麦克斯韦：电荷光的统一学术成就

在人类历史上，是牛顿把天上和地上的运动规律统一起来实现了第一次大综合，而詹姆斯·克拉克·麦克斯韦则是通过电荷光的统一实现了第二次大综合。麦克斯韦，英国物理学家和数学家，1831年生于世界上最吸引人的城市之一爱丁堡。1841年他进入爱丁堡中学学习，14岁他关于二次曲线作图的论文在爱丁堡皇家学会会刊上发表。1847年，他进入爱丁堡大学攻读数学和物理，并与1850年转入剑桥大学三一学院学习数学，在这里他遇到了著名的数学家霍普斯金，并得到了他的赏识。1861年他成为伦敦皇家学会会员。

麦克斯韦主要从事电磁理论、统计物理学、分子物理学、力学、光学、弹性理论方面的研究。1855年他开始了电磁学的研究历程，首先他仔细阅读了法拉第电磁学的新理论和思想。在这个基础上，凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力成功地把法拉第的天才思想用清晰的数学形式表示出来了，并连续发表了《论法拉第的力线》、《论物理的力线》、《电磁场的动力学理论》三篇论文，用列出的简短四元方程组准确地描绘了电磁场的特性及其相互作用的关系，从而把混乱纷纭的现象归纳为一种统一完整的学说。他用数学表示出来的电磁场理论经后人的整理和改写成为电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。他是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师。

在W.汤姆孙卓有成效地运用类比的方法的启发下，麦克斯韦善于思考、分析和推理，提出有实验基础的假设，然后从实验出发，应用娴熟的数学技巧建立新的理论，再使理论及其预言的结论接受实验检验，逐渐完善成为系统、完整的理论。这种实验研究方法，使他成为建立各种模型来类比研究不同物理现象的能手。1865年他预言电磁波的存在，把其传播速度与光速对比计算了电磁波的传播速度，揭示了光现象和电磁现象之间的联系，得出结论：光是电磁波的一种形式。关于电磁波存在的假设，1888年德国物理学家赫兹用实验进行了验证。麦克斯韦在热力学与统计物理学方面也有杰出的贡献，他是气体动理论的创始人之一。1859年，他用统计规律找到了由微观两求统计平均值的更确切的途径—麦克斯韦速度分布律。1866年，他以分析正向和反向碰撞为基础给出了分子按速度的分布函数的新推导方法。

历年来多次实验培养了他严谨的科学态度和科学研究方法。1781年受剑桥大学的聘请，负责筹建著名的卡文迪什实验室，是这个实验室的第一任主任，在他和以后几位主任的领导下，卡文迪什实验室发展成为举世闻名的学术中心之一。在这个实验室走出来的诺贝尔获奖者有26位之多。

1783年，麦克斯韦出版了《论电和磁》是继牛顿《原理》之后的一部最重要的物理学经典，为人类走向现代文明打开了大门。