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占士麥士維

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占士麥士維
姓名原文James Clerk Maxwell
出生日1831年6月13號 喺Wikidata改呢個
出生地愛丁堡 喺Wikidata改呢個
死亡日1879年11月5號 喺Wikidata改呢個 （48歲）
死亡地劍橋 (英國) 喺Wikidata改呢個
死因胃癌 喺Wikidata改呢個
國籍大不列顛愛爾蘭聯合王國 喺Wikidata改呢個
母語英文 喺Wikidata改呢個
識嘅語言英文 喺Wikidata改呢個
信奉Christian socialism 喺Wikidata改呢個
母校愛丁堡大學、Peterhouse、Edinburgh Academy、Trinity College、劍橋大學 喺Wikidata改呢個
職業物理學家、數學家、發明家、攝影師、大學教員、理論物理學家、先生、thermodynamicist 喺Wikidata改呢個
僱主倫敦國王學院、University of Aberdeen、劍橋大學 喺Wikidata改呢個
名作A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field、麥士維方程組、Maxwell–Boltzmann statistics、Maxwell's demon 喺Wikidata改呢個
配偶Katherine Clerk Maxwell 喺Wikidata改呢個
阿爸John Clerk-Maxwell of Middlebie 喺Wikidata改呢個
阿媽Frances Cay 喺Wikidata改呢個

麥士維（James Clerk Maxwell，1831年6月13號—1879年11月5號）係英國物理學家。古典電動力學嘅創始人，統計物理學嘅奠基人之一。麥士維嘅主要貢獻係建立咗麥士維方程式組，創立咗古典電動力學，並且預言電磁波嘅存在，提出光嘅電磁說。麥士維係電磁學理論嘅集大成者。佢出生喺電磁學理論奠基人法拉第提出電磁感應定理嘅1831年，後來又同法拉第結成忘年之交，共同構築電磁學理論嘅科學體系。物理學歷史上認為牛頓嘅古典力學打開咗機械時代嘅大門，而麥士維電磁學理論就為電器時代奠定基石。1931年，愛因斯坦喺麥士維百年誕辰嘅紀念會上，評價佢嘅建樹「係牛頓以來，物理學最深刻同最富有成果嘅工作。」

生平

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早年

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James Clerk Maxwell基金會宜家喺愛丁堡印度街14號Maxwell嘅出生地設立咗個博物館。

James Clerk Maxwell喺1831年6月13號[1]出世喺愛丁堡印度街14號。佢老豆係律師John Clerk Maxwell of Middlebie，阿媽係Frances Cay[2][3]，即係Robert Hodshon Cay個女同John Cay個家姐。(佢嘅出生地宜家變咗James Clerk Maxwell基金會經營嘅博物館。)佢老豆係個富裕人士[4]，屬於Penicuik嘅Clerk家族，係Clerk of Penicuik爵士嘅持有人。佢老豆個兄弟係第六代爵士。[5]佢原名叫「John Clerk」，喺1793年仲係BB嗰陣繼承咗Dumfriesshire嘅Maxwell家族產業Middlebie，所以先至加咗個「Maxwell」字。[2]James同畫家Jemima Blackburn[6](佢老豆個妹個女)同埋土木工程師William Dyce Cay(佢阿媽個哥哥個仔)係表兄弟姊妹。Cay同Maxwell係好朋友，仲喺Maxwell結婚嗰陣做咗佢嘅伴郎。[7]

Maxwell嘅父母喺三十幾歲先認識同結婚；[8]佢阿媽生佢嗰陣已經差唔多四十歲。佢哋之前生過個女，叫Elizabeth，但係夭折咗。[9]

Maxwell細個嗰陣，佢一家搬去咗Kirkcudbrightshire嘅Glenlair，呢度係佢父母喺1,500英畝（610公頃）嘅地產度起嘅屋。[10]所有跡象都顯示Maxwell由細個開始就有無窮嘅好奇心。[11]三歲嗰陣，所有會郁、會發光、會出聲嘅嘢都會令佢問：「點解會咁㗎？」[12]喺1834年佢老豆畀佢姨母Jane Cay嘅信度，佢阿媽加咗段描述佢天生好奇心嘅說話：

佢係個好開心嘅細路，天氣轉好咗之後進步咗好多；佢成日玩門、鎖、鎖匙之類嘅嘢，成日問「點解會咁㗎？」。佢仲會研究啲暗藏嘅水道同鐘線，水點由池塘穿過牆咁....[13]

教育，1839年至1847年

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嗰陣時，維多利亞時代婦女嘅主要職責係負責教育細路。麥士威嘅阿媽法蘭西絲認到佢個仔有潛質，就親自教導佢。[14]細麥士威8歲嗰陣已經識得背誦約翰·彌爾頓嘅長段文章同埋成首詩篇第119篇（總共有176節）。佢仲要好熟悉宗教經文，差唔多任何詩篇引文都可以即刻講出章節。可惜佢阿媽患上腹腔癌，手術失敗之後喺1839年12月過身，嗰陣麥士威得8歲。之後佢老豆同埋姑媽Jane就負責照顧佢嘅教育，兩個人喺佢一生都扮演咗好重要嘅角色。[14]

麥士威開始正式讀書嘅時候，請咗個16歲嘅家庭教師，但係效果唔係幾好。我哋都唔係好清楚呢個年輕教師嘅底細，淨係知佢對麥士威好嚴厲，成日鬧佢蠢同埋唔聽話。[14]1841年11月，呢個教師俾人炒咗。1842年2月12號，麥士威阿爸帶佢去睇羅拔·戴維森示範電力推進同磁力，呢次經歷對佢之後嘅人生有好深遠嘅影響。[15]

麥士威之後俾人送到有名嘅愛丁堡學院讀書。[16]讀書期間，佢住喺姑媽Isabella屋企。呢段時間，佢表姐Jemima鼓勵佢畫畫嘅興趣。[17]10歲嘅麥士威一直喺老豆嘅鄉下莊園長大，冇乜同其他人接觸，所以入到學校之後好難適應。[18]佢第一年就讀嘅班級已經爆滿，所以要跳級讀比自己大一年嘅同學嗰班。[18]佢嘅鄉下口音同舉止，俾其他同學睇到好土裡土氣。第一日返學著住自家製嘅鞋同衫，仲俾人叫做「傻佬」。[19]但係佢從來都冇介意呢個綽號，多年來都冇出聲抗議過。[20]喺學院嘅孤獨生活直到佢識到劉易斯·坎貝爾同彼得·古斯里·泰特先告一段落。呢兩個同佢差唔多大嘅細路仔之後都成為咗好出名嘅學者。佢哋一直都係麥士威一世嘅好朋友。[2]

麥士威細個就已經對幾何學好有興趣，喺未接受正式教育之前就已經重新發現咗正多面體。[17]雖然佢喺第二年攞咗學校嘅聖經傳記獎，但係佢嘅學業表現一直都冇咩特別。[17]直到13歲嗰年，佢一次過贏得咗學校嘅數學獎、英文第一名同詩歌第一名。[21]

麥士威嘅興趣遠遠超出學校課程範圍，佢都冇特別專注喺考試成績上面。[21]14歲嗰年，佢寫咗佢第一份科學論文。論文入面講述咗用繩仔畫數學曲線嘅機械方法，仲有橢圓、笛卡爾卵形線同埋其他多於兩個焦點嘅相關曲線嘅特性。呢份1846年嘅論文[2][22]叫做「論橢圓曲線同多焦點曲線嘅描述」[23]，由愛丁堡大學嘅自然哲學教授詹姆斯·福布斯代為向愛丁堡皇家學會提交，因為麥士威當時仲細，唔俾佢自己提交。[2][22][24]呢份論文嘅內容唔係完全原創，因為17世紀嘅時候笛卡爾都研究過呢啲多焦點橢圓嘅特性，但係麥士威簡化咗佢哋嘅構造方法。[24]

愛丁堡大學，1847–1850年

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愛丁堡大學舊學院

麥克斯韋喺1847年16歲嗰陣離開學院，開始喺愛丁堡大學上課。[25] 佢本來有機會去讀劍橋大學，但係第一個學期之後決定喺愛丁堡完成佢嘅本科學業。大學嘅教職員包括幾個有名嘅人物；佢第一年嘅導師有教佢邏輯同形而上學嘅威廉·漢密爾頓爵士、教數學嘅菲利普·凱蘭德，仲有教自然哲學嘅詹姆斯·福布斯。[2] 佢覺得課堂唔係好有難度，[26] 所以喺大學嘅空閒時間，尤其係返到格蘭萊爾嘅時候，可以專注喺自己嘅研究上面。[27] 喺嗰度佢會用自製嘅化學、電同磁嘅儀器做實驗；不過，佢最關心嘅係偏振光嘅特性。[28] 佢用明膠整咗啲特別形狀嘅塊，俾佢哋受唔同嘅應力，然後用威廉·尼科爾送俾佢嘅一對尼科爾棱鏡，睇明膠裡面產生嘅彩色條紋。[29] 透過呢個做法，佢發現咗光彈性，呢個係用嚟決定物理結構內部應力分佈嘅方法。[30]

18歲嗰陣，麥克斯韋為愛丁堡皇家學會嘅《學報》寫咗兩篇論文。其中一篇係《彈性固體嘅平衡》，為佢以後生命中一個重要發現奠定咗基礎，就係黏性液體受剪切應力而產生嘅暫時雙折射。[31] 佢另一篇論文係《滾動曲線》，同佢喺愛丁堡學院寫嘅《橢圓曲線》一樣，佢又被認為太年輕，唔可以自己企喺講台上面發表。呢篇論文最後由佢嘅導師凱蘭德代為向皇家學會發表。[32]

劍橋大學，1850–1856

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年輕的麥士維於劍橋三一學院，手持其中一個顏色轉輪

1850年10月，麥士維已經是一位相當有成就的數學家，佢離開蘇格蘭前往劍橋大學。佢起初入讀劍橋彼得學院，但喺第一個學期末之前就轉去劍橋三一學院，因為佢認為喺嗰度更容易攞到院士資格。[33] 喺三一學院，佢加入咗一個精英秘密學會，叫做劍橋使徒。[34] 麥士維喺劍橋嘅日子裡，佢對基督教信仰同科學嘅知識迅速增長。佢加入咗「使徒」呢個精英辯論學會，通過寫文章去探索佢嘅理解。

我呢個偉大嘅計劃，係好耐之前構思嘅……係唔可以故意留低任何嘢唔檢視。無一樣嘢係聖地，會受到固定信仰嘅保護，無論正面定負面。所有嘅荒地都要被耕翻，並且要遵守輪耕制度……唔可以隱藏任何嘢，無論係雜草定係其他嘢，亦唔可以好似想將佢哋藏起來……再次聲明，任何人設立嘅聖地，我哋都有權越界……我確信，除咗基督徒，無人可以真正清除自己嘅土地上呢啲聖地……我唔係話無基督徒封閉咗呢啲地方。好多都有，甚至每個人都有啲。但喺冷嘲熱諷者、泛神論者、靜默論者、形式主義者、教條主義者、享樂主義者等嘅領土裡，仲有大塊地係明確同嚴肅咁被封閉住……基督教——即係聖經嘅宗教——係唯一唔承認有任何封閉區域嘅信仰。在呢度，一切都係自由嘅。你可以飛到世界盡頭，都只會搵到一位拯救者嘅作者。你可以查考經文，並唔會有一段經文阻止你嘅探索……舊約聖經、摩西律法同猶太教經常被認為係被正統派「封禁」嘅。懷疑論者聲稱佢哋讀過呢啲經文，並且發現咗啲好笑嘅異議……太多正統派未讀過就承認呢啲異議，然後將呢個問題封閉起來，好似有鬼怪圍住咁。但光燭將會驅逐所有鬼怪同噩夢。我哋跟住光走。[35]

喺第三年嘅夏天，麥士維喺薩福克郡奧特利，佢一位同學G.W.H. Tayler嘅叔叔查理士·本傑明·泰勒嘅屋企度住咗一段時間。呢個家庭對上帝嘅愛深深打動咗麥士維，特別係當佢因病得到牧師同佢妻子嘅悉心照顧後。[36] 返到劍橋後，麥士維寫咗一封充滿感情嘅信俾佢嘅東道主，當中包括以下嘅見證：[35]

……我有能力變得比任何人都更加邪惡，如果我逃脫咗，淨係靠上帝嘅恩典幫助我擺脫自己，部分係靠科學，更完全係靠社會——但唔會完全，除非將自己交俾上帝……

1851年11月，麥士維跟隨威廉·霍普金斯學習，佢以培養數學天才嘅成功而著稱，並被稱為「劍橋狀元製造者」。[37]

1854年，麥士維從三一學院畢業，攞咗數學學位。佢喺最終考試中得咗第二高分，排喺愛德華·魯斯之後，攞咗「次狀元」嘅稱號。之後喺更嚴格嘅史密斯獎考試中，佢同魯斯被宣布為同等成績。[38] 麥士維喺攞到學位之後，即刻喺劍橋哲學會度讀出咗佢嘅論文《曲面嘅彎曲變換》。[39] 呢篇係少數佢所寫嘅純數學論文之一，顯示咗佢作為數學家嘅地位逐漸提升。[40] 麥士維決定喺畢業之後留喺三一學院，申請咗一個院士資格，呢個過程預計需要幾年時間。[41] 佢作為研究生嘅成功令佢有自信，除咗做啲教學同考試工作之外，佢有自由時間去追求自己嘅科學興趣。[41] 顏色嘅本質同感知係佢其中一個興趣，佢喺愛丁堡大學做福布斯嘅學生時就開始研究呢個問題。[42] 喺使用福布斯發明嘅旋轉頂時，麥士維可以展示出紅、綠、藍光嘅混合會產生白光。[42] 佢嘅論文《顏色嘅實驗》提出咗顏色組合嘅原則，並喺1855年3月呈交俾愛丁堡皇家學會。[43] 麥士維今次自己親自發表咗論文。[43]

1855年10月10日，麥士維獲得三一學院院士資格，呢個時間比平時要快。[43] 佢被要求準備關於流體靜力學同光學嘅講座，並且出考試題目。[44] 翌年2月，福布斯勸佢申請剛空缺嘅

阿伯丁馬歇爾學院自然哲學教授職位。[45][46] 麥士維嘅父親幫佢準備好所需嘅推薦信，但喺結果出嚟之前，父親喺4月2日於Glenlair去世，未能見證結果。[46] 麥士維接受咗阿伯丁嘅教授職位，喺1856年11月離開咗劍橋。[44]

疏仕

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  1. ↑ "Early day motion 2048". UK Parliament. 原先內容歸檔喺30 May 2013. 喺22 April 2013搵到.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Harman 2004, p. 506
  3. ↑ Waterston & Macmillan Shearer 2006, p. 633
  4. ↑ Laidler, Keith James (2002). Energy and the Unexpected. Oxford University Press. p. 49. ISBN 978-0-19-852516-5. 原先內容歸檔喺24 April 2016.
  5. ↑ Maxwell, James Clerk (2011). "Preface". The Scientific Papers of James Clerk Maxwell. Cambridge University Press. ISBN 978-1-108-01225-6. 原先內容歸檔喺16 December 2020. 喺5 September 2020搵到.
  6. ↑ "Jemima Blackburn". Gazetteer for Scotland. 原先內容歸檔喺12 November 2013. 喺27 August 2013搵到.
  7. ↑ "William Dyce Cay". scottisharchitects.org.uk. 原先內容歸檔喺25 September 2015.
  8. ↑ Tolstoy, Ivan (1981). James Clerk Maxwell: a biography. Chicago: University of Chicago Press. p. 11. ISBN 0-226-80785-1. OCLC 8688302.
  9. ↑ Campbell 1882, p. 1
  10. ↑ Mahon 2003, pp. 186–187
  11. ↑ Tolstoy, Ivan (1981). James Clerk Maxwell: a biography. Chicago: University of Chicago Press. p. 13. ISBN 0-226-80785-1. OCLC 8688302.
  12. ↑ Mahon 2003, p. 3
  13. ↑ Campbell 1882, p. 27
  14. ↑ 14.0 14.1 14.2 Tolstoy, Ivan (1981). James Clerk Maxwell : a biography. Chicago: University of Chicago Press. pp. 15–16. ISBN 0-226-80785-1. OCLC 8688302.
  15. ↑ Anthony F. Anderson (11 June 1981) Forces of Inspiration 互聯網檔案館嘅歸檔，歸檔日期2 December 2021., The New Scientist, pages 712,3 via Google Books
  16. ↑ Campbell 1882, pp. 19–21
  17. ↑ 17.0 17.1 17.2 Mahon 2003, pp. 12–14
  18. ↑ 18.0 18.1 Mahon 2003, p. 10
  19. ↑ Mahon 2003, p. 4
  20. ↑ Campbell 1882, pp. 23–24
  21. ↑ 21.0 21.1 Campbell 1882, p. 43
  22. ↑ 22.0 22.1 Gardner 2007, pp. 46–49
  23. ↑ "Key dates in the life of James Clerk Maxwell". James Clerk Maxwell Foundation. www.clerkmaxwellfoundation.org/. 原先內容歸檔喺5 March 2020. 喺2023-12-08搵到.
  24. ↑ 24.0 24.1 Mahon 2003, p. 16
  25. ↑ Harman 2004, p. 662
  26. ↑ Tolstoy 1982, p. 46
  27. ↑ Campbell 1882, p. 64
  28. ↑ Mahon 2003, pp. 30–31
  29. ↑ Timoshenko 1983, p. 58
  30. ↑ Russo 1996, p. 73
  31. ↑ Timoshenko 1983, pp. 268–278
  32. ↑ Glazebrook 1896, p. 23
  33. ↑ Glazebrook 1896, p. 28
  34. ↑ Glazebrook 1896, p. 30
  35. ↑ 35.0 35.1 "James Clerk Maxwell and the Christian Proposition". MIT IAP Seminar. 原先內容歸檔喺25 October 2014. 喺13 October 2014搵到.
  36. ↑ Campbell 1882, pp. 169–170
  37. ↑ Warwick 2003, pp. 84–85
  38. ↑ Tolstoy 1982, p. 62
  39. ↑ Harman 1998, p. 3
  40. ↑ Tolstoy 1982, p. 61
  41. ↑ 41.0 41.1 Mahon 2003, pp. 47–48
  42. ↑ 42.0 42.1 Mahon 2003, p. 51
  43. ↑ 43.0 43.1 43.2 Tolstoy 1982, pp. 64–65. The full title of Maxwell's paper was "Experiments on colour, as perceived by the eye, with remarks on colour-blindness".
  44. ↑ 44.0 44.1 Glazebrook 1896, pp. 43–46
  45. ↑ "James Clerk Maxwell". The Science Museum, London. 原著喺31 May 2013歸檔. 喺22 April 2013搵到.
  46. ↑ 46.0 46.1 Campbell 1882, p. 126

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