电子科学发明家-第15部分
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论。不久他读到了法拉第的《电学实验研究》，马上被书中新颖的实验和见
解吸引住了。当时学术界对法拉第的学说看法不一致，有不少非议。主要原
因是“超距作用”的传统观念影响还很深，旧的大厦动摇了，但是并没有倒
塌；同时，也因为法拉第的学说在理论上还不够严谨。作为实验大师，法拉
第有许多过人的地方，唯独数学功夫不够，他的创见都是用直观的形式表达
的。一般的理论物理学家都不承认法拉第的学说，认为它不过是一些实验记
录。有个天文学家就公开宣称：“谁要是在精确的超距作用和模糊不清的力
线观念之间有所迟疑，谁就是对牛顿的亵渎！”在剑桥大学，学者们也有分
① 毕达哥拉斯，古希腊数学家、唯心主义哲学家，在西方首次提出勾股定理，但是他把数的概念神秘化了，
认为“凡物皆数”。
① 乔治·桑，法国著名女作家，她的小说暴露了资本主义社会的黑暗，塑造了下层人民的正面形象，曾经
得到恩格斯的好评。
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歧意见。其中最有见识的，要算威廉·汤姆生了。这位青年教授对电学很有
研究，曾经多次向法拉第请教。在麦克斯韦毕业前一年，汤姆生发表了一篇
题目是 《瞬变电流》的论文，指出莱顿瓶的放电有振荡性质。麦克斯韦见到
论文十分佩服，他特地写信给汤姆生，请求他告诉一些研究电学的门路。汤
姆生比麦克斯韦大七岁，他后来没有能够把电磁研究坚持到底。但是，他对
麦克斯韦却有不少帮助。麦克斯韦在给父亲的信里曾经高兴地谈到，汤姆生
很乐意指教他。
麦克斯韦受这位先行者的启示，相信法拉第的学说中包含着真理。他在
认真研究了法拉第的著作以后，省悟出力线思想的宝贵价值，也看到了法拉
第定性表述的弱点。这个初出茅庐的青年科学家决心用数学来弥补这一点。
一年以后，二十四岁的麦克斯韦发表了《论法拉第的力线》，这是他第
一篇关于电磁学的论文。在论文中，麦克斯韦通过数学方法，把电流周围存
在力线这个现象，概括做一个高等数学里的矢量微分方程。根据这个方程，
每一股电流都产生一条环状磁力线。这一年 （1855），恰好法拉第结束了长
达三十多年的电学研究，他在科学笔记里写下了最后一个编号：5430。正是
“芳林新叶催陈叶，流水前波让后波”，麦克斯韦接过了这位伟大先驱者手
里的火炬，开始向电磁领域的纵深挺进。
《论法拉第的力线》这篇论文，虽然基本上是对法拉第力线概念的数学
“翻译”，却是十分重要的一步。因为麦克斯韦一开始就使用了数学方法，
而且选定了法拉第学说的精髓——力线思想，当做自己研究的起点。这表明
麦克斯韦的科学洞察力确实是不同凡响的。他认准了主攻方向，就坚定不移
地研究下去。他后来的一系列论文，步步深入，都是沿着这条正确道路走的。
这一点，是他比汤姆生高明的地方。汤姆生已经走到真理的边缘，却迟疑不
前；麦克斯韦抓住了真理，就锲而不舍。所以麦克斯韦尽管起步比较迟，却
第一个登上了光辉的顶峰。
科学的道路总是不平坦的。正当麦克斯韦的研究很有希望的时候，一桩
不幸的事情打断了他的计划。一天，他正在埋头研究几篇新近的电学资料，
邮递员送来一封家信。他拿到信，一眼看出不是父亲的笔迹，心头不由一惊。
他许久以来担心的事情终于发生了。父亲年老体弱，健康恶化，突然病倒在
床。那封信是父亲请别人代写的。麦克斯韦读完信，心里十分焦虑和难过。
他对父亲的感情是非常深的。从幼年起，父亲就是他的良师益友，也是整个
家庭的支柱。十几年来，他们朝夕相处，十分融洽。麦克斯韦离家求学以后，
他们几乎每天通信，交换各种科学思想和对社会的见解，也畅谈有趣的日常
生活。
为了照顾父亲，麦克斯韦只得离开剑桥大学，到离家比较近的阿伯丁工
作。阿伯丁是英国北部的一个海港，那里的一所学院答应让麦克斯韦担任自
然哲学讲师，可是需要等一段时间。麦克斯韦整夜守在父亲床前，尽力减轻
老人的病痛。但是不论他怎样小心伺候，还是没有挡住死神的降临。1856年
春天快要到来的时候，父亲终于离开了人间。这在麦克斯韦生活中，无疑是
不可弥补的损失。他悲痛的心情久久不能平息。
不久，阿伯丁的马锐斯凯尔学院正式聘请他当自然哲学教授。麦克斯韦
在就职以前，回到剑桥大学办理一些事务，停留了好几个月。他当时的心情
很矛盾。对于母校，他是留恋的，而且父亲已经去世，他留在阿伯丁的意义
也不大了，更主要的是他的电磁研究刚刚开始，他不知道在阿伯丁有没有合
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适的研究条件。但是，马锐斯凯尔学院已经给他下了聘书，据说院长很赏识
他，他不好推脱，只得上任了。这一去，他的电磁研究竟推迟了四年。
在阿伯丁
在初冬的一片纷纷扬扬的雪花中，麦克斯韦来到了马锐斯凯尔学院。他
十一月开始正式任教。这时，他正好是二十五岁。讲座的名称叫“自然哲学”，
讲的内容实际上就是物理学，同哲学没有多大关系。
父亲的病故，工作的变动，打乱了麦克斯韦的研究程序。为了应付新开
的讲座，他实在没有时间继续搞研究，对电磁现象的探索只得搁置下来。但
是法拉第的学说，却象一团熊熊的烈火，一直在他胸中燃烧，使他不能平静。
麦克斯韦登台讲课以前，尽管花了很多时间进行准备，但是第一次走上
讲台，心情还是相当紧张。他竭力控制自己，心里默默地想着：讲慢点，再
讲慢点！可是一开讲，他的话却象脱缰的野马一样收不住，而且发音也不清
晰，连旁听的院长也不由暗暗替他着急。他不愧是“一挺机枪”，两个钟点
的内容一个钟点就“扫射”完了。他看见坐位上的学生大都目瞪口呆，就又
从头到尾讲了一遍。结果，听众还是面面相觑。究竟有多少学生听懂了这堂
课，连他自己也说不上来。最后，幸亏下课铃解救了他。
麦克斯韦决定反省自己的讲法。一天清晨，他在树林里一面练习纠正自
己的口音，一面向一片矮树丛比划着滑稽的手势。忽然，从他背后传来嗤嗤
的笑声。麦克斯韦回头一看，是一位身材小巧的姑娘，手里拿着本诗集，两
眼含着好奇的嘲笑。麦克斯韦一下子窘得满脸通红，赶紧表示自己的神志是
清醒的。那个姑娘问他为什么这样装腔作势，麦克斯韦讲了自己的苦衷。姑
娘听了越发笑得厉害，最后教了他一条妙计。她说：“只要你觉得控制不住
讲话的速度，你就咬住舌头，保险可以镇定下来。”麦克斯韦以后才知道，
这个姑娘叫凯塞琳，是院长的女儿，酷爱文艺。麦克斯韦按她说的去做，果
然有效。两个月以后，他高兴地写信给剑桥大学的朋友说：“谢天谢地，两
个月来我在讲台上总算没有闹过笑话。我一旦感到要走火了，立刻咬住自己
的舌头，就发不出声音了。”
就这样，麦克斯韦在阿伯丁开始了教学生涯。他有过人的睿智、渊博的
学识，却说不出来。世上确实有一些人能写不能说。麦克斯韦就是属于这种
类型的人。他讲起话来漫无头绪，杂乱无章；他的文章却是条分缕析，鞭辟
入里。他的论文内容精当，论述严谨，是学院公认的。这一时期他的主要成
就，是在同电磁学毫不相关的天文学和气体力学的研究方面。他为什么会对
天文学感兴趣，估计是因为受了当时一项学术奖的鼓励。由于时代、环境等
种种因素的制约，一个科学家的道路，常常不能完全由自己选定。而且科学
家本人，也经常不能断定当时走哪条路才能获得最大的成功。所以在科学技
术史上常常有这样的例子：有的科学家在一条小径上花费了大部分光阴，而
在另一个重大领域里却没能充分发出光和热来。麦克斯韦用了整整两年时间
研究土星的运行，在1858年发表了《土星光环》的论文。这年春天，他结了
婚，新娘就是两年前在树林里邂逅的凯塞琳。凯塞琳对他的研究工作帮助很
大。
在这篇论文中，麦克斯韦成功地运用数学分析的方法，论述了土星光环
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由一群离散质点构成。因此他获得了亚当斯奖。当时他才二十七岁，他的结
论在三十八年后被一位美国天文学家所证实。按照这条路子走下去，麦克斯
韦或许会成为一个优秀的天文学家。可是不久，他的研究方向又转到分子物
理学方面去了。据说他在土星光环研究中，遇到的许多难题跟分子物理学有
①
关系，才改变了研究的方向。著名的麦克斯韦速度分布率 ，就是这时候完成
的。在推导中，他运用了数学上的统计方法，这是成功的关键。从事分子物
理学的研究，占据了麦克斯韦一生中相当多的时间。
上面提到的两项重大成果，虽然没有涉及电磁领域，却充分证明麦克斯
韦已经是一个数学物理学家。对他来说，物理学是探讨的课题，数学是得心
应手的工具。一旦他全副精力集中到电磁学上，异彩就闪现出来了。
“应该突破它！”
1860年初夏，马锐斯凯尔学院的物理学讲座由于某种原因停办了。二十
八岁的麦克斯韦离开阿伯丁港，到伦敦皇家学院去任教。他的妻子也随同前
往。这次工作调动，是麦克斯韦一生事业的转折点。
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去拜访法拉第。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四十岁，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，
学生象一把锋利的剑。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
① 麦克斯韦证明，在气体处于热动平衡的时候，虽然个别分子的速度一般都不相同，并且由于相互碰撞而
不断改变，但是平均说来，处在某一速度范围里的分子数在分子总数中所占的百分比总是一定的。这是分
子物理学里的一个重要定律。
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是互相补充的；爱因斯坦曾经把他们称做一对，说他们就象伽利略和牛顿一
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。
四年以前，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�
