老約翰走了﹍﹍

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威廉·湯姆生

昨天說到麥克斯韋離開了愛丁堡。轉到人才輩出的劍橋大學學習。在這裡他遇到了很多學術大咖,諸如“改變,從收拾房間開始”故事所說的“霍普金斯教授。

麥克斯韋畢業以後留在學校工作。起初,他研究的課題是光學裡的色彩論。不久他讀到了法拉第的《電學實驗研究》,馬上被書中新穎的實驗和見解吸引住了。當時學術界對法拉第的學說看法不一致,有不少非議。主要原因是“超距作用”的傳統觀念影響還很深,舊的大廈動搖了,但是並沒有倒塌;同時,也因為法拉第的學說在理論上還不夠嚴謹。作為實驗大師,法拉第有許多過人的地方,唯獨數學功夫不夠,他的創見都是用直觀形式表達的。

一般的理論物理學家都不承認法拉第的學說,認為它不過是一些實驗記錄。有個天文學家就公開宣稱:“誰要是在精確的超距作用和模糊不清的力線觀念之間有所遲疑,誰就是對牛頓的褻瀆!”在劍橋大學,學者們也有分歧意見。其中最有見識的,要算威廉·湯姆生了。這位青年教授對電學很有研究,曾經多次向法拉第請教。

在麥克斯韋畢業前一年,湯姆生髮表了一篇題目是《瞬變電流》的論文,指出萊頓瓶的放電有振盪性質。麥克斯韋見到論文十分佩服,他特地寫信給湯姆生,請求他告訴一些研究電學的門路。湯姆生比麥克斯韋大七歲,他後來沒有能夠把電磁研究堅持到底。但是,他對麥克斯韋卻有不少幫助。麥克斯韋在給父親的信裡曾經高興地談到,湯姆生很樂意指教他。

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法拉第

麥克斯韋受這位先行者的啟示,相信法拉第的學說中包含著真理。他在認真研究了法拉第的著作以後,省悟出力線思想的寶貴价值,也看到了法拉第定性表述的弱點。這個初出茅廬的青年科學家決心用數學來彌補這一點。

一年以後,24歲的麥克斯韋麥表《論法拉第的力線》,這是他第一篇關於電磁學的論文。在論文中,麥克斯韋通過數學方法,把電流周圍存在力線這個現象,概括做一個高等數學裡的矢量微分方程。根據這個方程,每一股電流都產生一條環狀磁力線。這一年(1855),恰好法拉第結束了長達30多年的電學研究,他在科學筆記裡寫下了最後一個編號:5430。正是“芳林新葉催陳葉,流水前波讓後波”,麥克斯韋接過了這位偉大先驅者的火炬,開始向電磁領域的縱深挺進。

《論法拉第的力線》這篇論文,雖然基本上是對法拉第力線概念的數學“翻譯”,卻是十分重要的一步。因為麥克斯韋一開始就使用了數學方法,而且選定了法拉第學說的精髓——力線思想,當做自己研究的起點。這表明麥克斯韋的科學洞察力確實是不同來凡響的。他認準了主攻方向,就堅定不移地研究下去。他後來的一系列論文,步步深入,都是沿著這條正確道路走的。這一點,是他比湯姆生高明的地方。湯姆生已經走到真理的邊緣,卻遲疑不前;麥克斯韋抓住了真理,就鍥而不捨。所以麥克斯韋儘管起步比較遲,卻第一個登上了光輝的頂峰。

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詹姆斯·克拉克·麥克斯韋

科學的道路總是不平坦的。正當麥克斯韋的研究很有希望的時候,一樁不幸的事情打斷了他的計劃。一天,他正在埋頭研究幾篇新近的電學資料,郵遞員送來一封家信。他拿到信,一眼看出不是父親的筆跡,心頭不由一驚。他許久以來擔心的事情終於發生了。父親年老體弱,健康惡化,突然病倒在床。那封信是父親請別人代寫的。麥克斯韋讀完信,心裡十分焦慮和難過。他對父親的感情是非常深的。從幼年起,父親就是他的良師益友,也是整個家庭的支柱。十幾年來,他們朝夕相處,十分融洽。麥克斯韋離家求學以後,他們幾乎每天通信,交換各種科學思想和對社會的見解,也暢談有趣的日常生活。

為了照顧父親,麥克斯韋只得離開劍橋大學,到離家比較近的阿伯丁工作。阿伯丁是英國北部的一個海港,那裡的一所學院答應讓麥克斯韋擔任自然哲學講師,可是需要等一段時間。麥克斯韋整夜守在父親床前,盡力減輕老人的病痛。但是不論他怎樣小心伺候,還是沒有擋住死神的降臨。1856年春天快要到來的時候,父親終於離開了人間。這在麥克斯韋生活中,無疑是不可彌補的損失。他悲痛的心情久久不能平息。

不久,阿伯丁的馬銳斯凱爾學院正式聘請他當自然哲學教授。麥克斯韋在就職以前,回到劍橋大學辦理一些事務,停留了好幾個月。他當時的心情很矛盾。對於母校,他是留戀的,而且父親已經去世,他留在阿伯丁的意義也不大了,更主要的是他的電磁研究剛剛開始,他不知道在阿伯丁有沒有合適的研究條件。但是,馬銳斯凱爾學院已經給他下了聘書,據說院長很賞識他,他不好推脫,只得上任了。這一去,他的電磁研究竟推遲了四年。


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