與牛頓和愛因斯坦齊名的大科學家！高山科學經典導讀《麥克斯韋：

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2023-06-14 10:28:20|已瀏覽：1779次

2023年6月10日晚八點,“高山科學經典”直播間邀請到高山書院校董會主席,清華大學科學史系系教授,清華大學科學博物館館長吳國盛,《麥克斯韋:改變一切的人》譯者肖明,清華大學副教授李鐵夫,一起導讀《麥克斯韋:改變一切的人》。

一組足以改變世界的數學公式,一個讓愛因斯坦都崇拜的科學偉人。他就是電磁理論的重要奠基人——麥克斯韋。

1831年,法拉第發(fā)表電磁定律,就在這一年,麥克斯韋出生。法拉第年長麥克斯韋40歲,兩個科學偉人卻一見如故。吳國盛教授在導讀中介紹到,“法拉第有著極強的物理直覺能力,但因出身貧苦,從小沒念過書,基本不懂數學,他沒法把他的物理直覺用數學表達出來,麥克斯韋就彌補了這個重要的缺陷�！丙溈怂鬼f能夠運用數學工具,使法拉第的思想以完美簡潔的數學形式展現在世人面前,并取得突破性的貢獻。

吳國盛教授在高山科學經典導讀直播間

吳國盛教授簡單回顧他的主要成就,認為可以分成六個方面:

①提出“麥克斯韋方程組”統一了電學、磁學和光學,被譽為牛頓以來物理學的第二次統一;

②在分子運動論與統計物理學領域里成就卓著,提出了以他的名字命名的分子速度分布律、能量定理等;

③提出三原色理論,制作出人類歷史上第一張彩色照片;

④提出自動控制的理論基礎;

⑤對工程力學做出了獨特貢獻;

⑥是世界知名的卡文迪許實驗室的總設計師、第一任室主任、第一任教授。麥克斯韋在這些領域的突破性成就,如書名所述,“changed everything”,改變了一切:

他建立了的電磁場方程是啟發(fā)愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論的主要源泉,而且在普朗克的能量量子發(fā)現中起了重要作用;

他建立的麥克斯韋方程組,是對電磁場完整的數學表述,深奧、微妙,具有完美的對稱性;

他還準確預言了電磁波的存在,認為光就是一種電磁現象。

1888年,赫茲利用火花放電產生了電磁波并探測到它們,證明了麥克斯韋發(fā)現的真理。麥克斯韋電磁理論的意義不僅在于它從根本上改變了電、磁、光的理論,而且第一次大規(guī)模地改變了牛頓自然科學的框架。這時候,牛頓時代即將結束,以相對論和量子力學等為代表的新科學革命山雨欲來。

此外,他的影響貫穿我們生活的方方面面:

麥克斯韋電磁理論為無線電、雷達、電視、計算機、無線通信等奠定了基礎,人類文明從此由機械時代開始走向電力時代;

他證明的三色原理是彩色電視的基礎;

他的思想實驗——“麥克斯韋妖”,被稱為物理學四大神獸之一,被創(chuàng)造性地應用到信息理論和計算機科學之中;

他設計建立的劍橋大學卡文迪什實驗室,被譽為“諾貝爾物理學獎獲得者的搖籃”……

吳國盛教授告訴觀眾,“愛因斯坦很認可麥克斯韋的偉大成就,他在自己辦公室里掛了三個人的畫像:牛頓、法拉第、麥克斯韋�！睈垡蛩固拐J為,麥克斯韋標志著一個科學時代的終結和另一個科學時代的開始。

有些人明白麥克斯韋與牛頓和愛因斯坦是齊名的,但大眾中的很多人還沒有聽說過麥克斯韋。由巴茲爾·馬洪編著的《麥克斯韋:改變一切的人》被列入高山科學經典百本書目之一,作者用簡潔而又直白的語言向讀者講述麥克斯韋的故事,寫得優(yōu)美清晰,充滿溫情,可讀性極強。在書中作者這樣提到,“我寫本書的一個充分理由,就是為麥克斯韋贏得一點他應得公眾的承認。不過,更好的理由是彌補這個損失。麥克斯韋的一生是我們大家的共同財富。”

麥克斯韋是如何獲得這樣非凡的成功的呢?

本書譯者、圓桌對談嘉賓肖明老師分析道,“麥克斯韋的成功,一個是天資很好。其次是對科學充滿熱愛,盡管家里衣食無憂,麥克斯韋仍愿意累死累活地去搞科學研究,并持之以恒。而且他在愛丁堡大學和劍橋大學打下了扎實的基礎,讓他走得更遠。最后是思想很活躍,不知疲倦,無論是在大學,還是歸鄉(xiāng)回到格倫萊爾,他除了做事務管理以外,很多時間還是用于研究。”

肖明老師在高山科學經典導讀現場

肖明老師從麥克斯韋的案例出發(fā),對如何培養(yǎng)人才還分享了看法,“不談天賦值,作為一般人,要培養(yǎng)創(chuàng)新人才的話,首先要從娃娃抓起,培養(yǎng)愛好,這樣才有動力。第二,在大學一定要打好學科基礎,沒有基礎上不去。第三,要進一步提高大學教師的質量和水平�！�

李鐵夫老師在高山科學經典導讀直播間

主持人兼對談嘉賓李鐵夫教授也聯系高考事件進行了觀點分享,“在麥克斯韋那個年代,大家如果想要做好科學,就要學好數學。那么在今天,如果想要研究科學或更高等的技術,也需要把數學和物理學學好,所以高考完的同學在報志愿的時候,可以考慮一些基礎學科�！�

高山科學經典圓桌對談

與科學家一起讀好書,“高山科學經典”是一個由高山科學促進中心發(fā)起的公益科普項目。邀請百位知名科學家每周導讀一本科學經典書籍,引領公眾參與閱讀的大型科學傳播公益項目,旨在提升全民科學素養(yǎng)、培育科學精神、傳播科學思想。期望在全民學科學的時。背景下,高山科學經典能在科學傳播領域盡一份綿薄之力。