麦克斯韦和 “科学呆子”

“呆子”们把皮带系在紧靠胸廓的下边。他们的短袖衫上配带的防护罩中插满令人敬畏的五颜六色的钢笔和铅笔。能编程的计算器装在一个特制皮套中。他们都戴着厚厚的眼镜,折断了的鼻梁架用邦迪胶带粘着。他们缺乏社会交往的基本技能,对这种技能的缺乏他们毫不在意、漠不关心。他们笑时,会发出一种哼鼻声。他们彼此用一种晦涩难懂的语言交谈。他们会抓住机会在除了体育课以外的所有课堂上赢得更多的赞扬。他们对普通人不屑一顾,普通人也嘲笑他们。许多“科学呆子”都叫类似诺曼的名字(诺曼征服就是一群高束皮带、穿着保护罩、拿着计算器、戴着破眼镜的“呆子”入侵英格兰)。男“呆子”多于女“呆子”,但是两者中都不少。“呆子”们从不约会。如果你是一个“呆子”,你就不会太潇洒,反之亦然。

这当然是一种模式化的认识。也有许多科学家穿着典雅,举止风度也相当潇洒,很多人都渴望和他们约会,他们也不会怀揣计算器去参加社交活动。如果你邀请他们去你家做客,你不会想到他们是科学家。

但是有的科学家或多或少的确适合这种模式。他们在社交方面相当笨拙。与掘土机驾驶员、时装设计师或者高速公路巡逻警察相比,科学家中的“呆子”比例会更高些。可能科学家比起酒吧男招待、外科医生或快餐厨师来更木讷。为什么会这样呢?也许在与他人交往中没有天赋的人就到那些无需与人打交道的事业,特别是数学和物理学中去寻求自己的天地;也许对艰深难题的刻苦研究需要太多的时间和精力,使得他们难有闲暇去学习社会处世方面的知识。或许两方面原因兼而有之。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1831年出生于苏格兰的爱丁堡。两岁的时候,他发现能用一个镀锡铁皮将太阳光反照到家具上并使太阳光在墙壁上跳舞。当他的爸爸妈妈走过来时,他大声叫道:“快看太阳,我用铁皮抓住了它!”在童年时代,他深深地迷上了臭虫、蛹、石头、鲜花、镜片和机器。他的姑姑简后来回忆说:“回答不出那么小的孩子提出的那么多的问题真是有些让人下不来台。”

他上学时很自然地被大家称做“小傻瓜”——英国英语中的“daft”(傻瓜——译注)一词是用来形容头脑有些呆痴的人。他是个十分英俊的小伙子,但他总是穿着随便,要舒适而不求样式。他的言谈举止中所带的苏格兰式的偏狭守旧也是他遭到讥笑的一个原因。特别是当他进入大学以后,就更经常地受到讥笑。此外,他还有一些与众不同的兴趣。

麦克斯韦就是一个“呆子”。

很多年过去了,在他1872年接受剑桥大学实验物理学教授一职的就任演说上,他还提到了这种“呆子”的模式:

就在不久以前,那些献身于几何学的人,或者从事具有持续的应用价值科学研究的人,还被看成是不愿进行社会交往的人,他们被看成是必定会放弃人类利益的人。他们沉湎于来自生命世界的抽象之中,他们的所作所为沉没于对他们具有巨大吸引力的并给他们带来快乐的事情和肩负的责任之中。

我怀疑“不久以前”是指麦克斯韦回忆他年轻时经历的说法,他接着说道:

现在,从事科学的人已经不再被人们用敬畏的或怀疑的眼光看待。他们可能被看成已经与这个时代的物质精神达到某种和谐统一,他们形成了知识分子中超前的激进一派。

我们生活的时代已经不再是对科学技术的益处持无拘无束的乐观态度的时代了。我们感觉到人们对科学的期望值在下降。今天的情况更像麦克斯韦所记得的他儿时的情况。

他对天文学和物理学做出了巨大的贡献。他的贡献从令人信服地说明了土星环由微小粒子组成、固体的弹性特性,到现在所说的气体和统计力学中的分子运动论的基本原理。是他第一个显示了无数的微小分子各自处于永不停息的运动之中,不断地相互碰撞,并有弹性地弹跳,并非混乱无序,而是遵循着精确的统计定律。这种气体的特性是可预知和了解的(说明气体中分子运动速度的钟型曲线现在被称做麦克斯韦-玻耳兹曼分布率)。他提出了一种假想的物体,现在这种物体被称做“麦克斯韦妖”(Maxwell’s demon),这个精灵的运动产生了一个难题留待现代信总理论和量子力学去解决。

光的性质自古以来就是个难解之谜。它是一种粒子还是一种波,对这个问题长期存在着尖锐的争论。普遍的各种定义形成了一种定式:“光就是将黑暗照亮的东西。”麦克斯韦最伟大的贡献在于他确立了经典的电磁理论,电与磁的结合产生光。现在人们普遍承认的电磁波谱——各种电磁波按照波长或频率的顺序所组成的排列,其波段包括Y射线到X射线、紫外线、可见光、红外线以及无线电波,这一切都归功于麦克斯韦。有了他的发明,我们才会有收音机、电视和雷达。

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