麦克斯韦是谁？他是我心中的英雄

这是一部BBC出品的关于英国天才物理学家詹姆斯•克拉克•麦克斯韦的纪录片，很短，1个小时。影片的一开头非常有戏剧性，主持人在麦克斯韦的雕像下采访路人，居然几乎没有一个认识麦克斯韦是谁。

麦克斯韦是谁？在他短暂如流星的48年生命里，他凭借自己的天才和勤奋，在诸多的科学领域都进行了开拓性的研究。其中最耳熟能详的自然是麦克斯韦方程组，这是电磁理论的奠基方程。更重要的是，通过建立完善的电磁场理论，他终结了牛顿的超距作用的机械时代，同时开启了场论的科学时代(也就是说，两个物体并不是直接相互作用的，而是一个物体放入另一物体产生的场中从而受到场的作用。场充满整个空间。)，彻底改变了人们认识世界的方式，可以说，麦克斯韦引起了一场物理学的革命。

除此以外，他还在天文学、色彩学、生物学、光学、热力学都有涉及，并颠覆了其中很多学科的传统认知。

孩童时期的麦克斯韦，幸运的有一个充满爱心、疼爱他并且尊重他的父母，让他的好奇心得到了最大的保持。14岁时他就写出了一篇关于几何图形的论文，展现了他的数学天分；十几岁时，他自己设计制作了光和颜色的实验。当他19岁进入剑桥大学时，他已经发表了三篇关于数学的论文。从14岁起，麦克斯韦就一直用数学来解释事物的原理，正是凭着这一天资，他做出了许多重大发现。

（1）麦克斯韦开创了天文学研究的数学建模方法：在25岁时，麦克斯韦通过纯粹的数学方法，就解决了困扰科学界几个世纪的谜题：预测土星环的组成（到底是岩石、液体、还是小碎块）。麦克斯韦并不是通过观测来证明的，而是把物理世界简化为数学符号，然后用数学工具来预测土星周围会发生的事情。在他做出预测130年后，人们从捕捉到的土星环的图像终于证明了他的理论的毋庸置疑的正确性。不仅如此，麦克斯韦用于分析土星环的数学方法同样可以用于宇宙中其他天体的预测。

（2）麦克斯韦奠定了色觉理论的基础：在阅读了托马斯杨的三色理论后，麦克斯韦决定对其进行验证，他设计了可以数学精密调色的麦克斯韦色环，并进行了测试，最终证明了光的三原色是红、蓝、绿（而不是我们认为的红黄蓝），他还绘制了彩色三角形，从而可以精确得知颜色所需各种原色的比例关系。在1861年，他受伦敦皇家科学学会邀请做色彩视觉讲座，在现场演示中，他给出了世界上第一张彩色照片。今天我们无论在电视屏幕还是手机屏幕看到的彩色图像，都是基于三种原色光的精确混合。在这之后，他被选为伦敦皇家科学学会会员，当时他只有29岁。

（3）麦克斯韦最辉煌的成就，整合电与磁，建立电磁理论：麦克斯韦接过法拉第“场”的观点的大旗，通过多年的研究，用数学方程描述了关于电和磁的一些实验定律，更重要的是，他提出了一项全新的位移电流假设，对已有的安培环路定律进行了修正，从而将电与磁密切结合在一起，建立了麦克斯韦方程组。这是改变人类历史的一组方程组。正是从这组方程，麦克斯韦预测了电磁波的存在，并且从数学上证明了电磁波的波速等于光速，从而将光与电磁也统一了起来，光只不过是电磁频谱中的一段（他的发现超前于时代太多，结果遭到了周围同事的普遍质疑，直到20多年后，德国科学家赫兹用实验证明了电磁波的存在，麦克斯韦的理论才真正世界轰动）。我们今天这个时代的种种，包括网络、广播、微波炉、电视、手机，都是源于电磁波的存在。可以说，麦克斯韦开启了无线时代。

当麦克斯韦与法拉第会面，这是多么美好的历史时刻

只了解上述成果，可能以为麦克斯韦只是一个理论很牛的数学家，实际上他的动手实验能力非常强，剑桥的卡文迪许实验室就是他一手创建（这就是后来出了29位诺贝尔奖获得者的实验室，也是后来罗伯特•奥本海默要去饱受煎熬的那个实验室，哈哈哈），在他父亲去世后他继承了格伦莱尔1500亩地时，他还参与了房屋的设计改建。

除了科学研究之外，生活中的麦克斯韦是一个浪漫、深情、专一的人，他喜欢写诗歌，对亲情友情都非常眷恋，他与大他7岁的凯瑟琳相识并结婚，终其一生，他们两人都忠于彼此。麦克斯韦写给凯瑟琳的诗句显示了他浪漫的一面：

Trust me spring is very near,

All the buds are swelling;

All the glory of the year

In those buds is dwelling.

What the open buds reveal

Tells us——life is flowing;

What the buds, still shut, conceal,

We shall end in knowing.

Long I lingered in the bud

Doubting of the season,

Winter’s cold had chilled my blood—

I was ripe for treason

Now no more I doubt or wait,

All my fears are vanished

Summer’s coming dear, though late,

Fogs and frosts are banished.

他也通过一首诗向凯瑟琳求婚，邀请她一起到格伦莱尔去：

Will you come along with me,

In the fresh spring tide,

My comforter to be

Through the world so wide?

Will you come and learn the ways

A student spends his days

On the bonny bonny braes

Of our ain burnside.

. . .

And the life we then shall lead

In the fresh spring tide

Will make thee mine indeed,

Though the world be wide.

No stranger's blame or praise

Shall turn us from the ways

That brought us happy days

On our ain burnside.

麦克斯韦真的是一个非常美好的人，乐观聪慧、深情专一、努力认真。科学研究上敢于挑战权威、思想锐利超前、行为低调谦逊、人品温润如玉，他是我心中的英雄。

麦克斯韦拿着他自制的色环演示光的三原色