回覆列表
  • 1 # 超級數學建模

    這真是超模君在做的一件事情,今天我就講講麥克斯韋:

    麥克斯韋(James Clerk Maxwell,1831〜1879)

    問題少年

    1831年,麥克斯韋出生在蘇格蘭的愛丁堡的一個小莊園裡,父親是一名律師,同時也熱衷於機械工業技術和建築設計,還是愛丁堡皇家學會的活躍分子。母親是一位溫柔賢惠的人。

    在小麥克眼裡,父親就是一位無所不能的超人:房屋漏水了,找爸爸修;想要玩具了,找爸爸做;衣服破了,找爸爸補,甚至款式不喜歡了,還可以讓爸爸再設計。。。

    小麥克就是在父母的疼愛下慢慢長大,天真爛漫的他對這個世界的一切都充滿好奇,是個十足的“問題少年”。

    看到路邊停著一輛馬車,會拉著爸爸問:“你看那輛馬車為什麼不走呢?”

    看到樹木,“樹木為什麼向天上長?”

    看到螞蟻,“螞蟻會不會說話呀?”

    看到蘋果,“蘋果為什麼是紅的?”

    吹肥皂泡時,“為什麼它會有這麼多種顏色?”

    父親想著既然小麥克對自然這麼感興趣,便帶著他去聽愛丁堡皇家學會的科學講座,慢慢地,個頭還沒講臺高的小麥克就已經成為了皇家學會的“常客”。(從小就接受高階的科學薰陶)

    小麥克記憶力超凡,8歲時就已經能背誦整整一本119首的讚美詩。

    不過,小麥克無憂無慮的童年生活並不長久。在1839年12月,他母親因肺病而去世,從此,小麥克的噩夢開始了。

    失去母愛的小麥克,慢慢變得不愛說話,十分憂鬱。這時,父親覺得小麥克已經到了要接受系統教育的時候,於是便請了個家庭教師。

    很不幸,這位家庭教師不僅長相冷酷,還舉止粗暴,總是責備小麥克反應遲鈍、任性,動不動就對小麥克進行體罰

    據說這位家庭教師認為男孩子就應該循規蹈矩,汲取知識,稍有令他不滿意的地方,就會拿尺來打小麥克的頭,甚至還把小麥克的耳朵擰出血,以此來灌輸知識。。。

    可怕的是,這樣的折磨持續了2年,他父親才發現。。。

    長達兩年的折磨給敏感的小麥克留下了長久的創傷,這直接導致了小麥克長期的語言困難,也是從這個時候開始,小麥克性格變得孤僻、古怪。

    直到過了16歲,麥克斯韋在聽音樂方面仍有障礙,這完全可能是耳疾的結果。

    父親經過慎重考慮,決定將麥克斯韋送到愛丁堡中學。

    由於麥克斯韋是插班進來的,在加上打扮老土,滿口鄉音,性格靦腆,在同學們眼裡,麥克斯韋就是一“鄉巴佬”,於是便總是欺負他。

    麥克斯韋穿的衣服都是父親給他設計的。

    當時英國男人講究戴高筒禮帽,脖子上還要圍一條緊繃繃的硬領。麥克斯韋的父親認為這不但系起來不方便,而且也不衛生。於是便替麥克斯韋親手做了一套簡便的緊身服。

    麥克斯韋的皮鞋也是父親做的,大約是為了縫合的方便,皮鞋頭是方的,鞋幫上還有金屬紐扣。

    這樣的打扮在同學們眼裡完全是異類,成了班上名副其實的“醜小鴨”。

    同學們每天看到麥克斯韋穿著“奇裝異服”來到學校時,就去撕扯麥克斯韋的領子,弄亂他仔細梳理的頭髮,扒下他的襯衫,嘲弄他的鞋子。。。

    他們嘲笑麥克斯韋的口音,就連老師聽到麥克斯韋回答問題,也會忍不住笑,這讓麥克斯韋更加不敢說話,甚至到了結巴的地步。

    麥克斯韋喜歡自己看書,經常會一個人躲在教室角落裡研究數學題,還喜歡收集一堆“破銅爛鐵”做實驗,不愛說話,同學們認為這樣的麥克斯韋蠢爆了,便給他起了個綽號——“呆瓜”。

    也許,看到這裡,你會有這個疑問:麥克斯韋為什麼不反抗?

    事實上,麥克斯韋有一顆紳士的心靈,在他眼裡,這些人就是小無賴,根本無法溝通。不過,在忍無可忍的時候,麥克斯韋還是會“還口”甚至“還手”的。

    在成年後,麥克斯韋在回憶中學時代時,帶著有點憂傷的微笑淡淡地說:“他們一點也不理解我,可是我理解他們。”

    這樣的折磨又持續了3年,在這期間,麥克斯韋沉迷於數學、詩歌,並經常透過作詩來抒發自己的情感。

    開掛的人生

    這樣一個在老師和同學眼裡非常古怪的“呆瓜”,誰都沒想到會有“飛昇上仙”的時候!

    在一次學校舉行的數學和詩歌的比賽中,麥克斯韋一舉拿下了數學和詩歌“雙料冠軍”,老師和同學們都表示驚呆了。。。

    從此,同學們都不敢嘲笑麥克斯韋的穿著和說話的口音了,慢慢開始尊敬他,還向他請教難題。

    由於麥克斯韋在數學方面極強的天賦,課本的知識已經無法滿足他,於是,便開始研究他十分感興趣的幾何學。

    13歲的麥克斯韋就曾寫信給父親說:“我做了一個四面體,一個十二面體,和另外兩個我不知道名字的立體。”

    1846年,還沒中學畢業的麥克斯韋就發現了次多面體,還寫了篇論文,論文中提出的二次曲線幾何作圖的方法比笛卡爾的方法還簡便,這使得《愛丁堡皇家學會學報》(最權威的學術報刊)的教授們非常吃驚,決定刊登這篇論文以及在皇家協會上宣讀!

    於是,還不到15歲的麥克斯韋就已經成功躋身愛丁堡學術界,結識到更多的學術大咖,增長見識。

    1847年,麥克斯韋以優異的成績考入蘇格蘭最高學府愛丁堡大學,專攻數學和物理。

    麥克斯韋是班上年紀最小的學生,也是最聰明的學生,老師所講的知識對他來說簡直是小兒戲。所以,在課堂上,麥克斯韋更多的時候是這樣的:“老師,你這裡講錯了。”“老師,這個問題應該這樣講。”

    有一次,麥克斯韋指出一位講師講的公式有錯誤。這位講師完全不相信,還非常激動地說:

    雖然表面對這位16歲小夥指出的問題不相信,但是晚上回家的時候,還是去驗算查證了一下,結果,悲慘地發現確實是自己講錯了。。。。

    在愛丁堡大學的3年時間裡,麥克斯韋除了學完了4年的課程,還開始自己搞研究,在光學、電化學和分子物理學三個領域均有涉獵,還持續在《愛丁堡皇家學會學報》上發表論文。

    顯然,愛丁堡大學又無法滿足麥克斯韋了,於是,麥克斯韋決定去劍橋大學繼續深造。

    在人才濟濟的劍橋大學,麥克斯韋仍然是“食物鏈”頂端的那一小部分人,第二年就獲得了獎學金,而學校規定獲得獎學金的學生要一起吃飯,於是,麥克斯韋很快就結識了一群有為的年輕人,還加入了“精選論文俱樂部”,他漸漸克服了少年時期的孤僻,變得活躍起來。

    儘管在很多時候,同學們還是聽不太懂麥克斯韋所說的,但是,他們還是被麥克斯韋天馬行空的想象力、出色的才華所征服,在他們眼裡,麥克斯韋一直是獨一無二的!

    獨一無二的麥克斯韋還有很多怪癖,喜歡熬夜搞研究就算了,還喜歡“凌晨跑”。。。

    每天從2點到2點半,麥克斯韋沿著前廊下樓梯,又沿著後廊上樓梯,返來複去地跑步鍛鍊,直到他沿途各個房間裡的住戶起床了,而藏在活動門後的靴子、梳子等物撞上了他,才停下來。。。

    不過,麥克斯韋的學習方法非常隨意,經常是突然間想到什麼就去研究什麼,對學習並沒有一個系統的方法。(說白了,就是缺一個引導他的人。)

    幸運的是,麥克斯韋與劍橋大學的教授、著名數學家霍普金斯相遇了。

    一天,霍普金斯到圖書館借書,他要的一本數學專著恰被人先借去了。一般學生是不可能讀懂那本書,他非常詫異,於是便向管理員詢問借書人的名字,管理員回答說:“麥克斯韋”。

    霍普金斯找到麥克斯韋,看見年輕人正埋頭作摘抄,筆記上塗得亂七八糟,毫無秩序。霍普金斯不由得對這個青年發生了興趣,詼諧地說:“小夥子,如果沒有秩序,你永遠成不了優秀的數學物理學家!

    就這樣,霍普金斯決定納麥克斯韋為他研究生。

    在霍普金斯的指導下,不到3年,麥克斯韋就掌握了當時所有先進的數學方法。霍普金斯對他的評價是:“在我教過的全部學生中,毫無疑問,這是最傑出的一個!

    1854年,麥克斯韋畢業後,選擇留校任職,最開始研究的是光學上的色彩論,順便發表了一篇論混合色的論文,奠定了現代比色法的基礎。

    後來有一天,麥克斯韋偶然間讀到了法拉第的《電學實驗研究》,立馬被法拉第講述的電磁現象迷住了,開始研究電磁學。並於一年之後,發表了第一篇電磁學論文——《法拉第的力線》,獲得了法拉第本人的強烈稱讚:“這是一篇出色的文章。

    1862年,麥克斯韋發表了第二篇電磁論文《論物理的力線》,從理論上引出了位移電流的概念,是電磁學上繼法拉第電磁感應提出後的一項重大突破。

    3年後,麥克斯韋發表了劃時代的論文《電磁場的動力學理論》,憑藉著自己出色的數學才能,推匯出了能完美描述電磁學理論的麥克斯韋方程,並大膽預言:世界上存在一種尚未被人發現的電磁波,它看不見,摸不著,但是它充滿在整個空間。

    麥克斯韋的預言,讓整個物理界都震驚了,而麥克斯韋《電磁學通論》的出版,成了當時物理學界的一件大事,還一度脫銷。

    而如今,麥克斯韋方程組被評為“世界上最偉大的公式”第一名:宇宙間任何的電磁現象,都可以由此方程組解釋。

    深情的你

    麥克斯韋個人生活中最重大的事件就是與妻子凱瑟琳的相遇了。

    1856年,麥克斯韋去到阿伯丁的馬裡沙爾學院擔任自然哲學講座教授。年輕有為的麥克斯韋與馬沙爾學院院長的女兒,美麗的凱瑟琳互相看對了眼。

    麥克斯韋與妻子

    兩年後,他們決定結婚。

    麥克斯韋把訂婚的事情告訴姨媽的時候,是這樣說的:

    親愛的姨媽:

    這封信要告訴你,我就要有妻子了。我沒有完全寫出她的整個質量,我覺得不合適;但我要告訴你的是,我們彼此需要,而且比我見到過的任何一對伴侶更知心。

    不用擔心,她不是學數學的;但是數學以外還有很多別的事情,而她並不想以數學取勝……

    所以,你現在知道她是誰了,她就是凱瑟琳·瑪麗·迪尤爾。我聽羅伯特舅舅談到她的那位院長父親。她的母親是一位上流社會夫人,安靜而嚴謹,卻總是以充滿忍讓的方式對待任何事物……

    情況就是這樣。我和她的事情已經定下來了,事事如意。這些都有保證,你會知道的。

    作詩了得的麥克斯韋,也是透過詩歌來抒發自己對凱瑟琳的感情。

    你和我將長相廝守

    在生機盎然的春潮裡,

    我的神靈已經

    穿越如此廣闊的寰宇?

    我這就將我的整個生命

    匯入這生機盎然的春潮,

    將真正使三個自我

    穿越這世界的廣袤

    似乎他尤其喜歡側面拍照

    麥克斯韋每次外出工作,都會提前報備,並且在外期間,會定期寫信給妻子,與她分享他的所見所聞。

    凱瑟琳是一個標準的賢內助,麥克斯韋只需要專心他的研究就行,不過,凱瑟琳無法改變麥克斯韋喜歡熬夜的習慣。。。

    不幸的是,在1875年,妻子生了重病,麥克斯韋十分擔憂,本來就嚴重睡眠不足的他,為了照顧病弱的妻子,加上忙碌的工作,還試過一連三週不睡覺,夜裡困了就在凱瑟琳床邊的椅子上打個盹。。。

    更慘的是,兩年後,麥克斯韋的身體也出現了種種問題,在被胃灼折磨的同時,還在為妻子淋了雨而得了支氣管炎而擔憂。

    而到了1879年,麥克斯韋的精力已經嚴重垮掉,在得知自己活不過一個月的時候,麥克斯韋還擔心妻子會難過而試圖隱瞞妻子他真實的病情。

    1879年11月5日,年僅48歲的麥克斯韋因病去世,彌留之際,他仍是清醒且平靜的,他似乎對死亡沒有感到害怕,他最放不下的就是病弱的妻子,於是,他不斷地在祈求上帝:上帝幫助我!上帝幫助我的妻子!

    最後,麥克斯韋凝視妻子一眼,溘然長逝了。。。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 空間曲線的切線和法平面怎麼求?