人们把牛顿和爱因斯坦相提并论,为什么麦克斯韦是电磁学的集大成者却看起来低一档次?

钟铭聊科学


开辟难,而总结再提出相对来说容易一些,爱因斯坦、牛顿是物理学开辟级的人物,而麦克斯韦,成就固然伟大,但在他的前面还有法拉第、奥斯特等人做出的伟大成就,虽然电磁学的大厦非常壮观,但其中并非麦克斯韦一个人的功劳,而是其他很多很多人的功劳。

(麦克斯韦)

麦克斯韦之所以比牛顿。爱因斯坦他们略逊一筹,其关键原因就是在此。先来说说牛顿,牛顿所处的时代是第一次工业革命之前,伽利略开创了实验科学,归纳了科学的实验方法,使人类走上了科学的道路,而在这个刚开辟的路上,牛顿做出的成就就像是指路的明灯。

牛顿三大运动定律、万有引力定律使人们对于世界的认知发生了改变,在数学上发展出微积分,现在的工程工业、航天工业应该知道微积分的重要性,而牛顿更大的贡献则是为后世的科学家提供了一个崭新的科学方法论,即如何严谨的得出一个现象背后的科学解释。

(物理学之父:牛顿)

牛顿被称为“物理学之父”,在人类科学史上,能和牛顿平起平坐的,个人认为只有爱因斯坦、伽利略等人。

爱因斯坦是相对论的提出者,同样的,在狭义相对论之前,也有很多的物理学家为其铺就道路,洛伦兹、拉莫尔、庞加莱都对爱因斯坦1905年提出狭义相对论有过帮助贡献。

狭义之所以为狭义,是因为它应用的范围窄,无法推广到所有的参考系中,这让它的实际作用受限,而爱因斯坦几乎凭借一人之力将狭义相对论在等效原理的基础上推广到所有的参考系中,这就是广义相对论,爱因斯坦利用10年的时间在1915年正式提出,其内容正是爱因斯坦的引力场方程组。

(爱因斯坦)

后来史瓦西在解这个方程时得到了一个解,这个解所表明的就是黑洞,目前黑洞也已经被证实了,第二个就是引力波,引力波在2016年时也被证实了,另外爱因斯坦还预言了虫洞(爱因斯坦-罗森桥)。

引力透镜、光线偏折、引力红移等等等,都与爱因斯坦有关系,以至于在物理学家的眼中,爱因斯坦的光芒还要高过牛顿一筹。

这是爱因斯坦开创性的成就,爱因斯坦还在量子力学中有突出的贡献,做个形象一点的比喻,将量子力学比喻为一个股份公司,爱因斯坦最起码一个人要占到10%的股份。

爱因斯坦是现代物理学两座大厦的主要奠基者、牛顿是物理学之父、自然科学的奠基者,麦克斯韦自然在影响力方面略逊他们二人,这主要是因为前面的二位大神直接开辟了一块新的疆域,所以他们的威望高,正像我开头说的那样,开辟一个新的领域更难一些。

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一家之言,欢迎您们的补充!


科学船坞


为什么麦克斯韦统一了电和磁,贡献那么大,麦克斯韦方程式那么漂亮,却不及牛顿和爱因斯坦影响力大啊?

这个,因为牛顿和爱因斯坦在科学上的贡献更大,本就比麦克斯韦更大啊!

为什么?为什么是牛顿和爱因斯坦对科学的贡献更大?

这个原因很多,但理解这一点,首先要理解“科学有什么用?”这个问题,首先要知道和理解科学是干什么用的。当然了,科学有什么用?这又是一个很庞大的问题和话题。不过,简明扼要提纲挈领的说,有句经常被提及的话讲:“科学的第一功用是解放人的思想”。

科学有很多用处,有很多非常重要和非常广泛的用处(或者叫影响),但科学的第一功用——科学的第一个功能和第一个作用是“解放人的思想”。

其实,说“解放人的思想”,这是在最近一百多年来的社会语境中,刻意偏向褒义的说法,如果我们换个说法,科学的第一功用就是用来给你洗脑,用来形成,塑造和颠覆你的三观的。

知道了科学的第一功用,知道了科学的第一个功能和作用就是塑造人的三观。那么就不难理解为什么牛顿最伟大,爱因斯坦次之,而麦克斯韦、门捷列夫、伽利略、波尔、海森堡等人,在牛顿和爱因斯坦面前,要被归为第二流的科学家之中了。

其实,在人类历史上,每一次科学进步都或大或小的改变了/重塑了人们的世界观、人生观和价值观。但在人类历史上,至少是在最近数千年以来的历史上,不单单是“改变了”人们的三观,而且还称得上是“从根本上颠覆了”整个人类的三观的伟大科学家,只有三位,分别是牛顿、爱因斯坦和达尔文。其他的,许多科学家的贡献也对人类的世界观,人生观和价值观产生了重大影响,比如说开尔文勋爵的诸多成就(特别是在热力学上的贡献),魏格纳提出了大陆漂移学说,哥白尼的日心地动说,沃森和克里克发现DNA双螺旋结构,等等等等,但这些都不是在根本上改变整个人类的三观。

再说一遍:真正在根本上改变整个人类三观的,第一个(有科学史和思想史的学者认为是唯一一个)集大成者是牛顿!时势造英雄,英雄造时势,牛顿之后的诗史已经为牛顿所造就,牛顿之后的人,再伟大也做不到像牛顿那样深刻的影响人类的思想世界,以及人类思想世界的发展演变史了。

牛顿之后的后来者中,又一次彻底颠覆人类三观的,首先是达尔文,进化论知道吧?这个不用多说了吧?然后是爱因斯坦。爱因斯坦打破了绝对时空观,也为打破绝对精确可知论的世界观(就是量子世界观的兴起)做出了基础性的重要贡献。至于其他的人,当然也很伟大,比如说麦克斯韦就很伟大。但在改变、颠覆和从根本上重塑人类思想世界这个科学的第一功用上讲,麦克斯韦和门捷列夫等人的贡献以及影响力,和牛顿以及爱因斯坦相比,还是明显浅薄了些的。

这里的要点是:大家要知道,科学不但包括“应用科学”,科学在根本上是“无用”的纯科学!真正纯粹的科学不是被金钱或者利益驱使的“器皿”,凡是国之重“器”的都不会是最精髓最重要的科学!科学是在人性中思想里的好奇心上生长出来的参天大树!是人类思想世界中最伟大,最重要,最辉煌和最无穷无尽的延伸!坦白的讲,我们中国人比较信仰“实用主义”,比较喜欢“功利”,一直认为纯科学是没什么用、不值钱的旁门左道。直到今天,我们中国作为一个世界大国,在基础科学上,不要说别的投入,恐怕补课费还没交够,甚至有人根本就是只想着投机取巧,不想交补课费呢。

好了,说了不少了。总而言之,大家要知道科学的第一功用是解放人的思想,在这一点上,牛顿是特定历史条件下出现的,后人无法超越的巅峰,牛顿之后,根本上解放人类思想的,是达尔文和爱因斯坦。其他的许多科学家都做出了杰出贡献,但堪称“颠覆一切”的,人类历史上,只有牛顿,达尔文和爱因斯坦三个人了。


137亿年前的氢二氧一


麦克斯韦是和牛顿、爱因斯坦一样伟大的科学家,之所以会形成“低一档次”的概念,应该是因为有些人对他的了解不够。事实上,麦克斯韦的所有成就加在一起,足以媲美这个世界上任何另外一位物理学家。

最美公式的主人

牛顿统一了天上的力和地上的力,而麦克斯韦则统一了电和磁两种作用,并给出了世界最美公式——麦克斯韦方程组。这是一组描述磁场、电场、电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程,互相之间发生耦合,变化万千。

麦克斯韦方程组宣告了电就是磁,磁就是电这样的公理,是物理学历史上空前绝后的一次大统一。自麦克斯韦之后,物理学界一直在追求大统一,爱因斯坦晚年一直致力于统一引力场理论,最终以失败告终,目前号称统一了宇宙四种基本力的弦理论只是纸上谈兵,还称不上科学。

麦克斯韦妖的提出者

热力学第二定律是在统计力学的基础上进行研究的,麦克斯韦是统计力学的创始人。爱因斯坦的1905年所写的5篇文章被誉为全部能够获得诺贝尔奖,其中2篇都是研究统计力学的,也就是说,爱因斯坦的伟大建立在麦克斯韦研究的基础之上。

麦克斯韦还曾经提出一个假象实验——麦克斯韦妖实验,差点让一只神通广大的妖精破坏了热力学第二定律。这也是物理学史上最有名的假象实验之一。

卡文迪许实验室的创始人

麦克斯韦于1871年创立了卡文迪许实验室,该实验室简直就是诺贝尔奖的摇篮,从其中走出了发现电子的汤姆孙,提出原子结构的卢瑟福,发现中子的查德威克,发现DNA双螺旋结构的克里克,发现康普顿效应的康普顿等举世闻名的科学家。

综上所述,并不是麦克斯韦比牛顿和爱因斯坦成就差,只是因为人们的学识不同、理解不同罢了。麦克斯韦单单凭借他在电磁学方面的贡献就足以比肩牛顿和爱因斯坦,他们都是最伟大的科学家。

顺便聊一点八卦,麦克斯韦去世的同一年爱因斯坦出生,很过人认为爱因斯坦是麦克斯韦的传承。


疯狂知识点


如果按成就给有史以来的物理学家进行一次大排名,牛顿和爱因斯坦会坐稳前两把交椅,其地位无人可以撼动。麦克斯韦也是伟大的科学家,他完成了电和磁的统一,预言了电磁波的存在,指出光就是一种电磁波。可他习惯了坐第三把交椅,几乎未曾有过进入前两名的时候。

统一是物理学基础理论研究的一个大的主线。牛顿统一了天上的运动和地上的运动,爱因斯坦统一了时间和空间,麦克斯韦统一了电和磁。既然都是统一,为何麦克斯韦就不能和牛顿、爱因斯坦平起平坐呢?

主要还是由于牛顿和爱因斯坦实在是太牛了,比麦克斯韦要牛。

牛顿可谓是一手设计出了经典力学的蓝图,牛顿第二定律的建立使人们可以定量地研究物体在力的作用下的运动,并且也能反过来根据物体的运动研究物体的受力。万有引力定律的建立为天文学的发展打下理论基础,同时也将天上的运动和地上的运动统一了起来。除此之外牛顿还在光学领域有很多开创性的研究,其发明的反射式望远镜也是当今很多望远镜的基础。另外,牛顿还是一位非常伟大的数学家,独立发明出微积分就能够让他成为最伟大的数学家之一。

爱因斯坦一手建立起狭义相对论和广义相对论。狭义相对论的建立改变了人类对时间和空间的认识,广义相对论将引力进行了几何化的处理,同时爱因斯坦还是量子论的奠基人之一。

和麦克斯韦相比较,牛顿、爱因斯坦的研究几乎都是覆盖当时的整个物理学,麦克斯韦方程组仅仅涉及到电、磁、光,麦克斯韦在统计物理学方面也有一些研究,但终究达不到麦克斯韦方程组的高度。从基础性的角度以及影响面上讲牛顿和爱因斯坦要比麦克斯韦伟大。

今天一些理论物理学家也在追求一种统一,将自然界中的四种相互作用统一起来。科学家们已经完成了弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用的统一,还有万有引力没有统一进来。假若有谁将万有引力统一了进来,他也会是伟大的科学家,但就影响力而言也是不能和牛顿、爱因斯坦相比较的,和麦克斯韦倒是可以掰一下手腕。


刁博


人们把牛顿和爱因斯坦相提并论,为什么麦克斯韦是电磁学的集大成者却看起来低一档次?

有个比较通俗的说法可以评价这三位大佬的成就,一牛二爱三麦,说的就是科学界的第一大佬是牛顿,第二是爱因斯坦,第三是麦克斯韦,但有朋友会认为牛顿和爱因斯坦应该爱因斯坦排第一位,比如下图就是科学界的另一种排位方式:

其实这都没有关系,来了解下这三位大佬的成就,大家心里就对他们的位置排行有个数了!

牛顿:科学体系的开创者

以前我们没有科学这个名词,所以牛顿在1687年发表的著作标题名字是《自然哲学的数学原理》,当然牛顿提出的万有引力定律绝对称得上伟大,但却并不是牛顿最伟大的地方,而是以科学思维来解释自然界一切现象的体系,这个体系叫做牛顿经典力学体系。

1513年哥白尼的《天体运行论》提出了日心说,太阳系行星都以太阳为中心公转。

1610年,伽利略的《星空信使》以前所未有的角度向人类介绍了全新的星空世界。

1600年-1610年间,开普勒完成了行星三大定律,从数学角度描绘了行星运行的轨道。

但他们之间都缺乏一个粘合剂,将现象从原理角度来阐述的理论,牛顿的三大定律和万有引力定律成了联系这些现象的一个纽带,并且成为从牛顿之后的力学和天文学的基础,也是现代工程学的基础。天体运行遵循人类发现的自然规律,科学第一次在理论上彻底战胜神学,占据了理论绝对制高点,成了开启科学革命重要契机与动力,这是牛顿力学在科学史上的地位,我们可以这样认为,伽利略开创了实验科学,牛顿则从理论与实践的角度完美的诠释了科学,当然牛顿除了这些成就外,还有角动量与动量守恒,光学以及光谱观察和微积分等

牛顿力学体系伴随着现代科学发展的方方面面,甚至登陆火星都可以用牛顿经典力学计算完成,它的精度高到你根本不用担心会降落错位置。

爱因斯坦:从质量与能量的关系到宇宙的起源

爱因斯坦以光速不变的假设和洛仑兹变换与庞加莱的同时性的相对性原理,抛弃以太建立了狭义相对论,以前所未有的角度诠释了时空的本质!

曾经洛仑兹和庞加莱走到了狭义相对论的边缘,但洛仑兹死守以太,仍然试图用以太的角度解释迈克尔逊-莫雷实验为零的结果,而庞加莱的同时性的相对性原理仍然没有跨出这一步,他们都太保守,而爱因斯坦善于打破一切规则建立新规则,这使得他站在了前所未有的高度。

当然还有后来揭示物质来源的质能方程,质能等价,很多朋友以为这只能解释原子弹和氢弹的能量来源,但素不知质能等价方程和广义相对论结合,能为我们解释宇宙的前世今生!爱因斯坦就干了这件事!

自1905年后的十年,爱因斯坦啥都没做,就想着把狭义相对论从匀速直线运动扩展到了各种运动状态下的广义相对论,将牛顿平坦时空的宇宙升级到了广义相对论质量与时空互相影响的宇宙!

1922年弗里德曼将爱因斯坦的引力场方程设定了一个特殊的条件,假设了宇宙是一个物质分布均匀的前提,解出了三个解,表明了宇宙有三种形状,而在大部分情况下宇宙是动态的,1928年勒梅特提出了和弗里德曼一样的结果!

1929年哈勃发现遥远星系的远离,从而从观测的角度证实了宇宙在很久以前的过去曾经处在极其致密的状态。

1964年宇宙微波背景辐射的发现,则从观测上证明宇宙曾经发生过一场开创时空的能量爆发事件!

从爱因斯坦的引力场方程中推导出的结果,加上质能等价方程,我们得以从理论上搞明白了时空与物质的由来,这个宇宙观没有一个科学家所能给予你,爱因斯坦做到了!

爱因斯坦的伟大,知道狭义和广义相对论就可以了,因为几乎整个二十世纪,半个科学界都在各个方面验证狭义与广义相对论,但爱因斯坦的成就并不止此,要说他量子力学的开创者之一也不为过,因为爱因斯坦有个以光电理论获得诺贝尔奖的梗,就像表彰一个立下无数战功的将军的理由:却是他救了一只小狗?也有玻色-爱因斯坦凝聚态的预言和布朗运动的描述等等!

麦克斯韦是谁?他又干了什么?

种花家很喜欢麦克斯韦的大胡子,但是HOLD不住啊!但麦克斯韦绝对可以,我们先引用费曼的评价来展开:

“从人类历史的长远观点来看……几乎无疑的是,麦克斯韦发现电动力学定律将被判定为19世纪最重要的事件。与这一重要科学事件相比,发生于同一个10年中的美国内战,将褪色而成为只有区域性的意义。”

十九世纪六十年代初,麦克斯韦发表了一组四个方程,用来描述所有的电磁现象,这就是著名的麦克斯韦方程组!

当然1、2、3都不是麦克斯韦的,只有最后一个方程的右边部分才是麦克斯韦发现的,但这意义非凡,此前科学家已经发现电荷能产生电场,磁场能产生电场,但从来都没有人想到两者可以互相产生,这就是电磁波的理论基础,但这是只是表象!因为电磁理论统一的意义绝不是电磁波这个现象那么肤浅。它更深层次的含义是光速不变和电磁波和光统一的科学意义!

前者将会促使爱因斯坦思考牛顿经典力学和电磁理论无法兼容,因此发展出狭义相对论,而后者则是物理学上第一次将可见光和看不见的电磁波统一起来!而在它之后,将会有更多的统一理论发生,当然再往后的统一则在100多年以后才发生了!

于是便有了光,这就是麦克斯韦干的好事!

三个大佬的不完整故事讲完了,各位排个序吧,谁第一,谁第三?


星辰大海路上的种花家


要说实际应用上,麦克斯韦的理论应用的还是最多的,基本上涉及电光的部分均绕不开麦克斯韦,爱因斯坦的理论虽然宏伟,但多是极端情况下的理论解释,实际的应用还是赶不上麦克斯韦的!其次爱因斯坦所受的启发也来自于麦克斯韦,因为麦克斯韦方程直接导出了光速不变的结论,引起物理学关于光速问题的广泛讨论,麦克斯韦起到了承前启后的作用


叨比3


一个个都扯淡,说什么麦克斯韦只是总结前人理论,牛顿的理论不是前人的基础上出来的?你当伽利略开普勒这些人一天到晚就知道玩你妹?爱因斯坦的的狭义相对论不是在前人基础上,那你说说狭义相对论的变换公式为什么叫洛伦兹变换?都他妈扯淡,一个个还意思叫科学领域创作者。

麦克斯韦在物理学的地位完全是和牛顿爱因斯坦平齐的,只是对于你们这些屁民来说,电磁学比经典力学抽象但又没有相对论震撼,给你们宣传你们也接受不了,所以才让你们觉得电磁学名气没那么大而已


Nemo9107121


在物理学里,麦克斯韦与牛顿、爱因斯坦是一个级别的。但是,牛顿和爱因斯坦是改变了人类世界观,这个影响已经超出了物理学和科学的范畴,对人文、社会等都有重大影响。

牛顿力学建立了一个绝对时空观,甚至是机械论。牛顿力学让人们认识到地球上的苹果与月亮是遵循同样的物理规律。后来,拉格朗日利用牛顿三大定律和动力学原理,使用数学方法建立了分析力学。拿破仑看到他的《天体力学》,问拉格朗日为什么书中没有提到上帝,拉格朗日说“陛下,我不需要这个假设”。拉格朗日认为,理论上来说,只要知道这个世界某个时刻所有物质的状态,就可以通过计算,推算过去和未来。这就是牛顿力学发展到顶峰时的机械论世界观。一百多年前,法国数学家庞加莱计算“三体”问题时,发现了微分方程的解的不稳定性,初始状态极细小的差别会导致完全不同的结果。庞加莱进一步发展了“混沌”理论,“蝴蝶效应”就是它的一个特例。机械论或者因果决定论开始崩溃。

爱因斯坦建立了一个相对性的世界观,质量可以改变空间结构,高速运动会改变时间和空间,质量与能量会相互转化……于是,牛顿的绝对时空观被颠覆。

相比而言,麦克斯韦电磁学理论,对人的思想没有如此巨大的影响。它只是在物理、天文、通信、信息等领域具有影响力。麦克斯韦方程推出的电磁波速度不变性质,是牛顿力学与爱因斯坦相对论之间的一个纽带。一个与参考系无关的速度,在牛顿力学中是不可想象的。正是为了解释这个推论,一群科学家开始思考新的时空观,最终爱因斯坦完成了这个伟大任务!


RaymondIT


麦克斯韦确实很伟大,他的麦克斯韦方程组甚至被很多人认为是人类历史上最伟大的方程。但只能说牛顿和爱因斯坦更伟大,所以显得麦克斯韦看起来好像低一档!为何会这样?

主要在于牛顿和爱因斯坦开创性,力挽狂澜的科学理论,在人类科学史上完全开创并奠定了一个新时代,同时对人类思维方式有重大影响,甚至是颠覆性的影响!

牛顿的经典力学统治了物理学界几百年,甚至直到今天我们仍旧生活在经典力学统治的世界!而爱因斯坦的相对论对我们传统思维的颠覆绝对是震撼性的,让我们认识到了一个完全不同的世界,直到今天仍旧会有很多人无法理解时空的相对性!

从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对时空观,是我们对宇宙本质认知过程中的一个飞跃,牛顿的经典力学统治了低速世界,而爱因斯坦的相对论统治了亚光速世界!

麦克斯韦的贡献同样很大,但并没有牛顿爱因斯坦那样绝对的颠覆和开创性质!单从贡献来看,麦克斯韦的贡献觉不亚于牛顿和爱因斯坦,但或许因为开创性和影响力不够,给人们感觉要低上一档!在麦克斯韦之前,有法拉第等人对电磁的关系有研究,但并没有弄清楚电磁关系的本质!

或许这样说会比较准确公正:麦克斯韦是牛顿时代和爱因斯坦时代之间最伟大的物理学家!三位伟大的物理学家统治了各自的时代!


宇宙探索


牛顿、爱因斯坦是研究物理学基础理论的,我们说这个世界是物理的世界,因此,基础物理学理论是我们认识这个宇宙的基础知识。所有的应有科学与发明创造,皆为建立在物理学基础理论地基之上的建筑。

因此,发明大王爱迪生、特斯拉等人,他们的发明创造对于人们现实生活的贡献,其实是远远大于爱因斯坦的,但在科学史上几乎不提及他们。

电磁学理论当然是十分伟大的。物理学就是研究声光电力热。麦克斯韦电磁学的研究,在科学史上是有非常重要地位的,他的理论对于催生爱因斯坦相对论与量子力学理论都有巨大贡献。但是,毕竟牛顿与爱因斯坦的理论,是直接解释宇宙的完备的基础理论,是集大成的理论。

在伽利略开创近代科学之前,人们认识宇宙的诸多理论,如神创论,还有古希腊的各种理论,什么水元素论、火元素论、四元素论,然后是柏拉图的理念论,再到亚里士多德的存在论。易经的阴阳五行理论。老子道德论。

无论是神学、宗教还是中西思想、哲学,无论何种解释,无疑都是非科学的,也是经不起科学实验检验的。

自从伽利略牛顿开创近代实验科学以来。人们认识宇宙就采用了科学的解释。

我们可以把解读宇宙的基础理论分为三个阶段:1.0版本是牛顿力学;2.0版本的相对论;3.0版本是量子力学。

牛顿力学是可以解释日常生活中见到的现象,但放到宇宙尺度就不灵了。相对论向下兼容牛顿力学,可以完美解释宇宙大尺度的星体运行原理。

量子力学,也是向下兼容牛顿力学,应该说目前的量子力学理论研究只到了2.5版阶段。科学家们只是观测到了量子状态的许多独特现象,并加以运用。但并未完全弄懂原因、机理。目前,量子力学只能解释四种宇宙基本力中的三种:弱核力、强核力、电磁力,但尚无法解释引力的原理。

然而,量子力学理论与相对论理论互不兼容。相对论用于解释宏观大尺度宇宙现象。量子力学用于解释量子尺度的微观世界现象。

人们期待能够同时兼容相对论、量子力学理论的大一统理论、万物理论。这个4.0版本可以解释之前1.0、2.0、3.0无法解释的现象,于是就有了弦理论、超弦理论、M理论等万物理论。然而,这些理论目前只是一种科学假说,尚未被验证。

人们想科学认识宇宙,还有很长的路要走。


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