第三十八回:茶壺煮餃子笨女婿失去講座,實驗加方程物理學登上高

數理化通俗演義 梁衡 第2頁,共2頁

“老師您會長壽的。”

“祝我們的新理論長壽吧!”

兩人高興得哈哈大笑起來。

法拉第經過幾年的研究,已經證明了磁能變電,能變出電流,能變出電場。電流和電場還不一樣,前者很明顯能使導線發熱,能電解水,叫傳導電流。後者雖也有電流的某些性質,但很不明顯,聰明的麥克斯韋就給它起一個名字叫“位移電流”。傳導電流能激發出磁場,影響磁針偏轉,那麼這位移電流(電場)能不能激發出磁場呢?這不比那具體的有熱感能擊人的電,也不比那很明顯能吸鐵的磁,它們實在太不明顯了,太玄秘了,法拉第實驗了多少年還是沒有我見他們的聯絡。正像一些微雕專家在一根頭髮絲上能刻一首詩一樣,他早已不靠眼而只靠感覺來指揮了,事情往往到極微妙的程度時倒不是用實驗而是用推理來決定了。這個難題果然由麥克斯韋用數學公式推匯出來了。1865年——請讀者記住,這是科學史上電磁理論的誕生年麥克斯韋發表了一組描述電磁場運動規律的方程。他證明變化的磁場可以生成電場,變化的電場又可生成磁場,這比法拉第的磁效能生成電流,電流生成磁性又高一籌了。磁場→電場→磁場→電場,這兩個場的作用不斷運動著,並不是像牛頓力學描述的那樣的真空超距作用。法拉第的預言得到了最完美的闡述和嚴密的數學證明。而且更妙的是麥克斯韋用自己的方程居然推出了電磁波的速度正好等於光速,這又證明光是一種磁波。光學和電磁學在這裡匯合了。當年牛頓和胡克、惠更斯為了光的本質發生一場多麼傷感情的爭吵啊,今天才回到真正的統一。

正是:

牛頓攀登靠人梯,

麥氏蓋樓有基石,

科學從來是接力,

接過舊知創新知。

法拉第畢竟比第谷是幸運的。他看到自己理論的完善,看到了接班人的業績。在電磁理論確立後的第二年——1867年,這位電磁學的開山祖滿意地離開了人世。而麥克斯韋在1865年發表公式後,就立即退避到鄉間老家的莊園裡,杜門謝客,寫作詳細闊述這一理論的《電磁學通論》。到八年後這本可以和牛頓1687年出版的《自然哲學》媲美的巨著終於出版。牛頓築起一座經典力學的大廈,而麥克斯韋則蓋起一座經典電磁學的高樓。物理學經過186年的艱難攀登,終於又躍上了第二高峰。

再說這麥克斯韋躲到鄉下去寫書,而倫敦方面哪允許這樣的名牌教授去隱姓埋名、悠然自得?他的母校劍橋大學更是派人今日叫,明日請,左一封信右一封書,終於把不願割捨田園之樂的麥克斯韋夫婦又請回了倫敦。麥克斯韋一邊籌劃劍橋大學的第一個物理實驗室——卡文迪許實驗室,一面開設講座,講解他的電磁理論。但是他的理論太高深了,曲高和寡,聽講的人越來越少。

電磁學的程式

證實電磁波的存在:赫茲(1888)

建立電磁理論:麥克斯韋(1865)

發現磁變電:法拉第(1831)

發明電磁鐵:斯特詹(1825)

發現電變磁:奧斯特(1820)

發現磁能吸鐵指南:戰國時期(前475)

1879年,麥克斯韋雖然才四十八歲,但是他已走到自己生命的最後一個年頭。曾奪去母親生命的肺病現在又來纏他了。他身體虛弱,氣力不足,但還是按時上課。這天他走進寬大的階梯教室,只有前排坐著兩名學生,教室空蕩蕩的。這個著名的教授、理論物理學家在講壇上好像從未交了好運。他知道學生們聽不懂他的思想,一個個都自動缺席了。他側身問坐在前排的兩名學生:“你們為什麼不走呢?”這兩名中有一個就是後來發明了電子管的弗萊明。他恭敬地站起來說:“先生的理論我能聽懂,太完美和諧了,簡直是一門自然美學。”另一名說:“走了的人裡也有人是能聽懂先生的理論的。但是他們說,現在還沒有人用實驗找見電磁波,所以也就不相信、不願聽了。”

麥克斯韋說:“會發現的。理論總是要超前一步的。牛頓1687年公佈萬有引力,勒維烈1846年才找見海王星,過了159年。我相信電磁波的發現不會再等一百多年了。”

麥克斯韋說著翻開講義,向兩個忠實的學生笑了笑,對著空空的大教室,又像是對著世界,對著未來,繼紙續認真地講著他的理論。而他的預言也沒有錯,這時在和英國一海之隔的法國,已經給他準備了一個二十二歲的接班人。到底此人是誰,電磁波找見沒有,且聽下回分解。