最伟大的物理学家，它就是麦克斯韦，使咱们对光有了新的理解

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詹姆斯.克拉克.麦克斯韦是谁？一名你也许从未据说过的最伟大的物理学家
也许你从未据说过他，然而，这位迷信家改动了咱们对光的了解。

图：1875年绘制的詹姆斯.克拉克.麦克斯韦的肖像
每集体都是阿尔伯特.爱因斯坦的粉丝，而且具有充沛的理由：他创始了最少4个物理学新畛域，而且经过他的想象力发明了一个新的引力实践，为咱们揭开了时间和空间的假相。然而，你知道爱因斯坦又是谁的粉丝吗？

詹姆斯.克拉克.麦克斯韦。
他是独一一名可以担任任的向你解释你的车载收音机运转原理的迷信家，另外他还能向你解释冰箱上的磁铁原理，以及夏天的低温和电池充电等问题。
大少数人其实不相熟麦克斯韦，他是19世纪苏格兰迷信家和博学家。但是，他也许是他所属时期独一一名最伟大的迷信家，并以一切人不曾预感的形式改动了物理学。事实上，麦克斯韦的同伴们在若干年后才意想到他使人惊叹的效果。

过后，迷信界的兴致点次要聚焦于生疏且使人困惑的电磁特性。千禧年时，人类曾经理解电与磁面前的能源，然而，当迷信家对这些能源的钻研越深化，他们的困惑也越多。
今人曾经知道，假如你触摸电鳗，你将会被电到；假如你磨擦一些物资，例如虎魄，这些物资可以对其余事物发生吸力。他们知道光可以发生火。他们曾经发现了一些称作磁石的神奇石头，这些石头可以吸附金属屑。而且，他们曾经可以纯熟使用指南针，只管他们其实不知道指南针任务的原理。

当麦克斯韦踏入这片畛域时，迷信界曾经发展了少量探究电磁能源的试验。包罗本杰明.富兰克林等迷信家曾经发现，光电可以失掉贮存。伽伐尼发现，电流能够使灭活生物体再次挪动。
同时，法国迷信家发现，电力可以拖动金属丝而且能按照磁极标的目的吸引或者排斥另外一个金属丝。带电球体的吸引或排斥力与它们之间的间隔平方成反比。
最使人困惑的是，电力与磁场之间似乎存在某种奇怪的分割。带电的金属丝可以使罗盘的指针产生偏转。启动其中一条电线的电流将会安慰另外一条线上的电流，即便这两条电线并无衔接在一同。磁场颠簸也会发生电力。

一切的景象都十分巧妙，然而没有人知道接上去应该怎么办？
尔后，麦克斯韦推进了这一事业的开展。过后，他正在致力解决另外一个对于色觉任务原理的困难，同时他也留意到了一切对于电力与磁力的困惑。（事实上，他创造了黑白照片）
几年后，麦克斯韦提出了可以解释一切对于电力和磁场试验困惑的物理和数学公式。
为理解答这些问题，他必需像一个将来迷信家那样思考问题。
当初，古代物理学简直都建设在这一畛域的概念之上，它横跨一切时间和空间，解释其余物体如何静止。虽然，麦克斯韦并非第一个提出这一律念的人，然而，他是第一个将这项钻研应用于理论中，并将这一数学技能转化为理想中的物理实体的人。
例如，麦克斯韦构想了经过电磁场将电力和磁力的能源分割起来的场景。他说，释放的电子可以其本身四周发生电力场。任何其余释放的电子可以感应到这一场域，并能按照这一场域的强度和标的目的与释放源的能源进行回应。

麦克斯韦进一步指出，磁场也拥有一样的原理。他意想到，电场与磁场就像一枚硬币的两面：电力和磁力不是互相别离、区别显著的两种力，仅仅是同一事物的两种表述。它们都是电磁力。你不克不及从两个不同的标的目的来独自思考电力或磁力。
麦克斯韦的洞见造成了20个互相分割的公式，几年后，这些公式仍剩下4个有待现今迷信家和工程师解答。麦克斯韦反动紧随艾萨克.牛顿初次完成物理学一致之后，牛顿的物理学提出地球引力时宇宙引力的一部份，遵守着独一的规律。而麦克斯韦公式则被称为第二次完成物理学的一致。
麦克斯韦的洞见是伟大的——有谁曾质疑电力和磁力不是互相分割的，而是同一事物？古代物理学是对于寻觅一个一致准则以解释宽广的天然景象的学科，而麦克斯韦则在另外一个层面完成了一致。

然而，麦克斯韦其实不就此停步。他意想到，改动电力场域会影响磁场，反之亦然。因此，他当即想到，是不是可以完成电力场域的自我强化，即先改动电力场域诱发磁场的改动，之后再经过变动的磁场诱发电场变动等等。
麦克斯韦意想到，这可能会发生一条电磁波。他借助电力和磁力的强度计算了这些电磁波的速度，得出了近乎光速的值。
麦克斯韦经过引入电磁场概念，发现无论何种方式的光，包罗红内线、无线电波亦或是彩虹，其实质上是电磁辐射波。
借助一个公式、一个直觉和洞察力的奔腾，麦克斯韦完成了物理学、电力学、磁光学三大伟大畛域的一致。难怪爱因斯坦崇拜他！
By: Paul Sutter
FY: 秋
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