麦克斯韦:丑小鸭变白天鹅

来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-10-18

两个科目的一等奖都由同一个人获得。这个出类拔萃的少年不是别人,而是一向不被人看在眼里的麦克斯韦!

在科学史上,一些重大的理论,常常要靠许多人的前赴后继、不辞劳苦的努力,才能创立起来。19世纪,导致物理学爆发一场革命的电磁理论的创立,就是这样的。从奥斯特、安培发现电流的磁效应开始,经过法拉第的奠基,到理论的完成,前后经历了半个多世纪。最后完成这个理论的人,是英国杰出的数学家物理学家詹姆斯•克拉克•麦克斯韦。

麦克斯韦的父亲是个热衷于技术和建筑设计的律师,对麦克斯韦的一生影响很大。父亲思想开通,讲究实际,非常能干。家里的大小事情,从修缮房屋、剪裁衣服到制作玩具,他样样都会做。他在爱丁堡附近的乡下有座庄园,麦克斯韦的童年就是在这座庄园里度过的。这个孩子从小喜欢思考问题,很受父母宠爱。小家伙跟着父母出去玩,一张小嘴总要不停地提出各种各样的问题。父亲见儿子对自然感兴趣,非常高兴,后来就带他去听爱丁堡皇家学会的科学讲座,当时他的个头还没有讲台高呢!父亲是皇家学会的活跃分子,儿子跟随他经常出入科学界,受到不少熏陶。

麦克斯韦童年的欢乐是短暂的。他八岁那年,母亲患肺结核不幸去世。这种病在今天是不难治好的,但是在一个世纪以前的当时,却是不治之症。因为那时没有特效药,一个人得了肺病,就等于判了死刑。

母亲去世以后,麦克斯韦的父亲挑起了哺养、教育儿子的全部担子。他既是父亲,又兼做母亲,操了不少心。幼年丧母本来是不幸的,麦克斯韦失去母爱,性情渐渐变得孤僻、内向。他最大的快乐,是形影不离地跟着父亲走,给父亲当个小小的帮手。父子两人朝夕相处,相依为命,关系非常亲密。

麦克斯韦

麦克斯韦(网络图)

麦克斯韦 10岁那年,进了爱丁堡中学。中学的生活充满了喧闹和戏剧性。他是在学期中间插班的,第一天上课就受到全班的嘲笑。几个调皮学生看到这个新来的同伴怯生、腼腆,直向他扮鬼脸。由于麦克斯韦童年一直在父亲乡下的庄园里生活,讲话有很重的乡土音。当老师点名叫他回答问题的时候,他刚一开口就引起哄堂大笑。有一次,大约因为发音太怪,连一位文质彬彬的女教师都忍不住笑出泪来。从此老师就很少提问他了。更糟的是,他的衣服全是父亲做的,与众不同。19世纪英国的服装很讲究。妇女把华丽当做时髦。男人却讲究戴高筒礼帽,不论老少,脖子上还要围一条紧绷绷的硬领。麦克斯韦的父亲认为这不但系起来不方便,而且也不卫生。他不顾习俗,给儿子来了个小小的服装改革。这个多才多艺的律师亲自设计、亲手剪裁,替麦克斯韦做了一套简便的紧身服,可以不用穿外套,并且甩掉硬领的累赘。麦克斯韦的皮鞋也是父亲做的,大约是为了缝合的方便,皮鞋头是方的,鞋帮上还有金属纽扣。没料到,这些“奇装异服”却给麦克斯韦招来了许多屈辱。他在班上成了一只名副其实的“丑小鸭”,处处被排挤,受讥笑。每次放学回家,他不是紧身服被人扯破,就是腰带不翼而飞。父亲看到这种情景,痛惜地摇摇头,决定取消这不走运的“服装改革”,儿子尽管眼泪汪汪,却顽强地要坚持穿到底,因为他相信父亲的设计是无可非议的,他不愿向暴力屈服。

麦克斯韦照样穿着父亲做的衣服进出课堂。他为了保持服装的整洁,常常要用拳头自卫。同学们发现这个新生并不是可以随便欺侮的,就有意孤立他。麦克斯韦本来就怕羞,现在更不愿意和大家往来了。在班里,面对着同学们的热嘲冷讽,他沉默着,但是却从来没有低过头。在忍无可忍的时候,他就用尖刻、辛辣的话来进行回击。下课以后,他总爱独自坐在树下读歌谣,画一些只有他自己才看得懂的图画。要不,他就一个人躲在教室的角落里,专心致志地演算父亲给他出的数学题。同班同学都不理解他,老师也认为他是个古怪的孩子。大家暗中给他取了个外号,叫他“瓜娃”。整个爱丁堡中学,只有低年级的两个学生跟他很友好。那两个学生在班上大约也是受气的,可以说是同病相怜。

就这样,麦克斯韦在冷眼中度过了中学的最初时光。

麦克斯韦和夫人

麦克斯韦和夫人(网络图)

谁也没有想到,到了中年级的时候,出现了奇迹。一次学校里举行数学和诗歌比赛,评选揭晓的时候,爆了个大冷门:两个科目的一等奖都由同一个人获得。这个出类拔萃的少年不是别人,而是一向不被人看在眼里的麦克斯韦!这不但使全班同学惊奇得睁大了眼睛,连级任老师也感到意外。他们这才发现,这只灰色的“丑小鸭”原来是一只白天鹅。

这次比赛改变了麦克斯韦在班里的地位。优等生总是受崇拜的,再也没有谁取笑他的服装和说话的声音了,同学们开始尊敬他,向他请教疑难问题。麦克斯韦成为全校拔尖的学生,获得了许多奖励。他的光彩,看起来有些像彗星那样突然出现,实际上却是刻苦学习的结果。麦克斯韦对数学、物理学有浓厚的兴趣,尤其喜欢数学。他的数学天赋,最早是父亲在无意中发现的。在麦克斯韦还只有几岁的时候,有一天,父亲叫他画插满金菊的花瓶。麦克斯韦画完交卷的时候,父亲拿过他的画,边看边笑了起来。因为满纸涂的都是几何图形:花瓶是梯形,菊花成了大大小小一簇圆圈,还有一些奇奇怪怪的三角,大概是表示叶子的。从这以后,父亲就开始教他几何学,过后又教他代数。于是,他和数学结下了不解之缘。后来,他在数学竞赛中夺得了冠军,决不是偶然的。

麦克斯韦的数学才华,使他很快突破了课本的界限。他还没满15岁,就写了一篇数学论文,发表在《爱丁堡皇家学会学报》上。一个最高学术机构的学报刊登孩子的论文,是罕见的,麦克斯韦的父亲为这件事感到自豪。论文的题目,是讨论二次曲线的几何作图。据说这个问题,当时只有大数学家笛卡尔曾经研究过。麦克斯韦的方法同笛卡尔的方法不但不雷同,而且还要简便些。当审定论文的教授确证了这一点的时候,都感到非常吃惊。1846年4月,这篇论文在皇家学会上宣读。通常宣读论文的都是作者本人,这一次却不是。因为考虑到麦克斯韦实在太年轻了,论文是由一位教授代读的。

扫码加蝌蚪五线谱微信