历史工程师:詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，电磁理论的创始人

在识别科学的关键人物时，我们经常想象艾萨克·牛顿(Isaac Newton)和阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)这样的大人物。然而，这些家喻户晓的名字是建立在不太知名的同行的基础发现之上的。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦就是这样一个人物。尽管麦克斯韦本人并不是我们过去通常讨论的“历史工程师”，但他的发现为支持电气工程实践的许多基本原则铺平了道路。

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1831年6月13日，詹姆斯·麦克斯韦(后来的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦)出生于苏格兰爱丁堡。他从小就表现出非凡的好奇心，并以非凡的记忆力而闻名。

麦克斯韦尤其喜欢几何学。他的才能在1841年进入爱丁堡学院后得到了发展。他在14岁时发表了第一篇关于几何和力学模型的学术论文;这种兴趣一直持续到他上学的两年后，麦克斯韦进入爱丁堡大学。

年轻的詹姆斯·c·麦克斯韦。图片由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦基金会

大家都说麦克斯韦是只研究犬。在爱丁堡期间，他的学习和课外兴趣非常丰富，并在那里发表了另外两篇论文。麦克斯韦乘着这股势头来到了剑桥大学，在那里，他因其高超的数学能力而备受尊敬。

他的一位教授让他成为一名“牧马人”——一名取得顶尖数学成就的学生——他最终在1854年获得了史密斯奖。这个奖项是对他致力于研究和写作的认可。麦克斯韦将通过在马里斯查尔学院和伦敦国王学院获得教授职位来不断探索更广阔的领域。

学术与专业成就

麦克斯韦在国王学院的时光是多事的。他在五年内发表了两篇关于电磁场的论文。这些文章探索了磁场产生的独特方式以及这些磁场是如何构成的。

基于这些兴趣，麦克斯韦拓展到相关领域。他甚至热情地涉足摄影、电学和测量。

1861年至1866年，麦克斯韦在国王学院取得了非凡的成就;例如，他监督了英国科学促进会电气单位的指定，并参与了测量和标准化工作，这促成了英国国家物理实验室的建立。

根据他自己的理论，他还成功地将电和电磁与光速联系起来。

詹姆斯·c·麦克斯韦。图片由霍尔顿档案馆/盖蒂图片社和大英百科全书

麦克斯韦在他职业生涯的后期不断地钻研电磁和物理现象。为了进一步推进这项研究(和指导)，他担任剑桥大学的第一个实验物理学教授。

1865年马克斯韦尔离开国王学院时，他回忆起自己的摄影天才。麦克斯韦因为他的颜色分析而获得了拉姆福德奖章。人们常常认为，他与他对光的研究结合起来，使彩色摄影成为可能。麦克斯韦还创立了气体动力学理论。

对电气工程的贡献

如果没有詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，电子科学就不会有今天，他的成就有一个特别的成果:关于电磁学的论文。这个1873年的分析深受迈克尔·法拉第这是他这本书的基础。

麦克斯韦的发现领先于他的时代。他的模型揭示了与横波有关的介电介质中的位移电流。这些波的速度与光速几乎相同。这一发现将光波与那些与电和磁相一致的波联系起来。

麦克斯韦的理论证实了法拉第自己的物理发现。他还得出结论，电磁波可以在可控的环境中产生。许多麦克斯韦方程都是由这个重要的工作推导出来的。

麦克斯韦论文中描绘环流的图表。图片(修改)使用courtesy of维基文库

关于电磁学的论文也为未来的发现奠定了基础。海因里希·赫兹在他去世8年后证实了麦克斯韦的理论，并将这些断言与无线电波的行为联系起来。

因此，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦至今仍与无线电行业有着内在的联系。阿尔伯特·爱因斯坦公开将他自己的狭义相对论的发展归功于麦克斯韦的电磁方程。

他的科学突破已经触及了空间、热力学、核科学、工程和流变学领域。这种积极的连锁反应几乎是无与伦比的。

死亡与现代提及

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1879年11月5日逝世。他的教诲几乎存在于今天的每一本物理教科书中;他的理论经受住了时间和细究的考验。

麦克斯韦是给予科学思考发言权的强烈支持者。他在爱丁堡的旧住所现在是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦基金会该组织旨在团结全球思想家。基金会通过研讨会、研讨会和课程为科学家、工程师和其他人提供了一个表达的平台。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在他48年的职业生涯中定期参与科学界的工作，在他去世后，这种真实性依然存在。

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