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。