“场”的理念终于有了稳固地位13

法拉第打开看了看，一脸茫然，他问道：“小伙子，你怎么全搞成数学了？”

年轻人难免有些失望，数学不就是对物理学思想的总结与升华吗？法拉第的力线思想很重要，假如把不可压缩流体里面常用的“流线”概念与“力线”做个对比，就会发现这两者相似点很多，电场强度就好比是流体的流速，用一种充满空间的矢量来描述电磁场……

这个年轻人可能不会想到，英国著名的物理学家、化学家，号称电学之父的法拉第，居然看不懂他写的东西。这恐怕也是法拉第一生的遗憾，他没有接受过完整系统的高等教育，对于满纸的微积分符号，就像看天书一般。

有人说，中学水平的代数，法拉第马马虎虎能过关，三角函数恐怕都不熟练，何况是复杂的偏微分方程组呢。

这个年轻人就是后来大名鼎鼎的麦克斯韦，他的经历与法拉第大大不同。他来自苏格兰，自幼家境殷实，也是贵族家庭出身。十六岁进爱丁堡大学就读，十九岁到剑桥深造，年仅二十五岁就成为马歇尔学院的教授了，比别人平均早了十五年，而且还当上了系主任。现在，这个年轻人来到伦敦国王学院任教，因此才有机会参加皇家科学研究所的讲座，由此可见，此人与法拉第完全不是一个路数。不过这一老一少保持了常年的友谊，尽管交往并不太深，但是彼此都尊重对方。他俩经常在皇家科学研究所的公开讲座上碰头，年轻人观察着比自己年长四十岁的法拉第，他已经明显地衰老了，经常忘事，刚说过的话，过不多久就会忘记，甚至叫不出自己的名字。他出现了失智症的迹象，记忆正在被一点点地吞噬。

“年轻人先别走，你名字叫，叫……”

“詹姆斯，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。上周跟你说过的……”

1867年，法拉第去世，在著名的威斯敏斯特大教堂里有他的纪念碑，但他生前表示不愿葬在威斯敏斯特大教堂，而是入土于桑地马尼安教派的海格特墓园中，他的纪念碑旁边就是牛顿的墓。想当年，法国的大思想家伏尔泰碰巧参加了牛顿的葬礼，他发出感叹：“走进威斯敏斯特教堂，人们所瞻仰的不是君王们的陵寝，而是那些为国增光的伟大人物的纪念碑，这便是英国人民对于才能的尊敬。”对啊！这就是英国，率先走进了工业时代的英国。

历史总是充满巧合，伽利略1642年去世，牛顿1643年出生，当年伽利略一次又一次地重复着斜面滑落实验，不多久就迎来了满脑子数学的牛顿。这两位科学巨匠一个靠实验观察自然，一个总结成了数学规律，可以说是一对素未谋面的好搭档。同样，法拉第与麦克斯韦也是类似的关系，好歹两人还常见面。法拉第做实验，总结经验，麦克斯韦则是把这些奇思妙想总结成美妙的数学公式，这些数学公式又揭示着天地间的真正奥妙所在。

麦克斯韦意识到，要想让电磁学像牛顿经典力学一样完善，那就必须把有关电和磁的所有现象总结成一整套完善的公式系统。现在看来，想完成这个任务，就必须按照法拉第的思想走下去。法拉第只用很少的几个观点就能解释错综复杂的电磁学现象，这正是麦克斯韦需要的。1861年，麦克斯韦写了一篇论文叫做《论物理力线》，在其中提出了分子涡流理论，用这个理论可以推导出电磁感应定律。1862年，论文再版的时候，麦克斯韦作了补充，增补进去的第一部分描述了“静电场”和“位移电流”，第二部分则探讨了偏振光的偏振方向在外磁场中变化的问题。电磁理论迈出了重要一步，麦克斯韦已经超越了法拉第。

就在这篇论文之中，麦克斯韦描述了一种“电磁波”。变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场再产生变化电场，交替往复，电生磁、磁生电，就像一股横波一样，在以太中传递下去，以太就是电磁波的介质。麦克斯韦计算了这种波的传播速度，令人吃惊的是，电磁波速与光速一模一样。麦克斯韦铁口直断：光也是一种电磁波。他写道：“我们难以回避这一推断，光与同种介质中引起电磁现象的横波具有一致性。”

1864年，麦克斯韦发表了《电磁场的动力学理论》。他写道：“这些结果的一致性似乎表明，光与磁是同一物质的两种属性，而光是按照电磁定律在电磁场中传播的电磁扰动。”至此，一座宏伟的电磁学大厦即将建成，法拉第打先锋，麦克斯韦为主将，“场”的理念终于在物理学中有了自己牢不可破的稳固地位，人类对于物体间相互作用的认识发生了飞跃。

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