電磁通論

　　《電磁通論》中，我打算描述這些現(xiàn)象中的若干最重要的現(xiàn)象，指明他們可以怎樣加以測(cè)量，并追索所測(cè)得的各量的數(shù)學(xué)聯(lián)系。既經(jīng)這樣求得了電磁學(xué)的數(shù)學(xué)理論的數(shù)據(jù)并證明了這一理論可以怎樣應(yīng)用于現(xiàn)象的計(jì)算，我將盡可能清楚地努力揭明這一理論的數(shù)學(xué)形式和動(dòng)力學(xué)這一基礎(chǔ)科學(xué)的數(shù)學(xué)形式之間的關(guān)系，以便我們可以在某種程度上做好準(zhǔn)備，來(lái)確定我們可以從中尋求電磁現(xiàn)象之說(shuō)明或解釋的那些動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。在描述現(xiàn)象方面，我將選擇那些最清楚地闡示理論的基本概念的現(xiàn)象，而略去別的現(xiàn)象，或把他們保留到讀者了解得更深入一些時(shí)再來(lái)描述。從數(shù)學(xué)觀點(diǎn)看來(lái)，任一現(xiàn)象的最重要方面就是一個(gè)可測(cè)量的量的方面。因此我將主要從他們的測(cè)量的角度來(lái)考慮電現(xiàn)象，描述測(cè)量的方法，并定義這些方法所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。在把數(shù)學(xué)應(yīng)用于電學(xué)量的計(jì)算時(shí)，我將首先努力從我們所能運(yùn)用的數(shù)據(jù)導(dǎo)出最普遍的結(jié)論，其次則把結(jié)果應(yīng)用到所能選取的最簡(jiǎn)單的事例上。只要能做到，我將避開雖然喚起了數(shù)學(xué)家們的技巧但不曾擴(kuò)大我們的科學(xué)知識(shí)的那些問題。我們所必須研究的這門科學(xué)之不同分支之間的內(nèi)部關(guān)系，是比迄今發(fā)展起來(lái)的任何其他科學(xué)之不同分支之間的內(nèi)部關(guān)系更加繁多和更加復(fù)雜的。它的外部關(guān)系，一方面是同動(dòng)力學(xué)的關(guān)系，另一方面是同熱、光、化學(xué)作用以及物體構(gòu)造的關(guān)系，似乎正表明電科學(xué)作為詮釋自然的臂助的那種特殊的重要性。

　　麥克斯韋1831年6月13日生于英國(guó)蘇格蘭的愛丁堡，1879年11月5日卒于英國(guó)劍橋。麥克斯韋原姓克勒克，家族從16世紀(jì)時(shí)起就在愛丁堡一帶很有名望，在18世紀(jì)中曾兩度和麥克斯韋家族聯(lián)姻。麥克斯韋的父親約翰·克拉克在繼承一處田產(chǎn)時(shí)按照當(dāng)時(shí)的契約而承襲了麥克斯韋這個(gè)姓氏。田產(chǎn)位于蘇格蘭南部，包括一處住宅（格倫萊爾園）和1500英畝土地，在鐵路修通以前離愛丁堡有兩天的行程。后來(lái)麥克斯韋最重要的科學(xué)著作就是在那里寫成的。麥克斯韋出生于愛丁堡，隨后就隨父母回到了自己的莊園。他的父親受的是法學(xué)教育，但對(duì)近于實(shí)用的、技術(shù)性的學(xué)問有興趣，后來(lái)成為愛丁堡皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員。他的母親名弗朗西斯（Frances），母家姓凱（Cay），性情果敢，臨事有決斷，生麥克斯韋時(shí)她已經(jīng)40歲，8年以后就因癌癥去世了。當(dāng)時(shí)蘇格蘭的等級(jí)觀念還不像英格蘭那樣嚴(yán)重。麥克斯韋幼時(shí)常和農(nóng)民子弟一起玩耍，學(xué)會(huì)了當(dāng)?shù)氐姆窖裕医K生未變。他從小就由母親照管和教育；喪母以后，他父親曾給他請(qǐng)過(guò)一個(gè)家庭教師，但那人教育不得法，只在麥克斯韋的性格上留下了有害的影響，所以不久便被辭退了。麥克斯韋于1841年進(jìn)入愛丁堡公學(xué)（Edinburgh Academy），在那里結(jié)識(shí)了兩個(gè)好友：后來(lái)成為人文學(xué)者并和另外一個(gè)人合撰了麥克斯韋傳的坎貝爾（L.Campbell）和后來(lái)成為愛丁堡大學(xué)自然哲學(xué)教授的泰特（P.G.Tait）。從1845年起，他父親恢復(fù)出席愛丁堡皇家學(xué)會(huì)的會(huì)議，他一般都隨父親前往。1847年，他進(jìn)入愛丁堡大學(xué)，在實(shí)驗(yàn)技術(shù)和治學(xué)態(tài)度方面都受到了良好的訓(xùn)練。他成績(jī)優(yōu)良，但并不是同輩中最好的一個(gè)。1850年，麥克斯韋轉(zhuǎn)入劍橋大學(xué)，起初在彼得豪斯（Peterhouse）學(xué)院，一學(xué)期后轉(zhuǎn)入三一學(xué)院，并于第二年成為著名導(dǎo)師“優(yōu)等生培育家”霍普金斯（W.Hopkins）的學(xué)生。在此期間，他還被選為半秘密的著名學(xué)生組織“使徒俱樂部”（Apostles Club）的會(huì)員，交結(jié)了各方面的朋友。他通過(guò)考試，得到了“優(yōu)等生”（wrangler）的稱號(hào)。他于1855年成為劍橋大學(xué)三一學(xué)院的院侶（fellow），于1856年被任命為阿伯丁的馬里沙爾學(xué)院的自然哲學(xué)教授。兩年以后，他和該學(xué)院院長(zhǎng)的女兒凱瑟琳（M.D.Katherine）結(jié)婚，夫人比他大7歲。婚后二人性格有齟齬之處，但他們還是維持了相當(dāng)好的感情。1860年，因?yàn)樾姓系脑?，麥克斯韋在阿伯丁的教授職位被撤銷。此事引起了當(dāng)?shù)厝耸康膽嵖妥h論。當(dāng)時(shí)麥克斯韋曾申請(qǐng)愛丁堡大學(xué)的教授職位，也因競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)他的老朋友泰特而告失敗。