相信很多小夥伴已經猜出來這位科學家是誰了,因為在大家心裡他的成就配的上科學家路德維希·玻爾茲曼對他的評價:舍上帝其誰?小編對他的敬仰之情也是滔滔不絕。今天小編就說下19世紀科學界的巅峰成就。(無公式推導)
天才少年詹姆斯·克拉克·麥克斯韋1831年生于愛丁堡,是一位蘇格蘭地主的兒子,他注定要成為19世紀最偉大的理論物理學家。在15歲的年紀上他寫了他的第一本得到出版的書,是關于以幾何方法畫橢圓形的。1855年,他由于證明土星的環不可能是固體,隻可能是由微小破碎的物質碎塊構成的,而獲得劍橋大學的亞當斯獎(Adams Prize)。1860年,他引發了氣體動力理論發展中的最後一個階段,解釋了各種氣體的特性,聲稱氣體是由運動着的顆粒構成的。這些都是在他二十幾歲就完成的成就,這樣看來我們真是凡夫俗子。但他最大的成就則是電磁理論。
1819年,丹麥物理學家漢斯·克裡斯蒂安·奧斯特(Hans ChrstianOersted)發現,在導線中流動的電流可使羅盤針偏轉。一年以後,法國人弗朗索瓦·阿拉果(Francois Arago)發現,載有電流的導線會像磁鐵那樣作用,且會吸引鐵屑。不久,他的同胞安德烈·瑪麗·安培( Andre Marie Ampere)證明,兩段平行的導線,如果每根中都有沿同樣方向流動的電流通過,則會互相吸引。
但是,如果電流是以相反方向流動的,則它們就會互相排斥。在電流的流動可以産生出磁性這一神秘現象的吸引下,偉大的英國實驗科學家邁克爾·法拉第決定看一看能不能用磁性産生出電流來。他把一段磁鐵在一個用導線做成的螺旋線圈中放進、抽出,發現電流被産生出來了。隻要磁鐵在線圈内停下來,電流就停止了。
麥克斯韋統一電和磁正像冰、水和蒸汽都是HO的不同表現形态一樣,麥克斯韋于1864年證明,電力和磁性同樣也是同一個現象,即電磁的不同表現形态。他成功地把電與磁互不相幹的作用方式用一套四個優雅的數學方程式概括了起來。一見到這些方程式,路德維希·玻耳茲曼立即意識到了麥克斯韋這一成就的重大意義,感覺不引用歌德的話不足以表達他的贊歎:能寫出這些符号者,舍上帝其誰?麥克斯韋運用這些等式得出一個令人吃驚的預測:電磁波以光速在以太中運動。如果他是正确的話,那麼光就應該是電磁輻射的一種形式。但是電磁波到底存在不存在呢?如果存在的話,它們真的以光速移動嗎?
麥克斯韋沒能活到他的預見被實驗證實的那一天。他于1879年11月死于癌症,年齡隻有48歲,這一年也是愛因斯坦出生的一年。過了不到10年,于1887年,海因裡希·赫茲以實驗印證材料,證明麥克斯韋關于電、磁和光一統的概念是19世紀物理學的巅峰成就。為什麼這樣說呢,在20世紀愛因斯坦為我們統一時空,19世紀麥克斯韋為我們統一了電磁,所以小編也認為麥克斯韋的成就不亞于愛因斯坦的相對論。
赫茲發現光電效應—愛因斯坦時代的到來由于麥克斯韋的偉大預言驗證了光就是一種電磁波,這使得科學界更加堅信的認為對光已經得到了充分的認識,1887年赫茲在其論文中綜述自己的研究發現時宣稱:“所描述的這些實驗在我看來,無論如何,顯然适合消除關于光、熱輻射以及電磁波運動究竟是什麼的疑問。我相信,從現在起,由于确認了它究竟是什麼我們就能從光學和電力的研究中找出其有益的用途,讓我們更有信心地予以利用。”說這話的意思是:赫茲認為當今科學已經完善确立了光波理論,接下來就是從理論去付諸于實踐。
總結一下:帶有諷刺意味的是,正是在這些實驗過程中,讓赫茲在同年發現了光電效應,使愛因斯坦有了一個證據來說明他們弄錯了。愛因斯坦用光量子說對赫茲和所有其他人都認為已經真正完善确立起來的光的波理論發起了挑戰。從此科學界又一次進入了關于光本質的争論。看來科學家也有盲目自信的時候,不過這就是科學,從錯誤到正确,從缺失到完善。
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