電磁學大師麥克斯韋

珍妮

詹姆斯•克拉克•麥克斯韋（James Clerk Maxwell, 1831-1879），英國理論物理學家和數學家，集電學、磁學理論與實驗之大成，寫出麥克斯韋方程組，為二十世紀物理學鋪路，實現了物理學自牛頓後的電磁學的統一。

早年生活

1831年麥克斯韋生於愛丁堡，其父是一名學識淵博的律師。他自幼天資聰敏，認真向學，有很強的求知慾。他的母親在給姨母的一封信中寫到：「他對於門、鎖、鑰匙這些東西都非常感興趣。『告訴我它為甚麼會這樣？』一直掛在他的嘴邊。」

麥克斯韋八歲時母親因胃癌病逝，父親和姨母接手他的教育。十歲時他進入愛丁堡公學院就讀，因穿著土氣，口音濃重，被起了難聽的綽號，但他沒有怨恨，默默忍受多年。14歲他在愛丁堡皇家學會會刊上發表的第一篇論文：《談橢圓之製圖法》（Oval Curves），展現了其驚人的數學天賦。16歲時，麥克斯韋進入愛丁堡大學就讀，三年後，數學造詣已頗深的麥克斯韋離開蘇格蘭，轉入劍橋大學三一學院攻讀數學博士，師從著名數學家霍普金斯。1854年麥克斯韋獲得劍橋大學博士學位，隨後成為三一學院的研究員。之後他開始研究電磁學，用數學方法呈現出法拉第「力線」的概念，隔年發表了《論法拉第力線》（On Faraday's Lines of Force）的論文並寄給法拉第。當法拉第看到這篇論文時，寫下這段話：「當我看到你論文中的那些數學，我幾乎被嚇到了。但是很好奇你為何會將這個主題做得這麼好……。」因法拉第的數學背景不夠強，無法整合出一套內外一致，有條有理的電磁學學術理論，結果麥克斯韋出色地完成了這個任務，成為電磁學領域的大師。

重要成就

1856年，年僅25歲的麥克斯韋成為馬歇爾學院的教授。1858年，麥克斯韋與馬歇爾學院院長杜瓦牧師的女兒結婚。1860年，麥克斯韋擔任倫敦國王學院的自然哲學及天文學教授，並在倫敦結識了以前未曾謀面的法拉第。麥克斯韋在這一時期最為重要的成就，是他對於電磁學領域研究的推進。在法拉第的鼓勵下，1862年他發表了《論物理力線》（On Physical Lines of Force）這篇論文，創造了「位移電流」的概念，探討說明了偏振光的偏振方向會在外磁場作用下發生改變的現象，即法拉第效應。

1864年麥克斯韋發表了另一篇論文《電磁場的動力學理論》（A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field），首次系統性地列出著名的「麥克斯韋方程組」，以數學形式寫出四個定律：1.電的高斯定律；2.磁的高斯定律；3.法拉第定律；4.安培定律。麥克斯韋應用他的論文《論物理力線》裡提出的「位移電流」的概念，推導出電磁波方程式，將電學、磁學和光學聯結成一個統一理論。這項創舉被物理學界公認為物理學史上的重大里程碑。

1871年麥克斯韋受聘為劍橋大學卡文迪西實驗室教授，兩年後出版了一本集電磁學大成之著作—《電磁學通論》（A Treatise on Electricity and Magnetism），統合了十九世紀以來電磁學的成就。在這之後麥克斯韋的健康狀況亮起紅燈，他雖然才華洋溢，卻於1879年11月5日因胃癌在劍橋逝世，享年48歲。

人們普遍認為麥克斯韋是十九世紀物理學家中，對於二十世紀初物理學的巨大進展影響最為深遠的一位。他的科學研究工作為狹義相對論和量子力學打下理論基礎，是現代物理學的先聲。有人甚至認為，他對物理學發展做出的貢獻僅次於牛頓和愛因斯坦。1931年愛因斯坦在麥克斯韋百年誕辰的紀念會上盛讚麥克斯韋，稱其對物理學做出了「自牛頓以來的一次最深刻、最富有成效的變革」。

為了紀念麥克斯韋所創下的功績，後人將許多事物以他的名字來命名。磁通量單位被命名為「麥克斯韋」；倫敦國王學院滑鐵盧校區和愛丁堡大學都有詹姆斯•克拉克•麥克斯韋樓；愛丁堡公學院有詹姆斯•克拉克•麥克斯韋中心；金星上有麥克斯韋山脈，土星環中有麥克斯韋縫。當今世界上最大的亞毫米波天文望遠鏡也被命名為詹姆斯•克拉克•麥克斯韋望遠鏡。

宗教信仰

麥克斯韋的宗教信仰及有關的活動一直受到各方關注和研究。麥克斯韋幼年同時參加了蘇格蘭長老會和聖公會。他在1853年徹底轉向長老會，並在去世前幾年成為蘇格蘭長老會的一位有信心和委身的長老。

科學界的朋友和同事們都公認麥克斯韋是虔誠的基督徒，喜愛研究聖經。在他的筆記中有如此一段禱文：「全能的上帝啊，祢按自己的形像創造了人，又使他成為有靈的活人，好使他能尋求祢的面。祢掌管所有受造物，教導我們研習祢親手做的工，讓我們開墾土地、善用資源，加倍努力事奉祢；又使我們領受祢的話語，相信祢差派耶穌基督降世為人，祂使我們認識救恩和得著罪的赦免。我們奉主耶穌基督的名祈求。」