馬克士威James Clerk Maxwell

馬克士威 James Clerk Maxwell
國立彰化師範大學物理學系研究所許嘉榕研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

馬克士威〈1831年6月13日－1879年11月5日〉集過去關於電學、磁學理論與實驗之大成，寫成馬克士威方程組。他研究氣體分子動力論，發展出馬克士威分布。還研究光色的三原色理論；在1861年做成了第一張彩色相片。他被認為是十九世紀科學家對二十世紀物理影響最大的人，與牛頓及愛因斯坦的成就可相提並論。

馬克士威1831出生於英國愛丁堡，他的父親是一位學士淵博的律師，馬克士威從小求知慾很強，他天資聰敏加上認真向學，成績一直很優異，14歲就寫了 一篇「談橢圓之製圖法」的論文，發表在皇家學會會刊上。進入愛丁堡大學，學習數學、物理和邏輯學等。畢業後便進入劍橋大學研讀數學博士，他的數學才華吸引 了當時著名數學家霍普金斯，並收馬克士威為研究生，後來也在數學家斯托克指導下學習數學和流體力學。1854年獲得了劍橋大學博士學位。

之後馬克士威便開始研究電磁學，從法拉第的《電學實驗研究》開始學習，因馬克士威用數學方法呈現出法拉第「力線」的概念，隔年他發表了《論法拉第力線》的論文，並推導出庫倫定律和高斯定律。

1856年他到阿伯丁擔任自然哲學教授，兩年後和院長的女兒結婚。1860年他到倫敦擔任國王學校的自然哲學及天文學教授，並在倫敦認識了法拉第，在法拉第鼓勵下，兩年後馬克士威便發表了《論物理力線》這篇論文，創造了「位移電流」的概念，說明電磁波以光的速度在空間中行進，光也是電磁波的一種。

1864年他發表了另一篇論文《電磁場的動力學理論》，即是著名的「馬克士威方程組」，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.修正過的安培定律，他甚至預測了電磁波速，只可惜他沒能見到精準的實驗就過世了。

1871年受聘為劍橋大學卡文迪西實驗室教授，兩年後他出版了一本集電磁學大成之著作-《電磁學通論》，本書統合了19世紀以來電磁學的成就，在這之後他的健康狀況亮起紅燈，1879年十一月5日在劍橋去世。

馬克士威之於電磁學的貢獻相當於牛頓之於力學，基於法拉第電學的研究繼續探索電與磁的關係，預言了電磁學的存在，並有系統地發展電磁場理論；他在氣 體分子運動理論與統計物理上的貢獻也很大，他以數學統計方法計算出氣體分子的速度分佈定律，即「馬克士威速度分佈律」；除此之外他對於熱力學和彩色圖像 學等方面都有卓越的貢獻。後人為紀念他將磁通量單位命名為「馬克士威」。

參考資料：
1. http://www.a-tai.com/history/15-1.htm
2. http://sf.nctu.edu.tw/yeh/yeh0006.htm
3. http://memo.cgu.edu.tw/yun-ju/CG … xwell/Maxwell00.htm
4. 圖片來源：http://memo.cgu.edu.tw/yun-ju/CG … xwell/Maxwell00.htm