麦克斯韦的科学故事

网上有关“麦克斯韦的科学故事”话题很是火热，小编也是针对麦克斯韦的科学故事寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。

自然和自然的规律隐藏于茫茫黑夜之中。上帝说：让牛顿降生吧。于是一片光明。——Alexander Pope

上帝又说：还要有阳光，于是便有了麦克斯韦方程组。

Nature and Nature's laws lay hid in night. God said 'Let Newton be!' and all was light.

And God Said Maxwell's Equations And There Was Light.

科学强国，做科学中国人。让我们一起来感受数学之美吧，请欣赏我将文献中的Maxwell方程总结成的最简洁并显露其波动本质的控制微分方程形式（真空中的电磁波动方程）。追寻先贤的思想，下面我主要讲述 Maxwell 是如何发现电磁波的。

Maxwell 通过数学推导看懂了上帝的语言，他预言了电磁波的存在，并且指明光也是一种电磁波，引领无数科学家向着这个方向去探索，无线电通讯让人类迈进崭新的“信息时代”，极大地推动了人类文明的进步。这是数学与物理最最完美的结合形式。他是Einstein最崇拜的人，Einstein将他的画像悬挂于办公室，以表达敬仰之情。受其影响，Einstein一生也始终以数学方法研究物理。爱因斯坦在麦克斯韦百年诞辰的纪念会上说过，麦克斯韦方程是“是牛顿以来，物理学最深刻和最富有成果的工作。

Einstein had pictures of Newton, Maxwell and Faraday in his office,indicating how important he thought their works to be.

英国科学期刊《物理世界》曾让读者投票评选了“最伟大的公式”，最终榜上有名的十个公式里，有著名的 E=mc2、复杂的傅立叶变换、简洁的欧拉公式……但“麦克斯韦方程组”排名第一，成为“世上最伟大的公式”。

如果不能看懂下面这些 vector analysis 公式，就快去重温您的大学高数教材吧。这是完全理解电磁波方程的基础，当然我也会介绍更简单的用一维微积分的方法。

We all know that both electric and magnetic fields are vectors since theyhave both a magnitude and a direction. Hence, the study of electromagneticfields requires basic knowledge of vector analysis. The most useful concepts invector analysis are those of divergence, curl, and gradient.

仅仅为了数学表达的简洁与助记，首先引入向量微分算子。

In R3 the del operator ? is a? differential?vector operator , denoted in Gibbs’ notation by?and defined as:

With the help of the del operator we can define the gradient, divergenceand curl of a vector (in the generalised sense).

The? gradient 梯度 of an R3 scalar field 数量场 u(x), denoted ?u(x), is an R3 vector field:

Assume that W is a vector function, a quantity whose magnitude anddirection vary as functions of its position in space.

The divergence 散度 of the vector function W is：

The 3D Laplace operator 拉氏算子 or Laplacian can be described as the divergence of thegradient operator:

In R3 the curl 旋度 of a vector field W(x), denoted ? ×W(x), is another R3 vector field b(x) which can bedefined in the following way:

当时，英国物理学家法拉第已经对电磁之间的关系做出了开创性的研究，解决了磁生电的问题，但由于数学不好，他并没有为这些现象做出数学上的解释。自从牛顿创立微积分之后，微积分就成为研究物理现象的有力工具。 Maxwell 就试图运用微积分建立电磁现象的控制微分方程，一个物理量的变化必须满足微分方程的解。

Maxwell通过总结前人的实验定律，包括电场的高斯定律、磁场的高斯定律、法拉第电磁感应定律以及安培环路定律（如果您忘记了，可以去看高中物理书或大学物理教材），再加上自己的想象力，得出了以下关于电磁规律的方程组，完美地揭示了电场与磁场相互转化中产生的对称性，统一了整个电磁场：

Maxwell 从积分方程进一步推导得出电磁场的控制微分方程：

从数学上理解，电场 E 和磁场 B 就是满足上述微分方程的一个解。从而可以使用数学方法对其进行研究。

如果只是停留在上述复杂的方程组面前，Maxwell 也将一无所得。他和我们常人一样，也无法从复杂的三维方程就看出什么头绪，但是他想到了将方程化简为最简单的一维形式，看看能发现什么：

上述公式表明了，变化的磁场产生电场梯度，变化的电场又产生磁场梯度。我们还是看不出额外的东西。感谢 Maxwell 是个数学家，他对数学公式很敏感，他曾经仔细学习推导过波动方程，也就是声音在空气中传播的控制微分方程：

上述方程表达的物理意义是，变化的空气质点运动速度 v 会产生压力 p 梯度，而变化的压力p 又会产生速度 v 梯度，两个物理量 v 和 p 是相生相克的，满足波动方程。凡是满足波动方程的物理量都会随时间而沿空间传播。至此，Maxwell 全明白了，上述的电场磁场也是相生相克的，也满足波动方程，经过简单的微分推导，可以得出以下波动方程：

既然电场满足这个方程，那么电场必须是波动的。同理可以推导出磁场也是波动的。由此预测了不可思议的穿越时空的电磁波的存在性，这是真正伟大的发现。如果说电力的发展给了人类新的动力，而无线电波的出现才真正让人类变得更加自由，千里传音变为现实，这一切都离不开电磁波的发现，因此麦克斯韦的故事将永远流传。

而且Maxwell根据波动方程理论，采用相关电磁参数很简单地就算出了电磁波的速度

他惊奇地发现电磁波的速度居然跟科学界已经发表的光速相差无几，上帝说没有这么凑巧的事，他由此认为光也是一种电磁波。这真是伟大的发现！

可惜的是，天不假年，Maxwell 在48岁就因胃癌去世了，上帝没给他足够的时间去做实验证实他自己的理论。“大器晚成”加“英年早逝”对一般人来说注定一事无成，但他在有限的生命中成果辉煌，他的发现指引无数科学家向着这个方向去努力，Maxwell 的伟大理论首先指向了电磁波的产生和探测问题。1890年，德国科学家 Hertz （频率单位）终于通过实验验证了电磁波的存在，并且传播速度等于光速。

The existence of these waves was experimentally confirmed, in 1890 byHertz, who succeeded in producing them and verifying that they have the samepropagation, interference, diffraction and polarization properties as lightwaves. Thus, Maxwell theory has enabled us to understand the nature of light aselectromagnetic waves with very short wavelengths.

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831年6月13日?1879年11月5日），出生于苏格兰爱丁堡，英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。1831年6月13日生于苏格兰爱丁堡，1879年11月5日卒于剑桥。1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理，毕业于剑桥大学。他成年时期的大部分时光是在大学里当教授，最后是在剑桥大学任教。1873年出版的《论电和磁》，也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。

我要找10个物理学家的故事

公式界的伟大与美丽

说到麦克斯韦，想必很多人是在高中物理课本上听说过的名字，记性好一些的同学可能还会记得是麦克斯韦发现了电动力学定律。

如果你对物理学不感兴趣，那么了解到以上程度就已经非常优秀了。

但如果你是——心怀宇宙并对理论物理发烧或渴望在这些方面有所建树的话，这样的认识就显得非常局限了。

如果我们从全世界的物理学家中随便挑一位出来问： “你认为还有哪位理论物理学家能够和牛顿、爱因斯坦平起平坐？”

他们几乎都会回答一个名字—— 麦克斯韦。

就像美国著名物理学家理查德·费曼所说： “人类历史从长远看，好比说到一万年以后看回来，19世纪最举足轻重的毫无疑问就是麦克斯韦发现了电动力学定律。”

一万年太久，只争朝夕。

活在人心没有被遗忘的，都值得被庆幸。

除了麦克斯韦方程组奠定了人类“第三次工业革命”的理论基础，让人类迈进“信息时代”崭新的时代外，它还有一个“文艺”但却和理论物理带给人的“严肃刻板”印象一反常态又被公认的评价： 世界上最美的方程组。

而美好的事物往往又都有一个相同的特质： 那就是和谐。

麦克斯韦方程组在“和谐”这个层面上堪称完美。

麦克斯韦方程组解决的问题是 “电”与“磁” 之间明显存在而又无法被统一和证明的关系。

说到“电”与“磁”

在很久以前，人类就有限地发现了静电和静磁的现象，但在漫长历史岁月里，两者井水不犯河水。

由于摩擦起电，在古希腊及地中海区域的古老文化里，早有文字记载，将琥珀棒与猫毛摩擦后，会吸引羽毛一类的物质，“电”的英文语源更是来自于希腊文“琥珀”一词。

而关于磁，中国是对磁现象认识最早的国家之一。 公元前4世纪左右成书的《管子》中就有：“上有慈石者，其下有铜金。”这是对此的最早记载。

那么要说电和磁之间究竟有什么联系还要追溯到......

1785年，法国物理学家库伦（没错，就是命名电荷量单位“C”的物理学家）将万有引力的套路应用到静电学中，和星球间发生万有引力一样，想了解两个带电球之间的作用力是否也同样遵循了相似的规律。

他就设计实验得出了静电力与电荷电量成正比，与距离的平方反比关系。

这一规律就被总结为“库仑定律”（静电力与电荷电量成正比，与距离的平方反比）。

后来他又设计实验证明了 磁极之间的相互作用。这就是经典磁学理论。 但库伦并没有进一步推测两者的内在联系，但这还是为整个电磁学奠定了基础。

终成眷属的电与磁

最先发现电和磁之间联系的，是丹麦物理学家奥斯特。

他在1820年 意外地在实验中发现了电流的磁效应：当导线通电流时，下方的小磁针产生偏转。

这一惊人的发现使得 年轻人纷纷转行投身其中进行深入研究，这当中就包括数学神童——安培。

当安培得知奥斯特发现电和磁的关系时，他立马放弃了自己小有成就的数学研究，进军物理学领域，最终 提出了我们广为熟知的右手螺旋定则（ 大拇指的方向为电流方向，四指的绕向为磁场方向。）

后来的1831年，由法拉第发现了磁与电之间的相互联系和转化关系：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流， 这种利用磁场产生电流的现象就被称为著名的电磁感应，产生的电流叫做感应电流。（全都是高中物理）

与当时大多数人还沉迷于用超距力理论来对电和磁的现象做出解释不同， 法拉第首先提出了磁铁周围存在一种神秘且不可见的“电紧张态”，这就是“磁场”的概念，不过， 将这些想法打造成为完整的理论超出了他的数学能力，而验证这一切的正是后来的麦克斯韦。

对前人理论的研究和探索，麦克斯韦终于在1873年出版了他的电磁学专著《电磁通论》。

这可以说是电磁学发展史上一个划时代的里程碑。 在这部著作里，麦克斯韦总结了前辈们各大定律，以他特有的数学语言， 建立了电磁学的微分方程组，揭示了电荷、电流、电场、磁场之间的普遍联系。这个电磁学方程，就是后来以他的名字著称的“麦克斯韦方程组”。

公式表明了电场和磁场彼此不是孤立的，变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场，它们永远密切地联系在一起，相互激发，组成一个统一的电磁场的整体。

英国科学期刊《物理世界》曾让读者投票评选了“最伟大的公式”，最终榜上有名的十个公式里，有著名的E=mc2、复杂的傅立叶变换、简洁的欧拉公式…… 但“麦克斯韦方程组”排名第一，成为“世上最伟大的公式”。

或许，并不是每个人都能看懂这个公式，但任何一个能把这几个公式看懂的人，都一定会感到背后有股凉风。 虽然自然界冥冥之中自有感应，但怎么有人能解释如此完美的方程？

这组公式融合了电的高斯定律、磁的高斯定律、法拉第定律以及安培定律，完美地揭示了电场与磁场相互转化中产生的对称性优美，统一了整个电磁场。 比较谦虚的评价是：“一般地，宇宙间任何的电磁现象，皆可由此方程组解释。”

一个公式开启的人类新篇章

当我们坐在桌前的椅子上用电脑工作的时候，椅子和人体的重量已经构成了力学体系，描述力学体系基础理论的伟大人物是牛顿。

我们的电脑通过插在电源插座上电源线供电，而电源线中有工作电流流过。表述导线是如何传输电能的核心理论就是麦克斯韦电磁理论。

当我们使用手机时，我们甚至都没有想到这些手机接收和发射的都是电磁波。麦克斯韦是历史上第一位预言电磁波存在的人。

经过后人的研究和开发，我们终于有了收音机、收发报机和手机，有了航空航天的通信传输系统。我们可以操控无人机拍摄我们的家园，甚至电脑屏幕上出传输过来的图像，电磁波通信系统都不可或缺。

爱因斯坦在麦克斯韦百年诞辰的纪念会上说过， 麦克斯韦是“是牛顿以来，物理学最深刻和最富有成果的工作。

麦克斯韦在电磁学上取得的的成就被誉为继艾萨克·牛顿之后， “物理学的第二次大统一”，如果说17世纪是一部牛顿力学史，那么19世纪便是一部麦克斯韦电磁学史。

17世纪，牛顿定律让现代机械原理催生出蒸汽机，机器首次取代人力，人类进入“蒸汽时代”。

而后19世纪，麦克斯韦方程组启迪了爱迪生等发明家，电首次取代蒸汽，人类进入“电力时代”。

低调谦逊有内涵

然而，麦克斯韦的公众知名度却远不如牛顿和爱因斯坦。

麦克斯韦从剑桥毕业，比他的中学同学晚两年，毕业后在大学寻求教职也不顺利。令人遗憾的是，他在48岁就因胃癌去世了。 “大器晚成”加“英年早逝”对一般人来说注定一事无成，但他在有限的生命中成果辉煌。

他的代表作《电磁通论》于1873年首次出版。今天，即使是训练有素的科学工作者有机会翻看麦克斯韦的《电磁通论》，也会被它复杂的数学吓到。麦克斯韦在学术上是孤独的，麦克斯韦去世后，后人赫兹验证了麦克斯韦的理论， 当人们才开始注目麦克斯韦的电磁理论时，他已经去世近10年了。

麦克斯韦是一位温和谦卑的英国绅士，为人非常忠厚，缺少公众喜闻乐见的八卦故事，偶尔，他的学生们在课堂上听见老师受自己思路牵引而喃喃自语时，都会面面相觑、不知所云。当他意识到自己“走神”时，会腼腆地把自己拉回现实。

他是一个愿意真诚地给朋友死去的小狗写吊唁信的人，一个先后耐心护理自己垂死的父亲和妻子的人，并且经常牺牲自己的时间到为手艺人开设的新型“工人大学”里当志愿者， 你怎么会不喜欢这样一个人呢?

麦克斯韦去世10年后，才华横溢的发明家们前赴后继、蜂拥而至。出生于克罗地亚的特斯拉，演示了如何用电磁波点亮灯；美国的爱迪生发明了电力系统；意大利的马可尼发明了无线电报……

人们或许不知道麦克斯韦，更不知道他的模样，但空中飞舞的电磁波，满满的都是向天才致敬的呢喃。

被称为人类历史上最伟大公式的麦克斯韦方程组，有多厉害？

1、牛顿：

他年幼时，曾一面牵牛上山，一面看书，到家后才发觉手里只有一根绳；看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里；有一次，他请朋友到家中吃饭，自己却在实验室废寝忘食地工作，再三催促仍不出来，当朋友把一只鸡吃完，留下一堆骨头在盘中走了以后，牛顿才想起这事，可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说：“我还以为没有吃饭，原来我早已吃过了”。

2、法拉第：

法拉第1791年9月22日生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲，挤出一切休息时间贪婪地力图把他装订的一切书籍内容都从头读一遍。读后还临摹插图，工工整整地作读书笔记；用一些简单器皿照着书上进行实验，仔细观察和分析实验结果，把自己的阁楼变成了小实验室。在这家书店呆了八年，他废寝忘食、如饥似渴地学习。他后来回忆这段生活时说：“我就是在工作之余，从这些书里开始找到我的哲学。这些书中有两种对我特别有帮助，一是《大英百科全书》，我从它第一次得到电的概念；另一是马塞夫人的《化学对话》，它给了我这门课的科学基础。”

法拉第主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究，并在这些领域取得了一系列重大发现。1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了艰苦的探索。1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型。接着经过无数次实验的失败，终于在1831年发现了电磁感应定律。这一划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相互转变以及机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、电动机、变压器技术的基础。

3、麦克斯韦：

麦克斯韦从小就有很强的求知欲和想象力，爱思考，好提问。据说还在他两岁多的时

候，有一次爸爸领他上街，看见一辆马车停在路旁，他就问：“爸爸，那马车为什么不走

呢？”父亲说：“它在休息。”麦克斯韦又问：“它为什么要休息呢？”父亲随口说了一句：“大概是累了吧？”“不，”麦克斯韦认真地说，“它是肚子疼！”还有一次，姨妈给麦克斯韦带来一篮苹果，他一个劲地问：“这苹果为什么是红的？”姨不知道怎么回答，就叫他去玩吹肥皂泡。谁知他吹肥皂泡的时候，看到肥皂泡上五彩缤纷的颜色，提的问题反而更多了。上中学的时候，他还提过象“死甲虫为什么不导电”，“活猫和活狗摩擦会生电吗”等问题。父亲很早就教麦克斯韦学几何和代数。上中学以后，课本上的数学知识麦克斯韦差不多都会了，因此父亲经常给他开“小灶”，让他带一些难题到学校里去做。每当同学们欢蹦乱跳地玩的时候，麦克斯韦却进入了数学的乐园，他常常一个人躲在教室的角落里，或者独自坐在树荫下，入迷地思考和演算着数学难题。

麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。

4、费曼

Feymann费曼，1918年5月11日-1988年2月15日，美国著名物理学家，1965年，因在量子电动力学方面的成就而获得诺贝尔物理学奖。费曼这人表面上不在乎名声，实际上很虚荣，他有次跟个朋友参加聚会，他路上抱怨说自己为盛名所累，讨厌人围着，他朋友安慰他说今天没有物理圈子的，我不说，每人知道你得过nobel。于是他朋友很老实的遵守诺言，可是宴会开到一半，几乎所有的人都知道他得过nobel了，他朋友很郁闷，找了个人一问，原来是费曼自己到处说的）

属于比较平易近人的类型，据说报告会懒得去，但中学生要他讲话P颠P颠的就过去

了。另外，费曼注重实验数据。据说他一直为嗅觉问题感到困惑，亲自加以研究，并能

分辨出地毯上所有朋友皮鞋的味道。结论是，人鼻子的确不如狗，但是相差不象大家想

的那么大，关键是你凑的不够近！

5、泡利（pauli,出生于1900年，1958年去世，他心中的帝王是爱因斯坦1879-1955，泡利唯一的遗憾是一生中觉得没有做出像他的king一样伟大的工作。泡利估计是对学生很凶的，他曾经批评学生的论文“连错误都算不上”，不过他有一点比较好，他对每个人都很刻薄，不会因人而异，有次，爱因斯坦做报告，做完了，泡利起立来了句，“看来爱因斯坦不是很蠢啊”）

就比较傲，据说有一次某人对他说一篇论文刚发出去就发现一个错误。好心的泡利劝他：这很正常，不可能谁都象我一样，一个错都不犯。泡利的理论能力无可置疑，哥本哈根学派讨论问题经常是提完想法，波尔（BOHR，丹麦物理学家，哥本哈根学派的创始人，1885年10月7日生于哥本哈根，1903年入哥本哈根大学数学和自然科学系，主修物理学。1917年当选为丹麦皇家科学院院士。1920年创建哥本哈根理论物理研究所，任所长。1922年荣获诺贝尔物理学奖。1937年5、6月间，曾到我国访问和讲学）点头，然后泡利算一遍，泡利说没问题，大家都走了，没人管算的是什么。但是PAULI不能做实验，甚至任何实验室只要他在机器就运转不正常(FERMI在罗马也有这么个人叫北先生)。有一次某地一套玻璃设备无原因爆掉，后来事故原因上填着：经查，发生时，PAULI乘火车路过本城。

PAULI最后得了一点小病住院，别人去看他，PAULI就说自己活不了了，因为床位号是137，Fine Structure Constant。后来就死在床上了。（现代物理学中有一个很神秘的无量纲常数，叫作精细结构常数，大小等于1／137。很多年来，物理学家们想对这个常数进行解释，至今未果。泡利为此也曾花了大量的精力，可惜天妒其才，58岁就早早去世了。而他在苏黎世红十字医院去世时房间的号码正是137号。冥冥之中，不知道有什么在主宰着我们的喜怒哀乐……）

前面说PAULI演算要BOHR点头，这也很重要。据说BOHR看上去反应很慢，一个想法出来了，大家都很欢欣鼓舞，觉得很美妙，就是BOHR愁眉苦脸，什么都不明白，结果所有学生都上去，帮老师解释这个美妙而浅显的想法。说着就发现其实他们都没懂，只有BOHR是对的。

发现问题最敏锐的是DIRAC（DIRAC讲课和feymann、爱因斯坦一样，好像一个好学生都没有，讲课只顾自己，别人说没听懂，他就照刚才讲的原样重复，然后再重复），老兄在一次晚会上看别人太太打毛衣，花了很长时间搞清楚了编结的针法。又独自想了一会儿，跑过去对那个MM说，他觉得还可以用另一种针法，详细描述一遍，结果MM对他的天才并不崇拜，轻描淡写的回答说打毛衣是有上针和下针，她奶奶早就告诉她了。

阿尔伯特．爱因斯坦

阿尔伯特．爱因斯坦（Albert．Einstein）1897年3月14曰出生在德国西南距离慕尼黑八十五哩的乌耳姆城(Ulm)。父母都是犹太人。父亲赫尔曼．爱因斯坦和叔叔雅各布．爱因斯坦合开了一个制造电器设备的小工厂。母亲玻琳是受过中等教育的家庭妇女，非常喜欢音乐，在小爱因斯坦六岁时就教导他拉小提琴。这是一个和睦、愉快的家庭。亲人们深爱着小爱因斯坦，但都为他的智力发育感到担忧。爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。小爱因斯坦是一个诚实的孩子，从不做违心的或骗人的事。为此，他受到同学们的讥笑，给他起了一个绰号叫“诚实的约翰”。普通孩子喜欢玩带有竞争性的游戏，可是他却不喜欢参加。孩子喜欢打仗的游戏，喜欢看士兵操练，但是他却从小到大不喜欢任何和军事有关的东西。他是一个不想看到人类互相残杀的和平主义者。

爱因斯坦家的住房周围有花园，他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里，用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想，想了解大自然的奥秘。一次，在依萨尔河岸野餐时，一位亲戚说，小爱因斯坦很严肃，当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时，他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护：“他是沉静的，因为他在思索。等着吧，总有一天他会成为一个教授！”那位亲戚感到可笑，但也理解母亲的心情。教授！在人们的心目中，只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号，这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗？

在四、五岁时，爱因斯坦有一次卧病在床，父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针不断地指着固定的方向时，感到非常惊奇，觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘，还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好，但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象，爱因斯坦直到六十七岁还能鲜明的回忆出来。

爱因斯坦在念小学和中学时，一般功课属平常，唯有数学成绩远在全班同学之上。由于他举止缓慢，不爱同人交往，老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他是那么厌恶，曾经公开骂他：“爱因斯坦，你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生，竟想把他赶出校门。

爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务，而爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师，自己就非常喜爱数学，当小爱因斯坦来找他问问题时，他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。

有一天爱因斯坦跑来问叔叔：“什么是代数”？叔叔就这样解释：“在算术中有很多问题不容易解决，要算又很难。而代数是一门‘快乐’的数学，能很容易的帮人们解答困难的计算。我们把我们不知道的数叫着X，然后来捕捉它。你把它当作已知道的东西，建立一些关系，最后你就可以容易地得到它了。”然后叔叔给了他一本有代数问题的小册子，爱因斯坦很快就学会了解决里面的问题。有一次雅各布叔叔给他讲了几何中一个很美丽的定理——毕达哥拉斯定理：任何直角三角形的长边平方一定等于两短边平方的和。叔叔没有告诉他这个定理的证明，但是爱因斯坦在画了许多直角三角形后发现这关系一直成立，感到非常的惊奇。

父亲的生意做得并不好，但却是一个乐观和心地善良的人，家里每星期都有一个晚上要邀请来慕尼黑念书的穷学生吃饭，这样等于是救济他们。其中有一对来自立陶宛的犹太兄弟麦克斯和伯纳德，他们都是学医科的，都喜欢阅读书籍，兴趣广泛。他们被邀请来爱因斯坦家里吃饭，并和羞答答、长着黑头发和棕色眼睛的小爱因斯坦交成了好朋友。麦克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”，他借了一些通俗的自然科学普及读物给他看，看完后就和爱因斯坦讨论，并且再继续提供给他新的读物。麦克斯点燃了爱因斯坦自学的兴趣火花，还不断地辅导他。

麦克斯在爱因斯坦十二岁时给了他一本施皮尔克的平面几何教科书，一下子攫取了爱因斯坦的心灵。爱因斯坦晚年时回忆这本神圣的小书时说：“这本书里有许多断言，比如，三角形的三个高交于一点，它们本身虽然并不是显而易见的，但是可以很可靠地加以证明，以致任何怀疑似乎都不可能。这种明晰性和可靠性给我造成了一种难以形容的印象。” 这时爱因斯坦又想起了毕达哥拉斯定理，于是想要**证明这个定理。他花了三个星期最后找到一个方法，就是从直角三角形最长边所面对的顶点作这边的垂直线，于是把三角分成相似三角形，由此很容易证明这个定理。虽然这是一个古老得有二千多年历史的定理，但是爱因斯坦经过一番努力总算得到了结果，他第一次体会到科学发现时的欣喜。

麦克斯每星期来时，都会帮他改一些习题，并且辅导他作一些较难的问题。过不久又引导他学习高等数学，十三岁时他已自学微积分了。当他的同班同学为那些平面几何简单问题和循环分数而皱眉头时，爱因斯坦靠自学已经进入到无穷级数这些美丽神奇的“无穷世界”去了。很快小爱因斯坦的数学程度超过了读大学的麦克斯，比他大十一岁的医科大学生再也跟不上这个十二、三岁的小孩子了。为了以后有共同谈话的话题，麦克斯开始借哲学书给他看，爱因斯坦在十三岁就能看懂康德的《纯理性批判》。这是一本对许多成人来说都算是枯燥艰深的书。这时候爱因斯坦阅读的书就是数学、物理和许多哲学家的书。他不看小说，唯一的消遣就是拉小提琴。

麦克斯认为他已发现了一个神童，他说：“一个伟大的科学家或哲学家，将从爱因斯坦身上成长起来。”

寻2个不同的物理学家的故事，不要废话，简短一点50个字左右。

进入科技时代以来，人们的生活发生了天翻地覆的变化，尤其是越来越多先进仪器的出现，为我们提供了极大的便利。于是有人提出了一个问题，究竟是什么奠定了现代科技的基础呢？

电力的发展的确开启了新的时代，而无线电的出现才真正让我们变得更加自由，这一切都离不开电磁波的发现，因此麦克斯韦的故事将永远流传。

在麦克斯韦成为一位伟大的物理学家之前，法拉第已经对电磁学进行了一定的研究，后者为其带来了启发，并且相关理论不断指引麦克斯韦对电磁学进行深入的研究。当时，整个科学界对万有经典力学深信不疑，却发现法拉第的电磁方程无法与经典力学完美结合，于是麦克斯韦对此进行了完善，最终总结出麦克斯韦方程组。

据悉，早在赫兹发现电磁波存在的二十多年前，麦克斯韦就已经进行了准确的推测，甚至后来电磁波成为人类通讯以及传递信息的重要手段，都离不开这两位科学家的探索与总结。

而有关麦克斯韦方程组的神奇之处，就在于它可以解释人类目前从宇宙中观测到的一切光电现象，这已经足够完美，其至今仍在人类探索宇宙过程中发挥重要作用。

有说法认为，如果某天外星人降临地球，并且试图与人类进行交流，我们唯一拿得出手的数学理论就是麦克斯韦方程组，因为这代表了人类现阶段的智慧结晶。

除此之外，爱因斯坦受到了麦克斯韦方程组的启发，才试图对量子力学和宏观力学进行统一，虽然他并没有取得十分显著的成果，但是仍然为相关领域的发展提供了新的思路。

在此基础上，人们已经认识到了麦克斯韦方程组在学术界的地位，尤其在宇宙探索领域，它持续发挥作用。所以科学家们认为，数学同样是我们探索宇宙的有力工具。

也就是说，并不是所有公式都可以完美地解释宇宙中的某种现象，麦克斯韦方程组本身就是一个奇迹，它成就了麦克斯韦在学术界的领先地位，为人类未来的探索提供更多的有力支持。

1.牛顿

牛顿不仅对于力学，在其它方面也有很大贡献。在数学方面，他发现了二项式定理，创立了微积分学；在光学方面，进行了太阳光的色散实验，证明了白光是由单色光复合而成的研究了颜色的理论，还发明了反射望远镜。

2.阿尔伯特．爱因斯坦

因斯坦小时候，老师让同学们做工艺品，大家做的都很好，只有爱因斯坦拿出的是个很丑陋的小板凳。老师和同学们嘲笑他，说世界上还有比这更丑陋的板凳吗？爱因斯坦说有，他真拿出两个更丑陋的。他说虽然前一个板凳很丑陋，但是比后来两个要好的多。

爱因斯坦除在光电效应、相对论等方面作出举世皆知的杰出贡献外，他关于布朗运动的研究成果，由于对大量无序因子的规律性把握，成为当今最热门的金融数学的基础；他提出的激光受激辐射的概念，在几十年后的今天得到了广泛的应用；他与玻尔进行的论战中提出的EPR佯谬，至今仍是理论物理学和科学哲学界不断探讨的话题……

3. 阿基米德

关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。

后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。

他经过了进一步的实验以后来到王宫，他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，所以证明了王冠里掺进了其他金属。

他是物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。

4.钱学森

在钱学森提出回过后,美国人大为生气,并对他严加看守,甚至施加刑罚.

美国人曾经给钱学森一个莫须有的罪名,使他一人前往荒无人烟的小岛,用各种各样的刑罚折磨他,据说半年就少了50斤.可是钱学森回国的决心从未动摇,美国人放出话,只要钱学森愿意留在美国,不回中国,就马上给予他最优良的设施,比原来更好,更美的生活,给他更大的荣誉.钱学森没有放弃.依然意决回国.

钱学森（1911.12.11--）应用力学、航天技术和系统工程科学家。生于上海市，原籍浙江省杭州市。1934年毕业于上海交通大学。1936年在美国麻省理工学院获硕士学位。1938年获加州理工大学博士学位。1955年回国。曾任中国力学学会、中国自动化学会、中国系统工程学会、中国宇航学会理事长、名誉理事长等职。现任国防科学技术工业委员会研究员。早年在应用力学和火箭、导弹技术的许多领域都做过开创性的工作。独立研究以及和冯.卡门合作研究提出的许多理论，为应用力学、航空工程和火箭导弹技术的发展奠定了基础。回国后长期担任火箭、导弹和卫星研制的技术领导职务，为创建和发展我国的导弹、航天事业作出了杰出贡献。在工程控制论、系统工程和系统科学、思维科学和人体科学以及马克思主义哲学等许多理论领域都进行过创造性研究，作出了重大贡献。1956年获中国科学院自然科学奖一等奖，1985年获国家科技进步奖特等奖，1991年被国务院、中央军委授予“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和一级英模奖章。中国科学院院士。1994年当选为中国工程院院士。

5．麦克斯韦

麦克斯韦从小就有很强的求知欲和想象力，爱思考，好提问。据说还在他两岁多的时

候，有一次爸爸领他上街，看见一辆马车停在路旁，他就问：“爸爸，那马车为什么不走

呢？”父亲说：“它在休息。”麦克斯韦又问：“它为什么要休息呢？”父亲随口说了一

句：“大概是累了吧？”“不，”麦克斯韦认真地说，“它是肚子疼！”还有一次，姨妈

给麦克斯韦带来一篮苹果，他一个劲地问：“这苹果为什么是红的？”姨不知道怎么回答

，就叫他去玩吹肥皂泡。谁知他吹肥皂泡的时候，看到肥皂泡上五彩缤纷的颜色，提的问

题反而更多了。上中学的时候，他还提过象“死甲虫为什么不导电”，“活猫和活狗摩擦

会生电吗”等问题。父亲很早就教麦克斯韦学几何和代数。上中学以后，课本上的数学知

识麦克斯韦差不多都会了，因此父亲经常给他开“小灶”，让他带一些难题到学校里去做

。每当同学们欢蹦乱跳地玩的时候，麦克斯韦却进入了数学的乐园，他常常一个人躲在教

室的角落里，或者独自坐在树荫下，入迷地思考和演算着数学难题。