詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的一生
年表
- 18316 月 13 日生于苏格兰爱丁堡。童年在家族庄园格伦莱尔度过。
- 1839母亲死于癌症,他当时 8 岁。
- 184614 岁时,他关于卵形曲线的论文在爱丁堡皇家学会宣读。
- 1850进入剑桥大学。
- 1855提出颜色理论,发表《论法拉第的力线》。
- 185625 岁成为阿伯丁的教授。
- 1859发表关于土星环的论文,获亚当斯奖。提出分子速度分布。
- 1860两所学院合并,他失去了工作。转到伦敦国王学院。
- 1861在皇家研究院展示第一张彩色照片。
- 1862算出电磁波以光速传播。
- 1865发表《电磁场的动力学理论》,回到格伦莱尔。
- 1871成为剑桥大学第一任卡文迪许实验物理学教授。
- 1873出版《电磁通论》。
- 187911 月 5 日在剑桥去世,终年 48 岁。
- 6 月 13 日出生。后来在爱丁堡公学和爱丁堡大学学习;14 岁时,他关于卵形线的论文在爱丁堡皇家学会宣读。
- 在家族庄园度过童年,总问“这是怎么回事”。八岁时母亲去世。
- 在三一学院学习。提出颜色理论,发表关于法拉第力线的论文。
- 25 岁当上教授。凭土星环论文获得亚当斯奖,又因学校合并而失业。
- 在国王学院展示第一张彩色照片,并发现光是电磁波。
- 回到乡间,撰写《电磁通论》。
- 首任卡文迪许教授,创立卡文迪许实验室。1879 年去世,年仅 48 岁。
- 1831 · 爱丁堡
- 1831–1841 · 格伦莱尔
- 1850–1856 · 剑桥
- 1856–1860 · 阿伯丁
- 1860–1865 · 伦敦
- 1865–1871 · 格伦莱尔
- 1871–1879 · 剑桥
“这是怎么回事?”
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦出生在爱丁堡一个小地主家庭,童年在苏格兰西南部的格伦莱尔庄园度过。他是个什么都想知道怎么运作的孩子。看到一把锁、一只铃或一条小溪,他就用苏格兰口音问:“What’s the go o’ that?"——这是怎么回事?如果回答不能让他满意,他会追问:“那它具体是怎么回事?”
在家教他读书的母亲在他 8 岁时死于癌症。父亲请了一位严厉的家庭教师,那人会打孩子,后来父亲就把他送进了爱丁堡公学,那年他 10 岁。
写卵形线的"傻子”
麦克斯韦来上学时,穿着父亲设计的衣服和怪模怪样的鞋子,说着乡下口音。同学们给他起了个外号叫 Dafty,“傻子”。他并不在意:他画画、写诗、想几何。
14 岁时,他发明了一种用钉在图钉上的绳子画卵形曲线的方法,推广了椭圆的画法——画椭圆时,绳子系在两个焦点上。他证明,用不同方式固定绳子,可以得到具有确定性质的曲线。父亲把这篇文章拿给爱丁堡大学的自然哲学教授詹姆斯·福布斯看,1846 年它在爱丁堡皇家学会宣读。作者年纪太小,不能亲自宣读。
爱丁堡与剑桥
16 岁时,麦克斯韦进入爱丁堡大学,1850 年又去了剑桥。在那里,同学们觉得他很古怪:他相信这样有益健康,于是凌晨两点在走廊里跑步;他还把猫从低处丢下,研究猫为什么总能四脚着地。1854 年,他在剑桥著名的数学荣誉考试 Tripos 中名列第二,并与第一名共享了史密斯奖。
在剑桥,他开始用一个彩色陀螺研究 颜色,还读了迈克尔·法拉第关于电和磁的著作。法拉第是铁匠的儿子,不懂数学,但他想象空间里充满了看不见的 力线。麦克斯韦决定把这些力线翻译成方程。
阿伯丁、土星和丢掉的工作
1856 年,25 岁的麦克斯韦成为阿伯丁马里沙尔学院的教授。他在那里写了一篇关于 土星环 的论文,获得了剑桥的亚当斯奖,并开始研究气体 分子的速度 理论。1858 年,他娶了学院院长的女儿凯瑟琳·玛丽·迪尤尔。他们没有孩子;凯瑟琳帮他做实验。
1860 年,马里沙尔学院与阿伯丁国王学院合并,新大学只保留一位自然哲学教授。他们选了另一位。麦克斯韦,历史上最伟大的物理学家之一,失业了。他申请爱丁堡的一个职位,也输给了一位中学老同学。
伦敦:方程组
同一年,他受聘于伦敦国王学院。在伦敦的五年是他一生中最多产的时期。1861 年,他在皇家研究院展示了第一张彩色照片。1861 年和 1862 年,他发表了一个由旋转的涡旋和小轮子构成的电磁场力学模型,并借助它发现了 位移电流,算出 光是电磁波。1865 年,他发表《电磁场的动力学理论》,其中的 方程组 已经不再需要力学的脚手架。
同一年,他离开伦敦回到格伦莱尔,花了六年时间写作《电磁通论》,该书于 1873 年出版。
卡文迪许实验室
1871 年,剑桥大学设立了一个实验物理学教席,由卡文迪许家族的德文郡公爵出资,麦克斯韦是第一位担任此职的人。他设计并主持建造了 卡文迪许实验室,1874 年落成。晚年,他致力于整理亨利·卡文迪许的手稿,这位十八世纪的物理学家做出了许多了不起的发现,却没有发表。
1879 年,他病倒了。是腹部癌症,与他母亲在同样年纪时所患的病相同。1879 年 11 月 5 日,他在剑桥去世,终年 48 岁。他葬在格伦莱尔附近帕顿的小教堂里。
来源: 麦克斯韦传记,MacTutor · Basil Mahon,The Man Who Changed Everything: The Life of James Clerk Maxwell(Wiley,2003)· 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦基金会。
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