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电,磁时间简史

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看见一本书,《文盲正侃时间史》,摘取电磁学发展史章节,与大家分享!


IP属地:四川来自Android客户端1楼2014-08-01 16:21回复
    百川归海
    说到光,我们就不得不提起另外两个家伙:电、磁。别急,咱很快就知道这是为啥。
    虽然,人类知道电和磁的时间很长,但对它们之间的关系却一直很暧昧。
    我们来看看磁、电学科发展的粗略时间表:
    距今2600年前,古希腊思想家、科学家、哲学家泰勒斯闲来无事玩石头,玩着玩着,他惊奇地发现,有两种石头魅力四射,居然能吸引某些其他的物体,就像妲己吸引纣王那样。黑乎乎的那块石头,我们管它叫磁石;半透明的那块石头,我们管它叫琥珀。根据经验和直觉,泰勒斯推断,这说明它们内部有生命力。这个今天看起来很幼稚的结论,居然被人们相信了两千多年(或许更长),直到公元前300年,斯多葛派哲学家还以此来证明:世间万物因有生命而相互吸引。
    距今2400年前,《管子》记载“上有慈石者,其下有铜金”,这是关于磁的最早记载。其后《吕氏春秋》提到“慈石召铁,或引之也”。东汉高诱在《吕氏春秋注》中谈到:“石,铁之母也。以有慈石,故能引其子。石之不慈者,亦不能引也”。瞧瞧,叫“慈”石,东西方不约而同把吸引物体这个现象与爱联系起来,磁石在许多国家的语言中都含有慈爱之意。人类用善意的憧憬去理解大自然,虽失主观之偏,却从浪漫中得到了精神的慰藉。
    距今2300年前(或许更早),春秋战国时期,史上最著名的汤勺问世,它就是指南针的始祖——司南。司南用纯天然磁石打造,健康安全环保,样子像一把汤勺,可放在平滑的“地盘”上并保持平衡、自由旋转,停转时,勺柄指向南方。《韩非子》中就有“先王立司南以端朝夕”的记载。指南针作为中国古代四大发明之一,供我们这些不肖子孙反复骄傲了很多年。不过,对于司南的样子,历来就有争议。争议的原因是,用天然磁铁,确实可以打磨一把汤勺,但无论这把汤勺和“地盘”打磨得多光滑,它也不能指南或指北,因为天然磁石磁距小,底部摩擦总显得过大……所以,很多人认为,指南的司南也许有,但不会是这把汤勺。我们今天看到的司南,是学者根据史书的只言片语揣摩复原的。
    距今1500年前,《武经总要》上传了名为“指南鱼制作全过程[申精]”的帖子,帖子云:将薄铁片剪成鱼形,烧红,将鱼尾指向正北,稍向下倾,入水,使鱼尾淬火,取出后铁片鱼就被磁化了。把它固定在可以水上漂的物体(八成是木头)上,使之浮在水面,就成为可以为我们指示方向的指南鱼。这是首例人工磁化的记载。1500年后,广大斑竹经验证、研究认为,在当时的条件下,此


    IP属地:四川来自Android客户端2楼2014-08-01 16:22
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      此方法十分科学可取,遂决定加精欣赏。古代劳动人民的智慧真是灿烂辉煌啊!
      1600年,英国著名医生、物理学家吉尔伯特在伦敦出版了《论磁》,记录了磁石的吸引与排斥、磁针指向南北等性质,并断定地球本身是一个大磁体,提出了“磁轴”、“磁子午线”等概念,开创了电学和磁学的近代研究。他第一个称电吸引的原因为电力。他认为电与磁是有本质区别的两种不同现象。
      1777年,牛顿之后英国最伟大的科学家之一,亨利•卡文迪许提出,电荷之间的作用力可能呈现与距离的平方成反比的关系。卡文迪许是当时富翁里最有学问的,也是学者里最有钱的。氢气是他发现的,水的化学成分也是他确定的,他是第一个计算地球质量的人,在静电学上,也颇有研究。但这家伙很古怪,比如他买股票矢志不渝只买一支,比如他羞于见人,听到赞扬时会落荒而逃,比如他发现或预见到了能量守恒定律、欧姆定律、电传导定律等等N多如雷贯耳的定律,但都不发表,也没有告诉别人,结果……
      1785年,法国物理学家查利•奥古斯丁•库仑通过实验确立了电力的平方反比定律——库仑定律(看看卡文迪许的发现,唉,谁让你做了不说):两电荷间的力与两电荷的乘积成正比,与两者的距离平方成反比。这是静电荷间相互作用力的规律。此后,他又证明:同样的定律也适用于磁极之间的相互作用。这是电学发展史上的第一个定量规律,从此,电学的研究,由定性阶段跃升到定量阶段。
      1786年,意大利医生和动物学家伽伐尼在实验室解剖青蛙,刀光、血迹、尸体……青蛙已驾崩多时。真是一个恐怖的画面。接着,更恐怖的事发生了:当刀尖碰到蛙腿神经时,蛙腿突然痉挛起来,同时出现电火花(罪过啊罪过--!)。诈尸?!NO!伽伐尼认为,这是由于动物体上本来就存在的电引起的,他把这种电叫做“动物电”。这个偶然发现,引出伏打电池的发明,and电生理学的建立。
      1800年,伏打发展了伽伐尼的实险,他让不同的金属相互接触,惊奇地发现,金属不仅可以导电,还可以生电!伏打说:在伽伐尼的实验里,金属才是电的始作俑者,蛙腿是神经受电而动。接着他又发现,金属接触某些液体时,也会产生电流。他把几对黄铜和锌做成的电极连接起来,浸在盐水里,就有电流产生。最原始的电池问世了!这是人类的神奇发明之一。想想看,世上如果没有电池,我们的生活会有什么不同?当然,这些都是后话了,伏打电池发明初期的作用也非同小可,此前,科学家进行电流研究,用的大都是静电,


      IP属地:四川来自Android客户端3楼2014-08-01 16:25
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        ——法拉第
        戴维身世虽比不上法拉第那么惨,却也是苦孩子出身,少年丧父,坎坷凄凉。法拉第求学的恳切之情令他感慨。感动+同情+欣赏=接受。戴维把法拉第收入门下,作为助理和仆从。法拉第开始只是做些为实验室洗瓶子之类的杂务,收入还不如装订工,但他仍是喜出望外——可以接触更多与科学相关的工作,学习环境也远非往日可比。
        戴维很快就发现法拉第天赋超群,让法拉第参与的实验逐渐增多,甚至放手让他独立工作。温润的土壤催开了天才的生命之花,这是一朵灿烂的报春花,它开启了人类科学的又一个春天。


        IP属地:四川来自Android客户端4楼2014-08-01 16:26
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          火前留名!前排,断楼自删!


          来自Android客户端6楼2014-08-01 16:33
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            从此,电阻单位的名称就叫“欧姆”。可见有了什么东东及时让大家知道是一件多么重要的事——当然有了情夫的孩子除外。
            还是1827年,法国化学家、物理学家安培发表了他的著作《电动力学现象的数学理论》。他通过一系列实验,得出一系列结论。他发现通电的线圈与磁铁相似,于是电磁铁诞生了。他还八卦了电与磁的暧昧关系,比方说,电流方向、电磁场方向与相吸、相斥的关系。他窥见,电一运动,就有了磁。而电流是怎么运动的呢?他说,电流从分子的一端流出,通过分子周围空间,由另一端补入,这就是著名的分子电流假说。对于铁为什么会被磁化,他解释道:铁分子内存在永恒的电流环,这些电流环具有磁性,但它们方向凌乱,就像一群内斗不休的国民,每个人都拼命阻止别人发力,功力就这样内耗了,因此在一般情况下,宏观的铁块不具备磁性,但是,外部磁场能够让铁分子的电流环磁性方向一致,从而让宏观的铁块显现出较强的磁性。他还导出了两个电流元之间的相互作用力公式。分子电流后来被称为“安培”电流,电流的单位就叫“安培”了。
            1831年,这是个光明的年度,人类一脚踏进了新的文明。我们长话短说,这事,说起来话就长了。奥斯特发现电流可使磁针偏转后,天才们集体闪出灵感的火花:电力能产生磁针偏转这样的机械力,那么,机械力是不是也能变回电力呢?既然大家都往一个方向跑,那么剩下的事,就看谁先撞到终点那根华丽丽的线了。
            安培下手比较早,各种实验,但根本的实验思想错误,无法成功。这不要紧,因为很多人也没有成功。
            不过,有个人差点就成功了。
            他的手已经搭上了成功的边缘,却随即跌入失败的深渊。不过,这种事多了去了,不算什么,狗血的是,这个动作他重复了N次,而失败的原因,竟然是他跑得不够快!
            科拉顿。1825年,他把一块磁铁插入绕成筒装的螺旋线圈里(这种配置,大家想必十分的熟悉了),线圈连接着一只灵敏的电流计。记住,是“灵敏”的电流计哦!
            让磁铁在线圈中运动,或许能产生电流。他想。
            我们都知道,他想对了。
            但他想多了——为了避免磁铁移动时,对电流计产生影响(都是“灵敏”两个字害了他),他把电流计放在另一间房里。
            于是,实验过程如下:
            科拉顿先动一下磁铁,然后跑到另一间房里看看电流计指针。你晓得,他一定看见指针老老实实地呆在0刻度,好像要憋着100年不变。
            我们知道,磁铁动时,有电流,指针会动一下,但磁铁停下来,电流消失,指针就回到0


            IP属地:四川来自Android客户端7楼2014-08-01 16:35
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              法拉第同学最大的缺憾,是数学成绩不好,因为他基本没上过什么学,没有机会接受足够的数学训练。但是,他超强的形象思维能力,弥补了这方面的很多不足。电场、磁场这种看不见、摸不着、描述起来极其抽象的东西,用电力线、磁力线概念一表述,它就可以进入各种物理课本,甚至可供中小学生学习理解。更重要的是,这些概念是简洁的、科学的,为电磁学的建立奠定了基础。
              这,堪称法拉第超强形象思维能力登峰造极的表演。
              法拉第还提出了“力场”的概念。他认为,一无所有的空间是不存在的,包括月末我们的口袋,到处都充斥着物质运动的“力线”。所谓力场,是一种矢量场,场中的每一点,其矢量都可以用一个力来量度。从此,描述、解释力,有了一种简洁、形象、便捷的形式。
              力场概念刚出世时,大家一看,这些条条道道太小儿科,没有尖端理论的样子,于是一度视之为随意涂鸦,鄙视如工资条,既不经看,也不经用。但随着时间的推移,人们惊奇地发现,那些看不见、摸不着、神秘无比、高深莫测的力,居然如此真实地与这些线条吻合起来。换句话说,用这些线来表示、解释、计算、预言力现象,更直观、更便捷、更顺手,用了都说好。
              力场是最重要的科学概念之一,它不仅奠定了电磁学的基础,还成为现代物理学的重要基石之一。
              物理中的三大场:磁体在磁场中受力;电荷在电场中受力;一般物质在力场中受力。
              法拉第的理论为当代物理学中的诸多进展开拓了道路,其中包括麦克斯韦方程。力场成为物理学家的灵感之源,他们纷纷用力场来描述引力理论,甚至弦场论。
              爱因斯坦高度评价法拉第的工作,认为他在电学中的地位,相当于伽利略在力学中的地位。
              ……
              接下来,就是本文的第二位超级牛人——麦克斯韦的时代了。
              话说1831年11月,法拉第制造出世界上第一台手摇发电机。手摇柄带动一个铜盘,在磁铁两极间转动,铜盘边缘和圆心各贴紧一个铜电刷,用导线接在电表上。OK。
              当他在英国皇家学会展示这个其貌不扬的小怪物时,一位贵夫人忍不住问他:“这玩艺能有什么用呢?”从发梢到脚尖都是疑惑。
              法拉第彬彬有礼地答道:“夫人,新生的婴儿又有什么用处呢?”
              是的,没人能预测婴儿的未来,也许百无一用,也许改天换地。谁能料到,那台简陋到让人生疑的发电机,开启了人类的新文明呢?
              1831年11月13日,苏格兰爱丁堡的乡下,降生了一个婴儿,虽然无法预料婴儿将来会怎么样,但所有的父母都对孩子寄予厚望。他


              IP属地:四川来自Android客户端11楼2014-08-01 16:44
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                以前看过,写的很通俗易懂,条理性非常好。原载于天涯,后来出书了。


                12楼2014-08-01 16:50
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                  1831年11月13日,苏格兰爱丁堡的乡下,降生了一个婴儿,虽然无法预料婴儿将来会怎么样,但所有的父母都对孩子寄予厚望。他家也不例外。何况,他的家境还不错——地主。他的父母都受过良好的教育,面对这个新生命,他们一致通过一项决议:教育从娃娃抓起。
                  娃娃的名字是:詹姆斯•克拉克•麦克斯韦。
                  父母总是喜欢大胆畅想孩子的将来,虽然胆子一个比一个大,但这孩子的将来,远远超出了麦爸麦妈的想象力,居然成为堪与牛顿比肩的人物,彪炳史册,光耀千秋。何止是光宗耀祖,何止是为国争光?他与全人类同在!
                  麦克斯韦小时候,由母亲教他读书,知识渊博的父亲也不失时机地引导他,而小麦过人的天分和对学习的兴趣,让这一过程和谐圆满。
                  不完美的万象万物,才能构成完美的整个宇宙。所以老天是仁慈的,也是冷酷的,赐予时,慷慨无私,夺取时,不容置疑。在小麦8岁时,肺结核夺走了母亲48岁的生命。刚刚懂得幸福滋味的小麦深受打击,性格开始变得孤僻、内向起来。
                  幸好,能干的父亲不仅机械设计专业干得好,家里的活都拿得起来,甚至能设计裁制服装鞋帽,心灵手巧,细致耐心,责任感极强,又当爹又当妈。父子相依为命,形影不离。小麦深受麦爸的影响。
                  两年后,麦爸把10岁的小麦送到爱丁堡公学读书。
                  乡下的孩子进了城,难免要受到孩子们的冷落、嘲笑和孤立,小麦在冷眼中学习,在抗争中提高,拳头与眼神齐飞,智慧与意志同在,就是不低头。
                  当然,“全校公敌”不止小麦一个,还有坎贝尔和泰特,这仨孩子同病相怜,成了朋友。
                  还是老一套:天将降大任于斯人也,必先……老天不会让谁白捡便宜,也不会让谁白受委屈。委屈的他们后来都出息了,坎贝尔是古典文学学者,泰特是数学和物理学家。当然,这是多年以后的事了。先说眼前的事,瞧,小麦升到中年级了。
                  扬眉吐气的机会终于到了!学校设了个擂台——当然不是打架用的,而是PK智慧,数学和诗歌比赛。小麦一出手不要紧,一下子独揽了两项大奖。同学们的下巴都掉地上了:这个又土又凶的傻帽居然是个才子!
                  小麦偏爱数学和物理,麦爸老早就发现小麦很有数学天赋。而这个天赋,居然是从美术课上发现的。一次,麦爸教小麦静物写生,面对插满金菊的花瓶,小麦刷刷点点,很快挥就。好奇的麦爸凑过去一看,这线条,是有多简洁啊:花瓶→梯形;菊花→圆圈;叶子→三角形。图形准确,还有空间立体感。麦爸当时就把培养一个画家的梦想,改成了培养一个数学家。


                  IP属地:四川来自Android客户端13楼2014-08-01 16:55
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                    高人的眼光就是高啊!这个会员后来成为使徒俱乐部的骄傲,他们因他而流芳千古。
                    眼光高的不只有俱乐部的高才们,剑桥大学教授、地球物理学家、著名数学家霍普金斯也独具慧眼。
                    这一天,霍教授去图书馆借一本书,不料到图书馆一查,一个学生已捷足先登,借走了。
                    借书本身并不奇怪,奇怪的是,居然有学生能借这本书。这是一部深奥的数学专著,一般的学生不可能读懂——即使是剑桥的学生。
                    经查,该生名叫麦克斯韦。
                    霍老师满怀好奇地找到小麦,发现小麦同学正在埋头狂做笔记,不是一般的勤奋。刚要表扬一句,却发现他的笔记一团糟,不是一般的乱!于是,霍教授对这个乍看不一般,细看更不一般的学生说道:“年轻人,要是没有条理,你永远也成不了数学物理学家。”
                    小麦被霍教授收入门下,成为霍普金斯私人班级的第15个入门弟子,吃上了小灶。
                    有才,还求才、识才、爱才、育才,这才叫教授,教授云集之所,名校也;
                    贪财,便求财、识财、爱财、索财,还劫色,那是叫兽,叫兽云集之所,名利场也!
                    霍教授的鼎鼎大名既非自封,也非官封,人的实力和业绩到了一定程度,名声就不请自来。他不仅自己学识渊博,还有办法让学生超越自己。他的班,就是数学强人制造厂,门下牛人辈出,随便举几个例子:


                    IP属地:四川来自Android客户端15楼2014-08-01 16:59
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                      汤姆逊,热力学的主要奠基者之一,电磁学的先驱,举世闻名的物理学家开尔文勋爵,后面会驾着两朵乌云出场。
                      斯托克斯,成就不说了,他是继牛顿之后,任剑桥卢卡斯座教授、皇家学会书记、皇家学会会长这三项职务的第二个人。更牛的是,这三职,牛顿是先后出任,斯托克斯是同时兼任!
                      凯利,不变量理论的奠基人,n维空间概念的提出者,矩阵理论的先驱。
                      桃李芬芳啊!手下不断出大师,就算打死你也不承认,你也是大师。
                      霍教授帮小麦同学改掉了没有条理的坏习惯,培养小麦同学严谨的作风——这是一名数学家所必备的。数学是解决问题、认识世界的工具,霍教授循循善诱地把这一思想植入学生的灵魂。
                      小麦还参加了数学强人斯托克斯的讲座,这位师兄对他帮助颇大。
                      天才有了名校、良师、益友,自己又如此勤奋,坐拥天时地利人和,想不出成绩都难。不到三年,小麦就掌握了当时所有先进的数学方法,霍普金斯称小麦是他学生中最杰出的一个。
                      1854年,23岁的小麦毕业后,留校任职:三一学院研究员。开始,麦研究员研究的是光学上的色彩论。一天,他一不留神读了法拉第的《电学实验研究》,这一读不要紧,法拉第和电学瞬间把他迷住了。
                      天才对科学的魅力毫无免疫力。所谓秒杀。
                      所以,他们对科学具有超强的悟性力——只有钻进去,才能悟出来。
                      当时,人们对法拉第的理论颇有非议,最主要的原因是,法拉第的理论与经典力学暗含的“超距作用”思想相冲突。
                      牛爷岂是好惹的?光学只能算是牛爷的副业,在波粒大战中,他都能单挑胡克、波义耳、惠更斯等牛人。现在,你在牛爷的主营业务——力学头上动土,这还了得?
                      一位天文学家、牛爷的粉丝说:“谁要是在超距作用和模糊不清的力线观念之间有所迟疑,那就是对牛顿的亵渎!”瞧瞧,不要说相信法拉第的学说,就算迟疑一下,也是罪过!
                      虽然法拉第很牛,理论都有实验支持,并且大家都用着发电机的电,但是,几乎所有人都呼啦一下子站到牛爷一边。什么叫不由自主?这就是情不自禁!习惯了。
                      在这种氛围下,就算是明眼人,也容易偏风被迷了眼。
                      但是,有一种人,眼睛永远是明亮的,他们思维敏锐,不拘古法,笃信事实,只求真理,无惧权威,卓尔不群。我们的小麦,正是其中杰出的代表。
                      麦克斯韦认真地研究了法拉第的著作后,他感受到力线思想的宝贵价值,法拉第超强的想象力、形象的思维、巧妙的方法、精准的实验、切合实际的理论、不容置疑的成果,都让小麦一见倾心。


                      IP属地:四川来自Android客户端16楼2014-08-01 17:00
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                        同时,初具巨匠风骨的小麦,也敏锐地看到,法拉第在定性表述上,存在明显的弱点。
                        我们都知道,法拉第数学成绩不好,有人说,他是不懂数学的科学家中最杰出的,但也正是因为他不懂数学,导致聪明绝顶的他失去了与牛顿比肩的机会。
                        法拉第把他一生从事电学研究的实验成果,写成了三大卷、洋洋千万言的《电学的实验研究》,其中,需要用数学来描述的地方比比皆是,法拉第扬长避短,充分发挥用自己的形象思维能力,用巧妙的图示弥补了这一不足,这一手,科学史上无人能及。
                        小麦对法拉第的绝招相当拜服,它为我们带来了电力线、磁力线等巧妙、实用的科学成果。同时,小麦也认识到,图示毕竟只是图示,作为科学理论表述,它够直观、够巧妙、够人性,但,不精确、不严密、不给力啊!
                        从前文可知,在超距作用的问题上,虽然法拉第的解释很有道理,但是,缺乏严谨的数学推导和公式支持,这就是为什么那位牛粉天文学家用“模糊不清的”这个词来修饰法拉第的力线理论。
                        1841年,法拉第的师兄汤姆逊同学发表了第一篇论文,在电学方程和热流方程之间,建立了形式上的类比,可以通过代换,把某些电学问题,变成热学理论问题,而热学,是有数学支持的。这一招叫借花献佛,狠毒点也可以叫借刀杀人,借助热学中的数学方法,以类比为桥梁,搞定了电学中的某些数学问题。
                        1845年,汤姆逊提出了一个对电力线的精确数学描述。接着,他首创了电像法;提出了用“弹性固体转动应变”,来类比磁力;把能量原理应用于电学……解决了法拉第理论的一些数学问题。
                        小麦睁开眼睛,从回顾中展望现实,年轻的双眸闪烁着大师的智慧光芒。
                        俯瞰电磁学的广阔土地,砖瓦、木材、钢材、玻璃、水泥、沙土、石块、器具……丰富而杂乱,这是一笔巨大的财富,足以建设一座新城,那将是一个崭新的王国!
                        吉尔伯特、卡文迪许、库仑、伽伐尼、伏打、奥斯特、欧姆、安培、汤姆逊……尤其是法拉第,为这个新区准备了丰足的建设材料,平整了土地、打好了桩基、盖好了工棚,甚至散落着几处像样的民居。可惜的是,这些工作不成体系。
                        就让我来当这个总设计师吧!
                        小麦的工作得到了汤姆逊的鼎力支持,受益匪浅。1855年,24岁的麦克斯韦发表了他的第一篇电磁学论文——《论法拉第的力线》。
                        这篇论文也用了类比法,不同的是,麦克斯韦提出用“不可压缩的流体”来类比力线,比起师兄汤姆逊的类比,普遍性更强,能解决更多的问题。他还区分了磁感应力、


                        IP属地:四川来自Android客户端17楼2014-08-01 17:03
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                          比起师兄汤姆逊的类比,普遍性更强,能解决更多的问题。他还区分了磁感应力、磁力这两个矢量,使这个让很多科学家大伤脑筋的问题豁然开朗。
                          麦克斯韦用矢量微分方程描述电场线,从此数学与电学喜结良缘。力线概念有了精确的数学表述,法拉第直观的描绘上升到了理论的高度。
                          电磁王国宫殿的蓝图已经绘就,基础已经打好,下一步,就是构架主体框架了!展望前景,风光无限啊!麦克斯韦激情满怀,正准备一鼓作气,大展身手,然而,一阵敲门声打断了他的思路。
                          邮差。
                          他送来一封信。家书,却不是父亲的笔迹。一股寒意沿着脊梁袭遍全身。
                          父亲出事了?拆开信,他怀有侥幸的担心,成为冷酷的现实。信是好心的邻居代写的,父亲病重,已卧床不起。
                          麦克斯韦从小失去了母亲,父亲一人担起了两个角色。在麦克斯韦心里,父亲不仅仅是亲人,他还是良师、益友,感情之深,无以言表啊!
                          在事业和亲情之间,麦克斯韦没有彷徨,他毫不犹豫地选择了后者:回去照顾父亲!
                          这是一个正常的决定,也是一个值得尊敬的决定。要做事,先做人,连自己的亲人都不爱的人,他会爱事业?他会爱某个组织?鬼才相信。
                          麦克斯韦离开了学术环境优越的剑桥,来到阿伯丁,这里离家近,便于照顾父亲。他在一所学院谋到了一个教授的职务,教物理。
                          征得学院的同意,他先在家照顾好父亲,再去任教。
                          尽管麦克斯韦倾心竭力减轻父亲的病痛,想尽办法恢复父亲的健康,但在生命的凋零面前,一切都显得那样无能为力,挚爱的父亲最终还是撒手人寰。
                          那是1856年,春季。
                          麦克斯韦深受打击,悲痛充斥着生活的每个角落。
                          阿伯丁的马里斯查尔学院欣赏麦克斯韦的才华,决定正式聘任他为自然哲学(物理)教授,向他发出了邀请。
                          麦克斯韦犹豫了。无论从学术环境、生活环境方面,还是从收入、前途等各方面,阿伯丁与剑桥无法相提并论,慈父已去,留在这里已毫无意义。但,短暂的犹豫之后,他决定留下任教。只为了两个字:
                          诚信。
                          不仅要留下,还要尽力而为。人品,决定行动。
                          1856年11月,25岁的麦克斯韦来到了马里斯查尔学院,开始了物理教师的生涯。
                          麦克斯韦才思敏捷,他的文章思路清晰,条理分明,逻辑严谨,看了都说好。但老师是用“讲”的,站在讲台上,总不能整堂课都让同学们欣赏吱吱嘎嘎连绵不绝的板书吧?我们知道,麦哥那随着敏捷思路闪电穿越的语言,连剑桥的高才们都难以理解,何况是这里的学生!
                          麦哥是个有自知之明


                          IP属地:四川来自Android客户端18楼2014-08-01 17:06
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                            麦哥是个有自知之明的人。为了有个好的开端,讲好第一堂课,他花了很长时间,做了精心准备,包括练习放慢语速、理清层次等等。
                            但是,踏上讲台,一开口,就收不住了,思路如潮,语速随之奔腾跳跃,还带着家乡口音……两课时的内容,用一个课时就讲完了。学生们呆若木鸡,神马也没听懂。
                            一颗大汗从坐镇旁听的院长头侧滑落。
                            下节课干嘛?总不能空着吧。麦老师很有办法——重播上节课实况。
                            学生们当堂凌乱了。
                            第一节课尴尬收工。麦克斯韦痛下决心,刻苦练习发音、语速和讲解,见此情景,人们对麦老师勤奋敬业的精神所感动,包括院长和他的家人。院长的女儿玛丽帮了麦克斯韦的大忙,使麦老师的业务水平迅速提高,成为一名合格的教授。
                            其间,神奇的爱情产生了。丘比特这孩子,总是在最不可能的时间出现。
                            麦克斯韦这一年失去的春天,在冬天重新降临。阳光温暖起来。
                            无论怎么努力,麦克斯韦也当不成一名优秀教师。但他却是搞科研的奇才。在马里斯查尔学院,他对神奇的土星光环进行了研究,这是个天文学课题,跟电磁学一点关系也没有。
                            这个课题是拉普拉斯遗留下来的。拉普拉斯是法国数学家、天文学家,分析概率论的创始人、天体力学的主要奠基人、天体演化学的创立者之一。还记得吧,就是在波粒大战中,用微粒说分析光的双折射现象,批驳波动说,还设了个“光的双折射理论研究”奖的那个粒军大将。
                            根据那时的观测,土星环貌似一整块固体环,很美很神奇。1787年,拉普拉斯按照观测结论,把土星环作为刚性的整块圆环,进行了研究和计算。结果发现,想要让这个环保持稳定,不破裂、瓦解,那么,它在密度分布、引力平衡、转速等诸多问题上,必须满足十分苛刻的条件才行,任何细微的出入,都会让这个环分崩离析。
                            拉普拉斯的研究到此为止。
                            1855年,人们又观测到一个新的暗环,还发现原来的环有分离现象,环的整体尺度,在发现以来的200年间,也有细微变化。它居然hold住了,没崩溃。
                            咦?!
                            有的科学家提出,或许它不是一整块的,而是固体流体组成。你要是觉得固体和流体放在一起矛盾,想想沙子就OK了。
                            麦克斯韦着手这个课题,首先假定土星环是固体环,经过精密计算,证明无论在哪种情况下,这个环都必须瓦解——它不可能成立。然后,他假定土星环是固体流体,把其中的个体看成质点,也就是说,土星环由无数漂浮的质点组成。他根据这个思想建立了模型,强悍的数学能力得到充分发挥,他得


                            IP属地:四川来自Android客户端19楼2014-08-01 17:08
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                              麦克斯韦着手这个课题,首先假定土星环是固体环,经过精密计算,证明无论在哪种情况下,这个环都必须瓦解——它不可能成立。然后,他假定土星环是固体流体,把其中的个体看成质点,也就是说,土星环由无数漂浮的质点组成。他根据这个思想建立了模型,强悍的数学能力得到充分发挥,他得出结论:光环的稳定,取决于这些“质点”在其轨道切线方向上所受到的力——切向力。
                              1857年,麦克斯韦的论文《土星光环》获得了剑桥的亚当斯奖。1895年,他的理论被观测证实。
                              土星光环的研究,提升了麦克斯韦的哲学、科学洞察力,锻炼了数理分析、技术分析能力,在科学上走向成熟。
                              利刃照影,寒星游弋。我已做好准备,剑出鞘,必改天换地!
                              出鞘前,还有两件大事要做:后勤、后援。


                              IP属地:四川来自Android客户端20楼2014-08-01 17:09
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