與牛頓和愛因斯坦齊名的大科學(xué)家！高山科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)讀《麥克斯韋：

2023年6月10日晚八點,“高山科學(xué)經(jīng)典”直播間邀請到高山書院校董會主席,清華大學(xué)科學(xué)史系系教授,清華大學(xué)科學(xué)博物館館長吳國盛,《麥克斯韋:改變一切的人》譯者肖明,清華大學(xué)副教授李鐵夫,一起導(dǎo)讀《麥克斯韋:改變一切的人》。

一組足以改變世界的數(shù)學(xué)公式,一個讓愛因斯坦都崇拜的科學(xué)偉人。他就是電磁理論的重要奠基人——麥克斯韋。

1831年,法拉第發(fā)表電磁定律,就在這一年,麥克斯韋出生。法拉第年長麥克斯韋40歲,兩個科學(xué)偉人卻一見如故。吳國盛教授在導(dǎo)讀中介紹到,“法拉第有著極強的物理直覺能力,但因出身貧苦,從小沒念過書,基本不懂?dāng)?shù)學(xué),他沒法把他的物理直覺用數(shù)學(xué)表達(dá)出來,麥克斯韋就彌補了這個重要的缺陷�！丙溈怂鬼f能夠運用數(shù)學(xué)工具,使法拉第的思想以完美簡潔的數(shù)學(xué)形式展現(xiàn)在世人面前,并取得突破性的貢獻(xiàn)。

吳國盛教授在高山科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)讀直播間

吳國盛教授簡單回顧他的主要成就,認(rèn)為可以分成六個方面:

①提出“麥克斯韋方程組”統(tǒng)一了電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué),被譽為牛頓以來物理學(xué)的第二次統(tǒng)一;

②在分子運動論與統(tǒng)計物理學(xué)領(lǐng)域里成就卓著,提出了以他的名字命名的分子速度分布律、能量定理等;

③提出三原色理論,制作出人類歷史上第一張彩色照片;

④提出自動控制的理論基礎(chǔ);

⑤對工程力學(xué)做出了獨特貢獻(xiàn);

⑥是世界知名的卡文迪許實驗室的總設(shè)計師、第一任室主任、第一任教授。麥克斯韋在這些領(lǐng)域的突破性成就,如書名所述,“changed everything”,改變了一切:

他建立了的電磁場方程是啟發(fā)愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論的主要源泉,而且在普朗克的能量量子發(fā)現(xiàn)中起了重要作用;

他建立的麥克斯韋方程組,是對電磁場完整的數(shù)學(xué)表述,深奧、微妙,具有完美的對稱性;

他還準(zhǔn)確預(yù)言了電磁波的存在,認(rèn)為光就是一種電磁現(xiàn)象。

1888年,赫茲利用火花放電產(chǎn)生了電磁波并探測到它們,證明了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理。麥克斯韋電磁理論的意義不僅在于它從根本上改變了電、磁、光的理論,而且第一次大規(guī)模地改變了牛頓自然科學(xué)的框架。這時候,牛頓時代即將結(jié)束,以相對論和量子力學(xué)等為代表的新科學(xué)革命山雨欲來。

此外,他的影響貫穿我們生活的方方面面:

麥克斯韋電磁理論為無線電、雷達(dá)、電視、計算機、無線通信等奠定了基礎(chǔ),人類文明從此由機械時代開始走向電力時代;

他證明的三色原理是彩色電視的基礎(chǔ);

他的思想實驗——“麥克斯韋妖”,被稱為物理學(xué)四大神獸之一,被創(chuàng)造性地應(yīng)用到信息理論和計算機科學(xué)之中;

他設(shè)計建立的劍橋大學(xué)卡文迪什實驗室,被譽為“諾貝爾物理學(xué)獎獲得者的搖籃”……

吳國盛教授告訴觀眾,“愛因斯坦很認(rèn)可麥克斯韋的偉大成就,他在自己辦公室里掛了三個人的畫像:牛頓、法拉第、麥克斯韋。”愛因斯坦認(rèn)為,麥克斯韋標(biāo)志著一個科學(xué)時代的終結(jié)和另一個科學(xué)時代的開始。

有些人明白麥克斯韋與牛頓和愛因斯坦是齊名的,但大眾中的很多人還沒有聽說過麥克斯韋。由巴茲爾·馬洪編著的《麥克斯韋:改變一切的人》被列入高山科學(xué)經(jīng)典百本書目之一,作者用簡潔而又直白的語言向讀者講述麥克斯韋的故事,寫得優(yōu)美清晰,充滿溫情,可讀性極強。在書中作者這樣提到,“我寫本書的一個充分理由,就是為麥克斯韋贏得一點他應(yīng)得公眾的承認(rèn)。不過,更好的理由是彌補這個損失。麥克斯韋的一生是我們大家的共同財富。”

麥克斯韋是如何獲得這樣非凡的成功的呢?

本書譯者、圓桌對談嘉賓肖明老師分析道,“麥克斯韋的成功,一個是天資很好。其次是對科學(xué)充滿熱愛,盡管家里衣食無憂,麥克斯韋仍愿意累死累活地去搞科學(xué)研究,并持之以恒。而且他在愛丁堡大學(xué)和劍橋大學(xué)打下了扎實的基礎(chǔ),讓他走得更遠(yuǎn)。最后是思想很活躍,不知疲倦,無論是在大學(xué),還是歸鄉(xiāng)回到格倫萊爾,他除了做事務(wù)管理以外,很多時間還是用于研究�！�

肖明老師在高山科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)讀現(xiàn)場

肖明老師從麥克斯韋的案例出發(fā),對如何培養(yǎng)人才還分享了看法,“不談天賦值,作為一般人,要培養(yǎng)創(chuàng)新人才的話,首先要從娃娃抓起,培養(yǎng)愛好,這樣才有動力。第二,在大學(xué)一定要打好學(xué)科基礎(chǔ),沒有基礎(chǔ)上不去。第三,要進(jìn)一步提高大學(xué)教師的質(zhì)量和水平。”

李鐵夫老師在高山科學(xué)經(jīng)典導(dǎo)讀直播間

主持人兼對談嘉賓李鐵夫教授也聯(lián)系高考事件進(jìn)行了觀點分享,“在麥克斯韋那個年代,大家如果想要做好科學(xué),就要學(xué)好數(shù)學(xué)。那么在今天,如果想要研究科學(xué)或更高等的技術(shù),也需要把數(shù)學(xué)和物理學(xué)學(xué)好,所以高考完的同學(xué)在報志愿的時候,可以考慮一些基礎(chǔ)學(xué)科�！�

高山科學(xué)經(jīng)典圓桌對談

與科學(xué)家一起讀好書,“高山科學(xué)經(jīng)典”是一個由高山科學(xué)促進(jìn)中心發(fā)起的公益科普項目。邀請百位知名科學(xué)家每周導(dǎo)讀一本科學(xué)經(jīng)典書籍,引領(lǐng)公眾參與閱讀的大型科學(xué)傳播公益項目,旨在提升全民科學(xué)素養(yǎng)、培育科學(xué)精神、傳播科學(xué)思想。期望在全民學(xué)科學(xué)的時。背景下,高山科學(xué)經(jīng)典能在科學(xué)傳播領(lǐng)域盡一份綿薄之力。

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