法拉第的启发－麦克斯韦

在这以前,还有一段小小的插曲．麦克斯韦最初的母校爱丁堡大学,也要聘请一个自然哲学教授．他开始是准备去那里的．应选的一共有三个人,另外两个是他在剑桥大学的同学,其中一个还是中学的同学．三个人里究竟应该取谁,当局决定通过考试来决定．要是论学问,麦克斯韦稳拿第一,但是比口才,他吃亏了．考试结果,麦克斯韦名列最后,连主考人对他的讲课能力都表示怀疑．当时一家爱丁堡杂志评论这件事,也很替他惋惜．俗话说: “塞翁失马,安知非福”,麦克斯韦没有被爱丁堡大学选中,自然是件憾事,但是他却因为这个转到了皇家学院,完成了一生中最重要的贡献。

麦克斯韦在阿伯丁的四年时间里,一直怀着一桩心事,就是想用数学工具表达法拉第的学说．他的这个愿望,1855年只开了个头就搁下了．就是在研究土星的苦战中,只要见到有关电磁学方面的文章,也都会引起他密切的关注．他经常给法拉第写信,探索电磁的奥秘．他的案头一直摆着《电学实验研究》．每次打开这部辉煌的巨著,他的情绪就十分激动．法拉第,这位他当时还没有见过的伟人,给物理学描绘了一幅多么形象的图画啊! 电、磁、光、力线、波动……在它们背后隐藏着什么规律呢?

麦克斯韦到伦敦以后特地拜访法拉第．这是一次难忘的会晤．青年物理学家递上名片,不一会儿,法拉第面带微笑地走了出来．这位实验大师已经年近七旬,两鬓斑白．他同麦克斯韦一见如故,亲切地交谈起来。

这两位伟人,他们不但在年龄上相差40 岁,而且在性格、爱好、特长等方面也迥然不同,可是他们对物质世界的看法却产生了共鸣．这真是奇妙的结合: 法拉第快活、和蔼,麦克斯韦严肃、机智．老师是一团温暖的火,学生像一把锋利的剑．麦克斯韦不善于辞令,法拉第演讲起来却是娓娓动听．一个不精通数学,另一个却对数学运用自如．两个人的科学方法也恰好相反: 法拉第主要是实验探索,麦克斯韦擅长理论概括．可以说,他们在许多方面是互相补充的；爱因斯坦曾经把他们称做一对,说他们就像伽利略和牛顿一样,相辅相成．麦克斯韦自己也谈到过这一点: “因为人的心灵各有它不同的类型,科学的真理也就应该用种种不同的形式表现,不管它是用具有生动的物理学色彩的定性形式出现,还是用朴素无华的一种符号表示出现,它都应该被当做是同样科学的．”这话自然是对的,字里行间流露出对法拉第的尊敬．不过,不同的科学方法,发掘科学的深度却常常不同．法拉第用直观而形象的方式表达的真理,麦克斯韦最后用惊人的数学才能把它总结出来,并且提到理论的高度,所以他的认识就更深刻,更透入事物的本质,因此更带有普遍性。

4年以前,法拉第曾经称赞过《论法拉第的力线》这篇论文,他没有料到论文的作者竟这样年轻．当麦克斯韦征求他对论文的看法的时候,法拉第说: “我不认为自己的学说一定是真理,但是你是真正理解它的人．”

“先生能给我指出论文的缺点吗? ”麦克斯韦谦虚地说。

“这是一篇出色的论文．”法拉第沉思地说,“但是,你不应该停留在用数学来解释我的观点,你应该突破它! ”

法拉第的话像一盏明灯,照亮了青年物理学家麦克斯韦前进的道路．他马上用最大的热情投入新的战斗。

他设计了一个理论模型,试图对法拉第的力线观念作进一步探讨．这个模型完全建立在机械结构的类比上,有人称它是“以太模型”,现在看上去既枯燥又很不好懂．一位英国现代科学史家,用了整页篇幅也没有说清楚．事实上,麦克斯韦在晚期的著作里也舍弃了这个模型．奇怪的是,麦克斯韦竟把它当作跳板,成功地登上了真理的彼岸。

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