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第二十章 法拉第、麦克斯韦和赫兹


    麦克斯韦在1855-1856,1861-1862,1863,1864和1865年发表的一系列论文中发展了自己的思想,而且在1873年的《论电和磁》一文中,这些思想基本最终形成。但是,在此后几年,这一革命性的新的学说仍然只是理论上的一场革命,而且,只是当海因利希·赫兹的工作证实电磁波之后,它才成为科学中的一场革命。由于这一原因,这场革命有时被人们称为法拉第-麦克斯韦-赫兹革命;甚至那些探讨麦克斯韦的革命性工作的人们也都指出,这场革命并不是麦克斯韦一个人所引起的革命。例如,阿尔伯特·爱因斯坦讨论了quot;将永远同法拉第、麦克斯韦和赫兹的名字联系在一起的伟大变革quot;(1953,161;1954,268)。但是,他又立刻补充说,quot;麦克斯韦对这场革命作出了最大最重要的贡献quot;。在另外一个场合,他则无意中忽略了赫兹,而且只是提到quot;法拉第和麦克斯韦在电动力学和光学中所引起的革命quot;;他说,这场革命是quot;自牛顿以来,理论物理学中第一个伟大的重要的进步quot;(1953,154-155;1954,257)。但是,爱因斯坦在他的自传中仅仅谈到quot;麦克斯韦的理论quot;,并且说,在他还是一个学生的时候,这一理论就显得是quot;革命性的quot;理论(希尔普,1949)。

    麦克斯韦对法拉第思想的改造

    这一改造过程可以在麦克斯韦著名的论文quot;论物理中的力线quot;中看到。在讨论法拉第关于在某个存在磁力线的空间中必定存在某种应力的思想时,麦克斯韦实际上在开始提出了这样一个问题:空间要展现法拉第的假设所需要的实际的应力分配,究竟需要哪一种传导体呢?C..F.埃弗里特追溯了麦克斯韦用以吸取苏格兰工程师.J.M.兰金的思想以及威廉·汤姆森(开尔文勋爵)的结论从而创立自己关于物理中的力线的理论的途径。在这里我们可以看到对科学思想作权威改造的过程的要素,这一改造产生出一种全新的思想,电可以quot;通过空间传播quot;,而且不一定仅仅是quot;局限于导管的一种流体。麦克斯韦在他的论文的结论中谈到人们所说的一个quot;惊人的发现quot;——这个新提出的导体的振动不仅将证明磁力线,而且也将具有与光同样的性质quot;。麦克斯韦用斜体字的方式表达了他的结果与众不同的特点。他写道(1890,1:500),我们quot;几乎不可能回避这样一个推论:光是一种介质中的横向波动,这种介质也是电磁现象的起因。

    但是,甚至就此而言,麦克斯韦思想的萌芽也可以在法拉第的一篇值得注意的论文——载入1846年5月《哲学杂志》中的一篇题为quot;对光线一振动的若干思考quot;的论文——中找到。在这篇论文中,法拉第提出,关于quot;辐射是力线中一种高级形式的振动quot;的大胆看法,是quot;一种思辨的影子quot;。在这篇论文中可能最使我们感兴趣的是——正如西尔维纳斯,P.汤普森在1900年(p.193)指出的——它没有引起人们多大的注意,甚至比较早地为法拉第写传记的人也都没有注意这篇论文。因为这些人是在麦克斯韦的光的电磁理论被普遍承认之前写作传记的,所以他们在其中还尚未认识到人们后来赋予它的重要性。约翰·廷德尔(1868)把法拉第的思索仅仅看作是quot;曾经由一位科学家所进行的最卓越的思辨之一quot;而不予考虑。亨利·本斯·琼斯在1870年只是用半行字顺便提到过它。约翰·霍尔·格拉德斯通在1872年甚至都没有提及它。但是,麦克斯韦后来说,quot;横向磁场干扰的传播排斥正
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