麦克斯韦电磁理论
大家好，这里是放眼宇宙世界、
纵观物理发展、科技人文共赏，
环球物理【名家说】！
前面我们已经分享麦克斯韦电磁理论的建立，
今天我们将继续跟大家分享
——麦克斯韦的电磁理论
这一节我们介绍麦克斯韦电磁理论在物理学上的贡献。
本文节选自北大物理学教授秦克诚先生的《方寸格致》！
麦克斯韦电磁理论的贡献 来自环球物理 00:00 06:15
爱因斯坦曾把法拉第和麦克斯韦的关系比成第谷和开普勒的关系：前一位提供观测证据，后一位作出理论突破。这种类比有一定的道理。但是我们看到，他们的情况并不完全一样。麦克斯韦提出了位移电流假设，全是从理论考虑出发提出的。
1865年后， 麦克斯韦辞职退隐庄园养病。此后他把主要精力放在整理、总结电磁场理论上。 1873年，他出版了经典名著《电磁通论》。1879年，他在长期患病后与世长辞，终年才48岁。如果他能多活9年，就能亲眼看到自己的理论被赫兹的电磁波实验证实了。（图36—1）麦克斯韦（右）和赫兹（左）的肖像。无线电波在通信上的各种应用，当然是同麦克斯韦和赫兹的名字分不开的。
法拉第和麦克斯韦的电磁学强调了电磁场的实在性，电磁场是物理场的第一个实例。从麦克斯韦理论可得，电磁场和实物一样，具有能量和动量，电磁波的动量会在它照射的表面上产生一个辐射压强。 既然光也是电磁波， 那么光也会对它照射的物体施加压力（光的粒子说也提出了光压的概念，开普勒就曾用它解释太阳光对彗尾的推斥）。俄国物理学家列别捷夫（图20-7，苏联1951） 于1910年实验测出光压，在实验误差范围内与麦克斯韦预言值相等，从而为光的电磁理论提供了实验证据。
除了电磁理论以外，麦克斯韦还在物理学的许多方面作出了重要的贡献。他确认了人对彩色感觉的三原色理论，区分了加法混色（光的混合）与减法混色（颜料的混合）。他提出土星的光环是由许多小颗粒组成的，而不是固体或流体结构。后者会在引力和离心力的作用下瓦解，只有前者才能保持稳定。在热力学中，他系统表述了各个热力学变量的偏导数之间的一些关系式，现称为麦克斯韦关系式。他提出了“ 麦克斯韦妖” 的著名佯谬，深化了对热力学第二定律的理解。他与克劳修斯和玻尔兹曼同为气体分子动理论的创始人，提出了以他的名字命名的气体分子的速度分布定律， 并根据这一定律推算出气体分子的平均自由程。他首先建议，应当采用一种由少数基本单位有系统地建立起来的协调一致（coherent）的单位制，即从基本单位推出导出单位时， 其比例常数为1，以减少计算的繁复和消除产生错误的源泉。后来采用的CGS单位制就是采纳他的意见的结果。他在剑桥创办了著名的卡文迪什实验室，并担任首任主任。他还编辑出版了卡文迪什的手稿。
麦克斯韦的电磁理论实现了电、磁和光现象的统一，这是自从牛顿实现天上和地上的力学运动的统一以后物理学中第二次大统一。麦克斯韦的电磁学是人类知识宝库中一份博大精深的科学遗产， 其历史地位完全可以和牛顿的力学媲美。 麦克斯韦可说是除牛顿和爱因斯坦以外第三位最伟大的物理学家。不过，有关麦克斯韦的邮票却不多，迄今笔者只见到上面几张。这可能与麦克斯韦的工作比较数学化、所用数学工具比较艰深，一般人比较难以懂得有关。阳春白雪，曲高自然和寡。邮票不是选票，其数量并不与学术地位和历史业绩成正比。美国物理学家费曼对麦克斯韦的工作是这样评论的：“从长远观点来看——例如从自今以后一万年的观点来看，几乎无疑的是， 麦克斯韦发现电动力学定律将被判定为19世纪中最重要的事件。与这一重要科学事件相比，发生于同一个10年中的美国内战（按：指南北战争，发生于1861—1865年）将褪色而成为只有地区性意义的了。”是的，和理解大自然是最宏伟、 最壮丽、最有持久价值的事业，和这一事业相比， 历史上的帝国兴亡，生活中的名利攘夺，只不过是“ 相争两蜗角，所得一牛毛” 。
在这一伟业中，物理学是走在最前面、冲锋陷阵的前锋部队。能够成为这支部队的一员，是每一个物理学工作者都感到自豪的事。宇宙的年龄是一百多亿年，人类出现在地球上大约有一百万年， 一个人的生命不过百年，人生的意义究竟是什么？笔者认为，人类就是大自然母亲磨制的用来照自己的镜子，进化过程就是她磨镜的过程，镜子越来越完善，越来越清晰，它的任务便是要尽量清晰地把大自然照出来。进化使我们具有思维和理解能力，而发现和认识自然规律，直接间接为这一事业服务，便是人生的使命和价值。
今天就先跟大家分享到这里，明天我们继续为大家分享!
想看环球物理名家说往期精彩：
方法一：点击阅读原文
方法二：后台输入“名家说”系统将自动给你推荐名家说往期精彩
方法三：后台菜单栏“论坛交流”-“【名家说】”
如果你也喜欢秦克诚先生的著作《方寸格致》，欢迎扫描下方二维码！将以最优惠价出售，最惊讶的是，秦克诚先生将和你有一次线上的面对面交流！！受益匪浅噢！！！
