世界上最接近神的物理学家(他的成就不亚于相对论)

世界上最接近神的物理学家(他的成就不亚于相对论)(1)

相信很多小伙伴已经猜出来这位科学家是谁了,因为在大家心里他的成就配的上科学家路德维希·玻尔兹曼对他的评价:舍上帝其谁?小编对他的敬仰之情也是滔滔不绝。今天小编就说下19世纪科学界的巅峰成就。(无公式推导)

天才少年

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦1831年生于爱丁堡,是一位苏格兰地主的儿子,他注定要成为19世纪最伟大的理论物理学家。在15岁的年纪上他写了他的第一本得到出版的书,是关于以几何方法画椭圆形的。1855年,他由于证明土星的环不可能是固体,只可能是由微小破碎的物质碎块构成的,而获得剑桥大学的亚当斯奖(Adams Prize)。1860年,他引发了气体动力理论发展中的最后一个阶段,解释了各种气体的特性,声称气体是由运动着的颗粒构成的。这些都是在他二十几岁就完成的成就,这样看来我们真是凡夫俗子。但他最大的成就则是电磁理论。

世界上最接近神的物理学家(他的成就不亚于相对论)(2)

发现电磁感应

1819年,丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特(Hans ChrstianOersted)发现,在导线中流动的电流可使罗盘针偏转。一年以后,法国人弗朗索瓦·阿拉果(Francois Arago)发现,载有电流的导线会像磁铁那样作用,且会吸引铁屑。不久,他的同胞安德烈·玛丽·安培( Andre Marie Ampere)证明,两段平行的导线,如果每根中都有沿同样方向流动的电流通过,则会互相吸引。

世界上最接近神的物理学家(他的成就不亚于相对论)(3)

但是,如果电流是以相反方向流动的,则它们就会互相排斥。在电流的流动可以产生出磁性这一神秘现象的吸引下,伟大的英国实验科学家迈克尔·法拉第决定看一看能不能用磁性产生出电流来。他把一段磁铁在一个用导线做成的螺旋线圈中放进、抽出,发现电流被产生出来了。只要磁铁在线圈内停下来,电流就停止了。

麦克斯韦统一电和磁

正像冰、水和蒸汽都是HO的不同表现形态一样,麦克斯韦于1864年证明,电力和磁性同样也是同一个现象,即电磁的不同表现形态。他成功地把电与磁互不相干的作用方式用一套四个优雅的数学方程式概括了起来。一见到这些方程式,路德维希·玻耳兹曼立即意识到了麦克斯韦这一成就的重大意义,感觉不引用歌德的话不足以表达他的赞叹:能写出这些符号者,舍上帝其谁?麦克斯韦运用这些等式得出一个令人吃惊的预测:电磁波以光速在以太中运动。如果他是正确的话,那么光就应该是电磁辐射的一种形式。但是电磁波到底存在不存在呢?如果存在的话,它们真的以光速移动吗?

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麦克斯韦没能活到他的预见被实验证实的那一天。他于1879年11月死于癌症,年龄只有48岁,这一年也是爱因斯坦出生的一年。过了不到10年,于1887年,海因里希·赫兹以实验印证材料,证明麦克斯韦关于电、磁和光一统的概念是19世纪物理学的巅峰成就。为什么这样说呢,在20世纪爱因斯坦为我们统一时空,19世纪麦克斯韦为我们统一了电磁,所以小编也认为麦克斯韦的成就不亚于爱因斯坦的相对论。

赫兹发现光电效应—爱因斯坦时代的到来

由于麦克斯韦的伟大预言验证了光就是一种电磁波,这使得科学界更加坚信的认为对光已经得到了充分的认识,1887年赫兹在其论文中综述自己的研究发现时宣称:“所描述的这些实验在我看来,无论如何,显然适合消除关于光、热辐射以及电磁波运动究竟是什么的疑问。我相信,从现在起,由于确认了它究竟是什么我们就能从光学和电力的研究中找出其有益的用途,让我们更有信心地予以利用。”说这话的意思是:赫兹认为当今科学已经完善确立了光波理论,接下来就是从理论去付诸于实践。

总结一下:带有讽刺意味的是,正是在这些实验过程中,让赫兹在同年发现了光电效应,使爱因斯坦有了一个证据来说明他们弄错了。爱因斯坦用光量子说对赫兹和所有其他人都认为已经真正完善确立起来的光的波理论发起了挑战。从此科学界又一次进入了关于光本质的争论。看来科学家也有盲目自信的时候,不过这就是科学,从错误到正确,从缺失到完善。

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