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?

2021-01-16 沐雲科學君

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

  • 麥克斯韋明明統一了電磁學,為什麼看起來卻低了牛頓、愛因斯坦一檔?
    客觀地說,僅僅從成就來看,牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋三人應該是並駕齊驅的,是理論物理學史上毫無爭議的第一梯隊的存在,而且第一梯隊有且只有這三位而已。可我們會發現,在很多人眼裡麥克斯韋的地位似乎遠不如牛頓、愛因斯坦,甚至都不如伽利略。不僅如此,很多人對牛頓、愛因斯坦的生平了解的很多,但很少人了解麥克斯韋的生平。
  • 愛因斯坦能和牛頓相提並論嗎?為何麥克斯韋統一了電磁學卻不可以
    引言:物理學領域有一句廣為流傳的俗語:一牛二愛三麥,這句話總結了物理學領域的主要任務貢獻,意思是牛頓是物理學第一人,愛因斯坦排在第二,而麥克斯韋則排在第三。雖然有很多人對此排名有爭議,那麼他們到底是在爭什麼呢?
  • 麥克斯韋統一了電和磁,為何一直排在牛頓和愛因斯坦之後?
    如果按偉大程度給物理學家排位次,大多數情況下是牛頓佔據第一的位置,愛因斯坦有時候也能坐第一把交椅,他們二位能夠穩居前兩位。牛頓是經典力學的主要創建者,在天文學、光學領域也有基礎性的貢獻,另外他還是一位偉大的數學家。愛因斯坦創立了相對論,參與建立了量子力學。
  • 麥克斯韋統一了電磁學,為何名氣不如牛頓和愛因斯坦?
    在物理學界,作為經典電動力學的創始人,統計物理學的奠基人之一,可以說麥克斯韋的成就是無與倫比的。偉大的科學家有很多,比如牛頓統一了經典物理學,愛因斯坦是統一了空間和時間、能量和質量,還有很多的科學家在此就不一一列舉了。
  • 牛頓和愛因斯坦相提並論,為什麼統一電磁學的麥克斯韋卻低一檔?
    有個比較通俗的說法可以評價這三位大佬的成就,一牛二愛三麥,說的就是科學界的第一大佬是牛頓,第二是愛因斯坦,第三是麥克斯韋,但有朋友會認為牛頓和愛因斯坦應該愛因斯坦排第一位,比如下圖就是科學界的另一種排位方式:其實這都沒有關係,來了解下這三位大佬的成就,大家心裡就對他們的位置排行有個數了!
  • 麥克斯韋是電磁學的集大成者,為啥感覺比牛頓、愛因斯坦低一檔?
    客觀地說,僅僅從成就來看,牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋三人應該是並駕齊驅的,是理論物理學史上毫無爭議的第一梯隊的存在,而且第一梯隊有且只有這三位而已。可我們會發現,在很多人眼裡麥克斯韋的地位似乎遠不如牛頓、愛因斯坦,甚至都不如伽利略。不僅如此,很多人對牛頓、愛因斯坦的生平了解的很多,但很少人了解麥克斯韋的生平。
  • 麥克斯韋明明統一電磁學,為什麼看起來卻低愛因斯坦和牛頓一檔?
    在各種版本的物理學家排名中前三甲永遠都是牛頓、愛因斯坦和麥克斯韋,這足以說明他們的科學成就。前三甲中對於第一排名爭論比較多,但都是在牛頓和愛因斯坦之間產生,而麥克斯韋就穩坐第三名。個人認為歷史上前十名的物理學家應該是:愛因斯坦、牛頓、麥克斯韋、波爾、海森堡、伽利略、費曼、狄拉克、薛丁格、盧瑟福,如果在繼續往下排名大約在十五名之前會有楊振寧楊老的一席之地。問題中「看起來」三個字值得我們說一下,這些科學家的知名度和科學成就並不是百分之百對應的,我們就來用霍金舉一個例子。
  • 人們把牛頓和愛因斯坦相提並論,麥克斯韋對電磁學的貢獻又如何?
    牛頓統一了物理學,愛因斯坦統一了空間和時間、能量和質量,而麥克斯韋統一了電和磁,三人都是人類科學史上的集大成者。在物理學中,牛頓和愛因斯坦的地位不相上下,1999年英國廣播公司(BBC)發起的評選「千年思想家」當中,前三名依次是馬克思、愛因斯坦和牛頓,而麥克斯韋排在第九位。
  • 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。我們就從他們對物理學的貢獻說起。牛頓牛頓最重要的物理學理論就是他的萬有引力定律與牛頓三大定律。
  • 楊振寧的科學成就能和愛因斯坦比肩嗎?他只能排到第四梯隊!
    很多朋友都喜歡將楊振寧和牛頓以及愛因斯坦還有麥克斯韋等偉大的科學家相比較,其實這也無可厚非,畢竟楊振寧是在科學界的華人中成就最高的。縱觀整個科學史,能夠得上如此頂尖水準的也屈指可數,那麼楊振寧和他們比起來,究竟誰高誰低呢?
  • 牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦、楊振寧比數學水平,楊振寧能排第幾?
    牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦是有史以來最傑出的物理學家。牛頓幾乎是一人創立了經典力學,並在光學、天文學領域有很多基礎性的貢獻。麥克斯韋建立起經典電磁理論大廈,他在電磁學中的貢獻可以和牛頓在經典力學中的貢獻相媲美。愛因斯坦是上個世紀最偉大的物理學家,他建立了狹義相對論和廣義相對論,並對量子力學的建立和發展發揮過關鍵作用。
  • 麥克斯韋方程租,跨時代的電磁學
    1873年出版的《論電和磁》,也被尊為繼牛頓《自然哲學的數學原理》之後的一部最重要的物理學經典。麥克斯韋被普遍認為是對物理學最有影響力的物理學家之一。沒有電磁學就沒有現代電工學,也就不可能有現代文明。然而關於麥克斯韋簡介不單單只是如此而已,以上介紹的只是關於麥克斯韋一生極少數的一部分成就而已,其實在19世紀,人們普遍認為麥克斯韋是最具有影響力的物理學家以及科學家了,後人把麥克斯韋和牛頓齊名,統稱為是實現光,電,磁的第二次大綜合,而牛頓是第一個實現大綜合的人,所以麥克斯韋成就完全可以和牛頓媲美。
  • 第二次實現物理學大統一的麥克斯韋
    詹姆斯·克拉克·麥克斯韋英國的天才物理學家、數學家,被稱為牛頓到愛因斯坦這一階段最偉大的理論物理學家,他出生於法拉第提出電磁感應定律之年,病逝於愛因斯坦出生年份,是繼牛頓把天上地下運動規律統一起來後,把光、電統一起來的第二次大綜合,因此好多人認為他應該跟牛頓起名。
  • 相對論前夜:牛頓和麥克斯韋的戰爭
    與麥克斯韋電磁學的不兼容很相似。 那麼,牛頓力學和麥克斯韋電磁學之間的矛盾是什麼?為什麼它們無法兼容?有什麼關鍵的東西被忽略了,愛因斯坦又是如何發現的?為什麼是年輕的愛因斯坦先發現了這個,而那些大物理學家們卻老是差那麼一點?
  • 相對論前夜:牛頓和麥克斯韋的戰爭
    那這跟牛頓又有什麼關係呢?牛頓建立了上知天文下知地理的力學體系,日月星辰、潮起潮落都遵循他的定律,這是第一次工業革命的基石;麥克斯韋方程組則包含了一切經典電磁學的東西,還發現了電磁波,這是第二次工業革命的基礎。牛頓和麥克斯韋的理論在各自領域都獲得了巨大的成功,是經典物理學的兩座豐碑。
  • 相對論誕生前夜:牛頓 VS 麥克斯韋
    牛頓和麥克斯韋的理論在各自領域都獲得了巨大的成功,是經典物理學的兩座豐碑。但是,如果你試圖把它們融合在一起,用統一的目光看待它們,立馬就會出現不可調和的矛盾。那麼,牛頓力學和麥克斯韋電磁學之間的矛盾是什麼?為什麼它們無法兼容?有什麼關鍵的東西被忽略了,愛因斯坦又是如何發現的?為什麼是年輕的愛因斯坦先發現了這個,而那些大物理學家們卻老是差那麼一點?
  • 麥克斯韋對當代物理學的貢獻,讓電磁學成為物理學通用語言
    1931年10月,劍橋大學舉行了麥克斯韋誕辰一百年紀念會,尼爾斯·玻爾在會上發表了一篇有關麥克斯韋和現代理論物理的演講。玻爾指出麥克斯韋的電磁學理論為人類了解原子世界作出了貢獻,也為創立量子理論提供了基礎。雖然量子理論超越了麥克斯韋的學說,但量子力學中的分析手段離不開麥克斯韋的理論,尤其是在建立光量子能量和動量之間的關係時。
  • 統一電磁學的麥克斯韋,如何影響了系統科學的發展?
    導語麥克斯韋為人熟知的主要原因是他對電磁學的貢獻,實際上,作為物理學家,麥克斯韋對系統控制的研究也持續多年,他對於控制器的早期探索深刻影響了維納等人對控制論研究。他最具代表性的貢獻是建立了「場論」,把電、磁、光三者統一為電磁場論,並建立了今天稱為麥克斯韋微分方程組的數學模型,還預言了電磁波的存在。圖1 麥克斯韋,偉大的數學物理學家,是經典電動力學的創始人和統計物理學奠基人之一 。
  • 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!
  • 麥克斯韋,到底有多牛?(那令人崩潰的麥克斯韋方程組就出自其手)
    1855年,麥克斯韋讀到了大神法拉第的著作《電學實驗研究》,被書中各種各樣的電磁感應實驗所吸引,正式開始研究電磁學,從此一發不可收拾(後面會詳細說)。 1856年,麥克斯韋來到蘇格蘭阿伯丁的馬歇爾學院,擔任自然哲學教授。