學(xué)界這么一個道理：我們?nèi)粘？吹降奈锢憩F(xiàn)象或許只是一些深層次物理定律的外在表現(xiàn)，而那些深層次的物理定律往往是簡短而精妙的。物理學(xué)的終極目標(biāo)就是像麥克斯韋當(dāng)初統(tǒng)一電與磁一樣，將自然界的四種基本作用力統(tǒng)一起來，屆時，人類就可以解開物理學(xué)的所有奧秘，成為宇宙真正的主宰，愛因斯坦生命的最后一段日子一直致力于此，但可惜最終未能成功。

天才的落幕

有人曾這樣說：麥克斯韋是牛頓與愛因斯坦之間一個承上啟下的人物，他將牛頓在絕對時空觀下所開創(chuàng)的經(jīng)典力學(xué)進(jìn)行了最大程度的完善，又為愛因斯坦的相對時空觀的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。他所出版的著作《電磁通論》被認(rèn)為是繼牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》之后最偉大的物理學(xué)著作。麥克斯韋方程組是電力時代與信息時代的基石，沒有電磁學(xué)，信息發(fā)達(dá)的現(xiàn)代文明根本無從談起，如果沒有麥克斯韋，可能手機(jī)電腦都只是科幻小說中的儀器。

可是，像麥克斯韋這樣的天才卻往往是不幸的，1865年，正值壯年的他卻因為長期勞累的工作而不幸染病。在生命的最后幾年，他將自己一生最重要的工作《電磁通論》整理完成，然而，人們對他書中提出的先進(jìn)理論還沒有辦法驗證，對這一理論的質(zhì)疑聲也不在少數(shù)。直到1887年，德國的實驗物理學(xué)家赫茲用實驗成功證明了麥克斯韋理論的正確性，同時也開創(chuàng)了無線電電子技術(shù)的新紀(jì)元。

麥克斯韋的電磁理論被證實后，他在人們心中一下子就成為了一個可以對標(biāo)牛頓的存在，牛頓在絕對時空觀下開創(chuàng)了一個物理學(xué)的圖景，而麥克斯韋把這片圖景幾乎完全描繪完成了，可是，此時的麥克斯韋已經(jīng)無法享受那應(yīng)當(dāng)屬于自己的榮譽(yù)了——他早因為疾病的惡化而永遠(yuǎn)長眠在了劍橋。從1877年的春天開始，麥克斯韋就被確診患上了嚴(yán)重的胃灼熱病，吞咽功能變得越來越困難，后來不得不用牛奶來代替肉類的攝入，隨后，他又不幸確診了腹部腫瘤。1879年，年僅48歲的麥克斯韋匆匆地就告別了人世。

如果麥克斯韋的生命能再長一些，他會不會做出更多偉大的科學(xué)貢獻(xiàn)呢？我想這完全是有可能的，但是沒有辦法，歷史沒有如果。然而幸運的是，科學(xué)的發(fā)展不會因為一個人的逝去而被限制，它只會隨著時間的推移而越發(fā)繁茂，麥克斯韋從前一輩的學(xué)者手中接過了接力棒，并且出色的完成了屬于自己的任務(wù)，他走后，也會有出色的人繼承他的意志，完成他未完成的探索，麥克斯韋去世的同一年，科學(xué)界的又一代新星——愛因斯坦出生了。他不僅在麥克斯韋方程組的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步完善了人類對自然的認(rèn)知，也給人類開啟了一個新的宇宙觀。

時移世易，下個接過接力棒的人，又會是誰呢？

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