麥克斯韋明明統一了電磁學,為何只能排在牛頓、愛因斯坦後面?

2020-12-27 鐵球解說

自然科學領域天才林立,大佬如過江之鯽,他們如天上的群星一樣璀璨,照耀了人類的文明史,而無數頂尖科學家中,排名總統山的幾位科學家是誰,卻沒有太大的爭議。無論是哪個排行榜,前三必定是牛頓、愛因斯坦與麥克斯韋,其中牛頓與愛因斯坦兩位物理學家的成就太過於驚人,論地位完全可以平起平坐,而麥克斯韋只能獨享第三把交椅。不過若論對物理學以及人類生活的影響力,三位大神基本上不分高下。作為電磁學的創始人,現代文明的先驅者,麥克斯韋為何只能夠排行第三?咱們來探討一下:

牛頓

牛頓的成就大家基本上耳熟能詳,從初中課本上,我們就開始接觸牛頓。牛頓最為知名的成就是三大運動定律,其憑藉一己之力創造了經典力學理論體系,闡釋了宏觀物體運動的基本規律。第二大成就萬有引力定律解釋了天體運動的基本規律,在人類認識宇宙過程中樹立了一座裡程碑。而牛頓又發明了微積分,極大的推動了數學的發展,微積分是數學給其他學科提供的劃時代的工具,通過這種工具,我們解決了無數以前無法解決的問題。

無論是三大運動定律、萬有引力定律還是微積分都被牛頓寫在了《自然哲學的數學原理》這本曠世巨著裡面。從這本書中,我們看到了牛頓在物理學、數學、天文學以及自然哲學領域的深入研究,他建立了完整的科學理論體系,使得人類對自然科學的認識有了飛躍性的進步。

當然,牛頓還有光學、熱學等領域的成就,而所有的工作都是牛頓一人完成的,要知道隨便一項成果拿出來都足以名垂千古。牛頓通過數學公式來闡釋萬物運動定律,這是一種革命性的方法,在牛頓之前,從來沒有人通過數學原理來解釋各種自然現象,比如重力、浮力、摩擦力等,而牛頓將物理學各種現象,通過數學原理建立了完整的因果體系,這是前所未有的成就。

牛頓的理論標誌著現代力學誕生、物理學誕生,而他創立的方法論深深的影響了後世的自然科學。

愛因斯坦

楊振寧先生評價愛因斯坦:「20世紀物理學的三大貢獻中,兩個半都是愛因斯坦的。」這三大理論為廣義相對論、狹義相對論與量子力學,其中相對論是愛因斯坦一己之力創造的,而他解釋了光電效應,與眾多量子力學科學家波爾等人的爭論推動了量子力學的發展,所以愛因斯坦也可稱為量子力學的奠基人之一。

為什麼愛因斯坦如此有影響力?愛因斯坦的很多工作具備開創性的貢獻,他以一己之力撐起了現代物理學的半壁江山,建立了全新的時空、能量與物質的理論體系,突破了傳統物理學的限制,近代物理學百年發展的歷程都離不開愛因斯坦的影響力。前幾年的引力波就是愛因斯坦廣義相對論的預言。當然,愛因斯坦的成就還有很多,比如布朗運動、固體量子論、受激輻射、玻色-愛因斯坦統計與玻色-愛因斯坦凝聚等等,任何一項拿出來都是諾貝爾獎級別。

當然,愛因斯坦還有更厲害的地方,就是會設計實驗,因為相對論比較難以證明,愛因斯坦專門設計了實驗來證明自己的理論,這就太厲害了。

麥克斯韋

與前兩位大神比較,麥克斯韋的知名度稍微弱一些,但其成就絲毫不差。麥克斯韋將電學、磁學、光學完美的統一起來,建立了電磁場理論。這個理論是電磁波技術的基石,同時也是理論物理學界至關重要的規範理論之概念的起源。人類資訊時代的所有成就時以麥克斯韋一手創造的理論發展的,同時麥克斯韋還是氣體動理論奠基人,其在熱力學與統計物理學、光學、力學、彈性理論等領域同樣造詣匪淺,堪稱物理學大師。

人們將麥克斯韋的理論精簡為四個方程式,稱之為麥克斯韋方程組。這組方程組簡潔、對稱、包羅萬象,給出了經典電磁學規律的定量、統一、完整的描述,它是物理學裡面最重要的方程組之一,為後面的相對論,量子電動力學的發展奠定了基礎。

為什麼麥克斯韋知名度不如牛頓、愛因斯坦?

牛頓是靜電力學的集大成者,麥克斯韋是電磁學理論的集大成者,而愛因斯坦更是一手創立了現代時空理論,他們的成就可以說不相上下。為什麼知名度不一樣?其實真正的科學家不會認為麥克斯韋比其他兩人差。牛頓是物理學的奠基人,等於一手打造了物理學大廈的根據,而愛因斯坦在根基之上建立了支柱,堆起了部分牆體,而麥克斯韋在房間裡面安裝了電燈,電話,這是一座房子裡面所必備的所有要素。

但是沒有牛頓的貢獻,就沒有後來所有的一切,所以牛頓當之無愧的排名第一,而愛因斯坦是現代物理學的奠基人,沒有了相對論與量子力學的相關研究,現代物理學不會這麼枝繁葉茂。麥克斯韋的電磁學理論有前輩法拉第安培高斯等人的貢獻,並非一己之力達成的,所以相對來說影響力要小一些。

相關焦點

  • 麥克斯韋是電磁學的集大成者,為什麼不如牛頓和愛因斯坦知名度高
    在物理學領域,「一牛二愛三麥」已成為大家比較認可的共識,也有一些人認為愛因斯坦是歷史上最偉大的物理學家,牛頓位居其次。總的來說,牛頓與愛因斯坦並駕齊驅毫無爭議,麥克斯韋緊隨其後。但是就從物理學的貢獻來說,牛頓與愛因斯坦是一個等級的,而麥克斯韋又是另外一個等級。
  • 麥克斯韋的故事
    這個競爭就比較大了,目前國內外也有很多排行榜,排在第三的有伽利略、麥克斯韋、普朗克、法拉第等等。如果讓老wu來選,我想將第三這個位置投給麥克斯韋。沒錯,數學物理學家,人家的數學是很牛的,物理學中數學最好的當屬牛頓啦,牛頓與戈特弗裡德·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽, 麥克斯韋也是個數學天才,因此麥克斯韋方程組也被列進了世界上最美的方程。麥克斯韋其最大功績是提出了將電、磁、光統歸為電磁場中現象的麥克斯韋方程組。其在電磁學領域的功績實現了物理學自艾薩克·牛頓後的第二次統一。
  • 為什麼麥克斯韋是電磁學的集大成者卻看起來低一檔次?
    人們把牛頓和愛因斯坦相提並論,為什麼麥克斯韋是電磁學的集大成者卻看起來低一檔次?網上物理學家封神榜,一直流傳著一個傳說「一牛二愛三麥」。如果同學們有幸讀完了初中,那麼一定識得牛頓,牛大爺。同樣的,同學們只要看過科幻小說或者電影,絕對繞不過愛因斯坦,愛大神!但是這「三麥」,該不是麥當勞吧?為什麼總覺得在名氣上低了一個檔次呢?
  • 麥克斯韋到底有多偉大
    愛當然就是魔鬼代言人愛因斯坦了,他幾乎以一己之力撐起了現代物理學的半壁江山,人稱「愛神」,無論從哪個方面這個稱號都當之無愧,在物理學上當然可以成神,就是在個人生活上,他也是個博愛的人,都「愛神」了,怎麼還排在牛頓後面呢,因為他只開創了半壁江山,另外那半個就是量子力學,是玻爾帶領一群星星開創的,所以只能屈居第二。
  • 法拉第:麥克斯韋背後的男人
    少年麥克斯韋麥克斯韋驚才絕豔,15歲時就發表數學論文,34時就寫出了物理學史上最優美的方程,與牛頓爵士一樣,同是天神下凡,牛頓爵士統一了天和地,帶領人類走出蒙昧時代,麥克斯韋則一統電和磁,帶領人類走進現代文明。
  • 麥克斯韋,到底有多牛?
    一直以來,在學術界和歷史界,麥克斯韋都被賦予了極高的地位。他的學術貢獻,被認為可以與牛頓、愛因斯坦比肩。普通人可能會質疑,麥克斯韋真的有這麼牛嗎?竟然可以和牛爵爺、愛神平起平坐?他不就是搗鼓了一個麥克斯韋方程組嗎?值得封神嗎?
  • 愛因斯坦為什麼會提出「光速不變原理」
    而愛因斯坦創立狹義相對論也用到了兩條假設: 相對理性原理(也可以叫做伽利略變換) 光速不變原理 而其中最大的突破其實來自於後面這一條「光速不變原理」,那愛因斯坦為何會提出這條假設呢?
  • 大宗師麥克斯韋
    按此標準,在物理學界,牛頓肯定稱得上是大宗師,他的運動三定律和萬有引力定律,一掌劈開了宇宙運轉的秘密,把九天銀河與百川大地上的運動規律統一到了一起。愛因斯坦也算,老人家的兩個相對論,統一了時間和空間、質量和能量,真是金光閃閃,光輝耀眼。而他,稱得上是第三位大宗師,把電學、磁學和光學統一在了一起,並只手創建了電磁學摩天大廈。
  • 僅有小學文化,卻成為電磁學先驅——法拉第
    例如,差點餓死的朱元璋後來當上了皇帝,家境貧寒,9歲母親逝世的亞伯拉罕·林肯後來統一了美國各大洲。麥可·法拉第就有著與他們同樣貧窮的經歷。這件事情過後,戴維安排法拉第去做光學玻璃研究,這顯然是戴維故意打壓法拉第,可是法拉第也無可奈何,十年後,戴維去世,法拉第終於恢復了電磁學的研究。麥克斯韋的先驅開頭說到,法拉第只有小學二年級肄業,因此他的數學演算能力較弱,但這並不阻礙法拉第成為偉大的科學家。得益於在戴維手下做助手,他很清楚怎麼通過正確的規範的實驗方法來尋找答案。
  • 愛因斯坦、楊振寧、費曼和貝利如何解讀麥克斯韋方程
    一、愛因斯坦:自我反叛1905年是愛因斯坦奇蹟年。關於麥克斯韋方程,愛因斯坦寫下了兩篇看似相互矛盾的論文,一篇導致光量子,一篇導致狹義相對論。Roger Penrose清晰地暴露並分析了愛因斯坦通過自我反叛而自我超越。「愛因斯坦同量子物理學的關係有若干值得注意的方面,它們幾近自相矛盾。
  • 他28歲弄個物理榜,把自己排在牛頓愛因斯坦後面,卻被公認排低了
    唯一敢給牛頓愛因斯坦打分的天才!
  • 愛因斯坦:超不了,會因果顛倒
    光速不變19世紀,麥克斯韋發表了《論電和磁》統一了電和磁,這是繼牛頓《自然哲學的數學原理》之後的物理界神作,使他站上了物理學的巔峰。被納入其中的「麥克斯韋方程組」描述了變化的電場會自發地形成磁場,變化的磁場會自發地形成電場,電與磁相輔相成,只要電或磁出現,它們就會生生不息的一直傳播下去。
  • 特斯拉和牛頓、愛迪生與愛因斯坦,誰對科學界的貢獻更大?
    特斯拉比牛頓愛因斯坦還偉大嗎 準確的說上文所有文字都是當前網上比較流行的言論,特斯拉已經是一尊神!特斯拉其實挺無辜,因為他從來都沒有標榜自己有多偉大,而是所有的成就中除了電磁領域的各項偉大發明以外,其它的都是粉絲「強加」給他的,如果找一個詞來形容的話,應該叫做「捧殺」!
  • 相對論誕生:愛因斯坦是如何創立狹義相對論的?(下)
    於是,我們就可以用一種統一的方式處理地面系和火車系的問題,愛因斯坦在論文開頭提到的那種不對稱性也隨之消失了,這不是很好麼?明明電磁理論應該滿足相對性原理,那為什麼讓麥克斯韋方程組滿足相對性原理就會導致光速不變這個怪物呢?怎樣才能把它們協調起來呢?
  • 伽利略、牛頓都錯了?經典物理大危機——以太與麥可遜莫雷實驗
    但這一次,亞里斯多德、伽利略、牛頓真的錯了。一、以太的存在故事要從亞里斯多德說起,亞里斯多德認為物質是由水、火、氣、土和以太構成的。當然,他認為的這個以太可不是我們今天要說的這個以太。我們都知道描述一個物體運動的速度要選擇參考系。
  • 提出廣義相對論30多年後,愛因斯坦仍在擔憂這件事
    來源:環球科學1915年,愛因斯坦提出了廣義相對論。作為20世紀最偉大的科學理論之一,廣義相對論經過時間的檢驗,已經成為現代物理學的重要基石。但鮮為人知的是,即使到了20世紀50年代,由於缺乏實驗證據,對廣義相對論感興趣的人也並不多。因此,愛因斯坦試圖將廣義相對論推廣為新的理論。正是在這樣的背景下,愛因斯坦為《科學美國人》寫下了這篇文章。
  • 牛頓、愛因斯坦早已解釋,時間是虛擬的!
    牛頓是世界上非常著名的物理學家,他被稱為百科全書式的「全才」,牛頓提出的很多理論對後世的影響都很重大,牛頓曾經也對時間進行了闡釋。牛頓曾經認為時間是絕對的,提出了絕對時間的概念,絕對時間指的是在牛頓的時空觀中,時間是絕對的,與任何特殊的參考系無關,靜止安放在不同慣性系中的時鐘,對同一運動過程的計時結果是相同的。
  • 德國是愛因斯坦,英國是牛頓,那中國呢?
    第一:愛因斯坦 ,開創物理學新紀元,這一年也被稱為「愛因斯坦奇蹟年」。 所謂的引力波就是時空彎曲所散發出的漣漪,也是一種以波為引力輻射的能量,當時提出廣義相對論時,科學界根本不重視,還是普朗克加以推動,這才引起了人們研究和談論,2016年,人們正式探測到了引力波,也證明了愛因斯坦的相對論,這一結果讓整個科學家都轟動了。 第二:牛頓