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第二十三章 麦克斯韦和 “科学呆子”
人,还被看成是不愿进行社会交往的人,他们被看成是必定会放弃人类利益的人。他们沉湎于来自生命世界的抽象之中,他们的所作所为沉没于对他们具有巨大吸引力的并给他们带来快乐的事情和肩负的责任之中。

    我怀疑“不久以前”是指麦克斯韦回忆他年轻时经历的说法,他接着说道:

    现在,从事科学的人已经不再被人们用敬畏的或怀疑的眼光看待。他们可能被看成已经与这个时代的物质精神达到某种和谐统一,他们形成了知识分子中超前的激进一派。

    我们生活的时代已经不再是对科学技术的益处持无拘无束的乐观态度的时代了。我们感觉到人们对科学的期望值在下降。今天的情况更像麦克斯韦所记得的他儿时的情况。

    他对天文学和物理学做出了巨大的贡献。他的贡献从令人信服地说明了土星环由微小粒子组成、固体的弹性特性,到现在所说的气体和统计力学中的分子运动论的基本原理。是他第一个显示了无数的微小分子各自处于永不停息的运动之中,不断地相互碰撞,并有弹性地弹跳,并非混乱无序,而是遵循着精确的统计定律。这种气体的特性是可预知和了解的(说明气体中分子运动速度的钟型曲线现在被称做麦克斯韦-玻耳兹曼分布率)。他提出了一种假想的物体,现在这种物体被称做“麦克斯韦妖”(Maxwells demon),这个精灵的运动产生了一个难题留待现代信总理论和量子力学去解决。

    光的性质自古以来就是个难解之谜。它是一种粒子还是一种波,对这个问题长期存在着尖锐的争论。普遍的各种定义形成了一种定式:“光就是将黑暗照亮的东西。”麦克斯韦最伟大的贡献在于他确立了经典的电磁理论,电与磁的结合产生光。现在人们普遍承认的电磁波谱——各种电磁波按照波长或频率的顺序所组成的排列,其波段包括Y射线到X射线、紫外线、可见光、红外线以及无线电波,这一切都归功于麦克斯韦。有了他的发明,我们才会有收音机、电视和雷达。

    但是麦克斯韦所追求的并不是这些。他感兴趣的是电与磁之间相互转化的问题。我很想描述一下麦克斯韦所做的研究,但是他的历史成就是建立在高深的数学理论基础上的。在这么短短的几页内,我充其量只能给你们介绍一些皮毛。如果你不能完全理解我所说的东西,敬希原谅。如果我们不使用一点数学,我们就无法体味麦克斯韦所做的一切。

    “催眠术”的发明人麦斯迈认为他发现了一种磁流。“几乎与电流一样”,这种磁流可渗透到所有的物体之中。就这点来说,他的观点是错误的。我们现在知道其实并不存在什么特殊的磁流,所有的磁性——包括存在于条形磁铁或马蹄形磁铁中的磁性——都产生于运动中的电。丹麦物理学家汉斯·奥斯特曾做过一个小小的试验,电流通过线圈时引起了附近小磁针偏转、摇摆,而线圈和磁针实际上并没有连接。伟大的英国物理学家麦克尔·法拉第又做了一个曾获得高度评价的实验:通过切割磁力线的运动导致在附近的电线中产生了电流。变化的电流似乎可以产生磁而变化的磁似乎又可以产生电,这就是所谓的“电磁感应”。听起来似乎同魔术一样深不可测。

    法拉第指出磁体有一种看不见的力的“场”延伸到附近空间,离磁体越近这种场越强,离得越远,则越弱。你在一张纸上放一些小铁屑,然后在底下挥动一块磁铁,就会发现磁场的存在。同样,在干燥的天气梳理头发通常也会产生一种电场,这种电场在无法看到的状态下从你的头发中产生出来,它甚至能使小纸屑自己移动。

    我们现在已经知道,电线中的电是因为一种叫做电子的亚微观带电粒子随着对电场的反应发生移动而产生的。电线是由铜一类的材料制成,因为铜含有大量的不受原子束缚、可以移动的自由电子。然
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