都是物理學家!NV四代GPU架構代號解讀
詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(James Clerk Maxwell,1831~1879)英國物理學家,經典電磁理論的奠基人。1831年6月13日出生于愛丁堡。父親受的是法學教育,但思想活躍,愛好科學技術,使他從小就受到科學的熏陶。10歲那年進了愛丁堡中學,由于講話帶有很重的鄉音和衣著不人時,在班上經常被排擠、受譏笑。但在一次全校舉行的數學和詩歌的比賽中,麥克斯韋一人獨得兩個科目的一等獎。他以自己的勤奮和聰穎獲得了同學們的尊敬。他的學習內容逐漸地突破了課本和課堂教學的局限。他的關于卵形曲線畫法的第一篇科學論文發表在《愛丁堡皇家學會會刊》上,他采用的方法比笛卡兒的方法還簡便。那時他僅僅15歲。
1847年進入愛丁堡大學聽課,專攻數學。但他很重視參加實驗,廣泛涉獵電化學、光學、分子物理學以及機械工程等等。他說:“把數學分析和實驗研究聯合使用得到的物理科學知識,比之一個單純的實驗人員或單純的數學家所具有的知識更加堅實、有益而牢固。”1850年考人劍橋大學,1854年以優異成績畢業并獲得了學位,留校工作。1856年起任蘇格蘭阿伯丁的馬里沙耳學院的自然哲學講座教授,直到1874年。經法拉第舉薦,自1860年起任倫敦皇家學院的物理學和天文學教授。1871年起負責籌劃卡文迪什實驗室,隨后被任命在劍橋大學創辦卡文迪什實驗室并擔任第一任負責人。1879年11月5日麥克斯韋因患癌癥在劍橋逝世,終年僅48歲。
麥克斯韋一生從事過多方面的物理學研究工作,他最杰出的貢獻是在經典電磁理論方面。在劍橋讀書期間,當麥克斯韋讀過法拉第的《電學實驗研究》之后,立刻被書中的新穎見解所吸引,他敏銳地領會到了法拉第的“力線”和“場”的概念的重要性。但是,他注意到全書竟然無一數學公式,這說明法拉第的學說還缺乏嚴密的理論形式。在其老師威廉·湯姆孫的啟發和幫助下,決心用自己的數學才能來彌補法拉第工作的這一缺陷。
1855年他發表了第一篇論文《論法拉第的力線》。把法拉第的直觀力學圖象用數學形式表達了出來,文中給出了電流和磁場之間的微分關系式。不久,收到法拉第的來信,贊揚說:“我驚異地發現,這個數學加得很妙!”1860年,29歲的麥克斯韋去拜訪年近70的法拉第,法拉第勉勵麥克斯韋:“不要局限于用數學來解釋已有的見解,而應該突破它。”1861年,麥克斯韋深入分析了變化磁場產生感應電動勢的現象,獨創性地提出了“分子渦旋”和“位移電流”兩個著名假設。這些內容發表在1862年的第二篇論文《論物理力線》中。這兩個假設已不僅僅是法拉第成果的數學反映,而是對法拉第電磁學作出了實質性的增補。1864年12月8日,麥克斯韋在英國皇家學會的集會上宣讀了題為《電磁場的動力學理論》的重要論文,對以前有關電磁現象和理論進行了系統的概括和總結,提出了聯系著電荷、電流和電場、磁場的基本微分方程組。該方程組后來經H.R.赫茲,O.亥維賽和H.A.洛倫茲等人整理和改寫,就成了作為經典電動力學主要基礎的麥克斯韋方程組。這理論所宣告的一個直接的推論在科學史上具有重要意義,即預言了電磁波的存在。交變的電磁場以光速和橫波的形式在空間傳播,這就是電磁波;光就是一種可見的電磁波。電、磁、光的統一,被認為是19世紀科學史上最偉大的綜合之一。1888年,麥克斯韋的預言被H.赫茲所證實。1865年以后,麥克斯韋利用因病離職休養的時間,系統地總結了近百年來電磁學研究的成果,于1873年出版了他的巨著《電磁理論》這部科學名著,內容豐富、形式完備,體現出理論和實驗的一致性,被認為可以和牛頓的《自然哲學的數學原理》交相輝映。麥克斯韋的電磁理論成為經典物理學的重要支柱之一。
麥克斯韋興趣廣泛,才智過人,他不但是建立各種模型來類比不同物理現象的能手,更是運用數學工具來分析物理問題的大師。他在其他領域中也做出了不少貢獻 。1859年他用統計方法導出了處于熱平衡態中的氣體分子的“麥克斯韋速率分布律”。他用數學方法證明了土星環是由一群離散的衛星聚集而成的。這項研究的論文獲得亞當斯獎;在論文中他運用了200多個方程,由此可見他駕馭數學的高超能力!在色視覺方面他提出了三原色理論。他首先提出了實現彩色攝影的具體方案。他設計的“色陀螺”獲得皇家學會的獎章。麥克斯韋在他生命的最后幾年里,花費了很大氣力整理和出版卡文迪什的遺稿以及創建卡文迪什實驗室,為人類留下又一筆珍貴的科學遺產。■<
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