每个人都是阿尔伯特·爱因斯坦的粉丝,理由很充分:他发明了至少四个新的物理学领域,从他自己的想象编织出一个全新的万有引力理论,并教会我们时间和空间的真正本质。但爱因斯坦是谁的粉丝呢?
James Clerk Maxwell。谁?哦,他只是一个科学家,负责解释你车里收音机背后的力量,冰箱上的磁铁,炎热夏日的热量和电池的充电。
在开始的时候
大多数人对麦克斯韦并不熟悉,这位19世纪的苏格兰科学家和博学多才。然而, 如果能从玩家的观念来看198彩平台,198彩怎么样了解玩家心灵活动的198彩平台总代理永远不为自己的前途担心。,他也许是他那一代最伟大的科学家,并以一种无人预料的方式彻底改变了物理学。事实上,麦克斯韦的同行们花了好几年时间才意识到他是多么了不起,多么正确。
当时,科学兴趣的一大焦点是电和磁的奇怪而令人困惑的性质。虽然这两种力量为人类所知已有千年之久,但科学家对这些力量的研究越多,它们看起来就越奇怪。
古人知道,某些动物,比如电鳗,如果你触摸它们,就会电击你;而某些物质,比如琥珀,如果你摩擦它们,就会吸引东西。他们知道闪电会引起火灾。他们发现了看似神奇的岩石,被称为磁石,198彩票开户正规198彩注册网址网址请认准中国唯一官网www.lafeiyule02.com,可以吸引金属碎片。他们已经掌握了指南针的使用,尽管不知道它是如何工作的。
当麦克斯韦介入的时候,各种各样的实验已经扩展了这些力的奇异性。像本杰明·富兰克林这样的科学家已经发现闪电产生的电是可以储存的。路易吉·加瓦尼发现用电刺激生物可以使它们移动。
与此同时,法国科学家发现,沿电线向下移动的电流可以吸引或排斥另一根电线,这取决于电流流动的方向,带电球体可以吸引或排斥的强度与它们分离的平方成正比。
最令人困惑的是,电和磁之间似乎有一种奇怪的联系。电线能使罗盘的运动偏转。在一根电线中启动电流可以刺激另一根电线的电流,即使这些电线没有连接。挥舞磁铁可以发电。
这一切都非常迷人,但没有人知道发生了什么。
伟大的统一者
然后麦克斯韦出现了。当他在研究另一个问题:色觉是如何工作的时候,他听说了所有这些电和磁的混淆。(事实上,他发明了彩色照片。)
在短短几年时间里,麦克斯韦就设想出了解释所有与电和磁有关的实验所需的物理和数学。
要做到这一点,他只需要像一个未来的科学家一样思考。
今天,现代物理学是以场的概念为基础的,场是一个跨越所有空间和时间并告诉其他物体如何移动的实体。虽然麦克斯韦不是第一个设想这样一个领域的人,但他是第一个将它付诸实践的人,并将它从一个简单的数学把戏变成了一个真实的物理实体。
例如,麦克斯韦设想电和磁力是通过电场和磁场来传递和传播的。麦克斯韦说一个电荷会在它周围产生一个电场。任何其他电荷都能感知这个场,根据场的强度和方向,它会知道如何对原始电荷的力做出反应。
磁场也是一样的,198彩票代理分红跟日工资是多少,这个只要你有量198彩,带着诚意去跟198彩票总代去谈, 他们都会给你开出一个满意的待遇的。,麦克斯韦更进一步。他意识到电场和磁场是同一枚硬币的两面:电和磁不是两个独立的、不同的力,而仅仅是相同的、统一的电磁力的两种表达方式。你不可能一想到电就不想到磁,反之亦然。
让光明
麦克斯韦的见解以20个相互关联的方程的形式出现,几年后,这些方程被简化为4个电磁学方程,至今仍被传授给科学家和工程师。他的革命是在艾萨克·牛顿(Isaac Newton)首次统一物理学之后进行的。在牛顿的首次统一物理学中,地球引力和天体引力在一个定律下结合在一起,麦克斯韦方程组被称为物理学中的第二次大统一。
麦克斯韦的洞察力是巨大的——谁能想到电和磁不仅是相关的,而且是一样的?现代物理学致力于寻找单一的统一原理来描述广阔的自然现象,而麦克斯韦将统一理论提升到了一个新的高度。
但麦克斯韦并未就此止步。他意识到改变电场可以产生磁场,反之亦然。所以他马上开始怀疑这种设置是否可以自我强化,一个变化的电场会产生一个变化的磁场,然后磁场又会产生一个变化的电场,以此类推。
麦克斯韦意识到这是一种波,一种电磁波。他开始计算这些电磁波的速度,利用电和磁力的力量,突然发现……光速。
通过将场的概念引入到电和磁的分析中,麦克斯韦发现光——所有形式的光,从红外线到无线电波,再到彩虹的颜色——实际上是电磁辐射波。
麦克斯韦凭借一套方程式,一次卓越的直觉和洞察力的飞跃,将物理学的三个伟大领域——电、磁和光学——统一了起来。难怪爱因斯坦崇拜他。