簡介

　　James Clerk Maxwell 公元1831～公元1879 　　詹姆斯·克拉克·麥克斯韋是偉大的英國物理學家，經(jīng)典電磁理論的創(chuàng)始人。1831年生于蘇格蘭愛丁堡。他的智力發(fā)育格外早，年僅十五歲時，就向愛丁堡皇家學院遞交了一份科研論文。他就讀于愛丁堡大學，畢業(yè)于劍橋大學。他成年時期的大部分時光是在大學里當教授，最后是在劍橋大學任教。他結(jié)過婚，但沒有孩子。 　　一般認為麥克斯韋是從牛頓到愛因斯坦這一整個階段中最偉大的理論物理學家。1879年他在48歲時因病與世長辭。他光輝的生涯就這樣過早地結(jié)束了。 　　麥克斯韋生前沒有享受到他應(yīng)得的榮譽，因為他的科學思想和科學方法的重要意義直到20世紀科學革命來臨時才充分體現(xiàn)出來。然而他沒能看到科學革命的發(fā)生。1879年11月5日，麥克斯韋因病在劍橋逝世，年僅48歲。那一年正好愛因斯坦出生?？茖W史上這種巧合還有一次是在1642年，那一年伽利略去世，牛頓出生。^[1]

個人經(jīng)歷

家庭情況

　　詹姆斯·克拉克·麥克斯韋1831年6月13日生于蘇格蘭古都愛丁堡，麥克斯韋的父親約翰是一名不隨流俗 的機械設(shè)計師，他對麥克斯韋的影響非常大。他是長老會教友，但思路開闊，思想敏銳，講求實際，特別能干。家里的事情，不分巨細，他都料理得很好。修繕房屋，打掃庭院，給孩子們制做玩具，乃至裁剪衣服，他樣樣都能勝任。1847年，麥克斯韋16歲，中學畢業(yè)，進入愛丁堡大學學習。這里是蘇格蘭的最高學府。他是班上年紀最小的學生，但考試成績卻總是名列前茅。他在這里專攻數(shù)學物理，并且顯示出非凡的才華。他讀書非常用功，但并非死讀書，在學習之余他仍然寫詩，不知滿足地讀課外書，積累了相當廣泛的知識。

大學學習

　　在愛丁堡大學，麥克斯韋獲得了攀登科學高峰所必備的基礎(chǔ)訓(xùn)練。其中兩個人對他影響最深，一是物理學家和登山家福布斯，一是邏輯學和形而上學教授哈密頓。福布斯是一個實驗家，他培養(yǎng)了麥克斯韋對實驗技術(shù)的濃厚興趣，一個從事理論物理的人很難有這種興趣。他強制麥克斯韋寫作要條理清楚，并把自己對科學史的愛好傳給麥克斯韋。哈密頓教授則用廣博的學識影響著他，并用出色的怪異的批評能力刺激麥克斯韋去研究基礎(chǔ)問題。在這些有真才實學的人的影響下，加上麥克斯韋個人的天才和努力，麥克斯韋的學識一天天進步，他用三年時間就完成了四年的學業(yè)，相形之下，愛丁堡大學這個搖籃已經(jīng)不能滿足麥克斯韋的求知欲。為了進一步深造，1850年，他征得了父親的同意，離開愛丁堡，到人才濟濟的劍橋去求學。 　　赫茲是德國的一位青年物理學家。麥克斯韋的《電磁學通論》發(fā)表之時，他只16歲。在當時的德國，人們依然固守著牛頓的傳統(tǒng)物理學觀念，法拉第、麥克斯韋的理論對物質(zhì)世界進行了嶄新的描繪，但是違背了傳統(tǒng)，因此在德國等歐洲中心地帶毫無立足之地，甚而被當成奇談怪論。當時支持電磁理論研究的，只有波爾茨曼和赫爾姆霍茨。赫茲后來成了赫姆霍茨的學生。在老師的影響下，赫茲對電磁學進行了深入的研究，在進行了物理事實的比較后，他確認，麥克斯韋的理論比傳統(tǒng)的“超距理論”更令人信服。于是他決定用實驗來證實這一點。1886年，赫茲經(jīng)過反復(fù)實驗，發(fā)明了一種電波環(huán)，用這種電波環(huán)作了一系列的實驗，終于在1888年發(fā)現(xiàn)了人們懷疑和期待已久的電磁波。赫茲的實驗公布后，轟動了全世界的科學界，由法拉第開創(chuàng)、麥克斯韋總結(jié)的電磁理論，至此取得了決定性的勝利。麥克斯韋的偉大遺愿終于實現(xiàn)了。

科研階段

　　1847年進入愛丁堡大學學習數(shù)學和物理。1850年轉(zhuǎn)入劍橋大學三一學院數(shù)學系學習，1854年以第二名的成績獲史密斯獎學金，畢業(yè)留校任職兩年。1856年在蘇格蘭阿伯丁的馬里沙耳任自然哲學教授。1860年到倫敦國王學院任自然哲學和天文學教授。1861年選為倫敦皇家學會會員。1865年春辭去教職回到家鄉(xiāng)系統(tǒng)地總結(jié)他的關(guān)于電磁學的研究成果，完成了電磁場理論的經(jīng)典巨著《論電和磁》，并于1873年出版，1871年受聘為劍橋大學新設(shè)立的卡文迪什試驗物理學教授，負責籌建著名的卡文迪什實驗室，1874年建成后擔任這個實驗室的第一任主任，直到1879年11月5日在劍橋逝世。

主要研究領(lǐng)域

　　麥克斯韋主要從事電磁理論、分子物理學、統(tǒng)計物理學、光學、力學、彈性理論方面的 研究。尤其是他建立的電磁場理論，將電學、磁學、光學統(tǒng)一起來，是19世紀物理學發(fā)展的最光輝的成果，是科學史上最偉大的綜合之一。他預(yù)言了電磁波的存在。這種理論遇見后來得到了充分的實驗驗證。他為物理學樹起了一座豐碑。造福于人類的無線電技術(shù)，就是以電磁場理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。麥克斯韋大約于1855年開始研究電磁學，在潛心研究了法拉第關(guān)于電磁學方面的新理論和思想之后，堅信法拉第的新理論包含著真理。于是他抱著給法拉第的理論“提供數(shù)學方法基礎(chǔ)”的愿望，決心把法拉第的天才思想以清晰準確的數(shù)學形式表示出來。他在前人成就的基礎(chǔ)上，對整個電磁現(xiàn)象作了系統(tǒng)、全面的研究，憑借他高深的數(shù)學造詣和豐富的想象力接連發(fā)表了電磁場理論的三篇論文：《論法拉第的力線》（1855年12月至1856年2月）；《論物理的力線》（1861至1862年）；《電磁場的動力學理論》（1864年12月8日）。對前人和他自己的工作進行了綜合概括，將電磁場理論用簡潔、對稱、完美數(shù)學形式表示出來，經(jīng)后人整理和改寫，成為經(jīng)典電動力學主要基礎(chǔ)的麥克斯韋方程組。據(jù)此，1865年他預(yù)言了電磁波的存在，電磁波只可能是橫波，并計算了電磁波的傳播速度等于光速，同時得出結(jié)論：光是電磁波的一種形式，揭示了光現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。1888年德國物理學家赫茲用實驗驗證了電磁波的存在。 　　麥克斯韋于1873年出版了科學名著《電磁理論》。系統(tǒng)、全面、完美地闡述了電磁場理論。這一理論成為經(jīng)典物理學的重要支柱之一。在熱力學與統(tǒng)計物理學方面麥克斯韋也作出了重要貢獻，他是氣體動理論的創(chuàng)始人之一。1859年他首次用統(tǒng)計規(guī)律得出麥克斯韋速度分布律，從而找到了由微觀兩求統(tǒng)計平均值的更確切的途徑。1866年他給出了分子按速度的分布函數(shù)的新推導(dǎo)方法，這種方法是以分析正向和反向碰撞為基礎(chǔ)的。他引入了馳豫時間的概念，發(fā)展了一般形式的輸運理論，并把它應(yīng)用于擴散、熱傳導(dǎo)和氣體內(nèi)摩擦過程。1867年引入了“統(tǒng)計力學”這個術(shù)語。麥克斯韋是運用數(shù)學工具分析物理問題和精確地表述科學思想的大師，他非常重視實驗，由他負責建立起來的卡文迪什實驗室，在他和以后幾位主任的領(lǐng)導(dǎo)下，發(fā)展成為舉世聞名的學術(shù)中心之一。

土星光環(huán)

背景

　　早在1787年，拉普拉斯進行過把土星光環(huán)作為固體研究的計算。當時他曾確定，土星光環(huán)作為一個均勻的剛性環(huán)，它不會瓦解的原因要滿足兩個條件，一是它以一種使離心力與土星引力相平衡的速度運轉(zhuǎn)，二是 光環(huán)的密度與土星的密度之比超過臨界值0.8，從而使環(huán)的內(nèi)層與外層之間的引力超過在不同半徑處離心力與萬有引力之差。他之所以有如此推論，是因為，一個均勻環(huán)的運動在動力學上是不穩(wěn)定的，任何輕微的破壞平衡的位移都會導(dǎo)致環(huán)的運動被破壞，使光環(huán)落向土星。拉普拉斯推測，土星光環(huán)是一個質(zhì)量分布不規(guī)則的固體環(huán)。 　　到了1855年，理論仍然停留在此，而這中間，人們又觀測到了土星的一個新的暗環(huán)，和現(xiàn)在環(huán)中更進一步的分離現(xiàn)象，還有光環(huán)系統(tǒng)自從被發(fā)現(xiàn)以來二百年間整體尺度的緩慢變化。因此，一些科學家們提出了一個假說，來解釋土星光環(huán)在動力學上的穩(wěn)定性，這個假說是：土星光環(huán)是：由固體流體和大量并非相互密集的物質(zhì)構(gòu)成的。麥克斯韋就根據(jù)這一假說進行了論述。他首先著手的是拉普拉斯留下的固體環(huán)理論，并確定了一個任意形狀環(huán)的穩(wěn)定性條件。麥克斯韋依據(jù)環(huán)在土星中心造成的勢，列出了運動方程式，獲得了對勻速運動的勢的一階導(dǎo)數(shù)的兩個限制，然后由泰勒展開式又得到關(guān)于穩(wěn)定運動二階導(dǎo)數(shù)的三個條件。麥克斯韋又把這些結(jié)果換成關(guān)于質(zhì)量分布的傅立葉級數(shù)的前三個系數(shù)的條件。因而他證明了，除非有一種奇妙的特殊情形，幾乎每個可以想象的環(huán)都是不穩(wěn)定的。這種特殊的情形是指一個均勻環(huán)在一點上承載的質(zhì)量介于剩余質(zhì)量的4.43倍到4.67倍之間。但是這種特殊情況的固體環(huán)在不均勻的應(yīng)力下會瓦解掉，所以固體環(huán)的理論假說是不能成立的。

麥克斯韋突破

　　麥克斯韋早在1849年在愛丁堡的福布斯實驗室就開始了色混合實驗。在那個時候，愛丁堡有許多研究顏色的學者，除了福布斯、威爾遜和布儒斯特外，還有一些對眼睛感興趣的醫(yī)生和科學家。實驗主要就是在于觀察一個快速旋轉(zhuǎn)圓盤上的幾個著色扇形所生成的顏色。麥克斯韋和福布斯首先做出的一個實驗是使紅、黃、藍組合產(chǎn)生灰色。他們的實驗失敗了，而其中的主要原因是：藍與黃混合并不象常規(guī)那樣生成綠色，而是當兩者都不占優(yōu)勢時產(chǎn)生一種淡紅色，這種組合加上紅色不可能產(chǎn)生任何灰色。 　　麥克斯韋起初想到他的母校愛丁堡大學去謀職，因為那里他的老師福布斯已退職，需要一個自然哲學教授。同時應(yīng)選的有三個人，校方?jīng)Q定用考試來決定錄用誰。在筆試方面；麥克斯韋的學問理所當然是第一，但是在口才上，麥克斯韋再次吃了虧?？荚嚱Y(jié)果，麥克斯韋是最后一名，他的講課能力實在太差了。當時甚至愛丁堡的一家雜志都發(fā)表評論文章，為愛丁堡大學失去這樣一個人才而惋惜。不過被選上的人也不差，那就是他中學和大學的同學泰特。麥克斯韋離開阿伯丁，又因此離開家鄉(xiāng)愛丁堡，他被聘為倫敦皇家學院的教授，妻子也一同前往。麥克斯韋于是開始了新的生活，在倫敦皇家學院，他完成了可以使他最終在物理學史上發(fā)射出光芒的電磁學理論。

電磁情緣

　　回顧電磁學的歷史，物理學的歷程一直到1820年的時候都是以牛頓的物理學思想為基礎(chǔ)的。自然界的“力”——熱、電、光、磁以及化學作用正在被逐漸歸結(jié)為一系列流體的粒子間的瞬時吸引或排斥。人們已經(jīng)知道磁和靜電遵守類似引力定律的平方反比定律。在19世紀以前的40年中，出現(xiàn)了一種反對這種觀點的動向，這種觀點贊成“力的相關(guān)”。1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象馬上成了這種新趨勢的第一個證明和極為有力的推動力，但當時的人又對此捉摸不定和感到困惑。奧斯特所觀察到的電流與磁體間的作用有兩個基本點不同于已知的現(xiàn)象：它是由運動的電顯示出來的，而且磁體既不被引向帶電流的金屬線，也不被它推開，而是對于它橫向定位。同一年，法國科學家安培用數(shù)學方法總結(jié)了奧斯特的發(fā)現(xiàn)，并創(chuàng)立了電動力學，此后，安培和他的追隨者們便力圖使電磁的作用與有關(guān)瞬時的超距作用的現(xiàn)存見解調(diào)和起來。 　　麥克斯韋的電學研究始于1854年，當時他剛從劍橋畢業(yè)不過幾星期。他讀到了法拉第的《電學實驗研究》，立即被書中新穎的實驗和見解吸引住了。在當時人們對法拉第的觀點和理論看法不一，有不少非議。最主要原因就是當時“超距作用”的傳統(tǒng)觀念影響很深。另一方面的原因就是法拉第的理論的嚴謹性還不夠。法拉第是實驗大師，有著常人所不及之處，但唯獨欠缺數(shù)學功力，所以他的創(chuàng)見都是以直觀形式來表達的。一般的物理學家恪守牛頓的物理學理論，對法拉第的學說感到不可思議。有位天文學家曾公開宣稱：“誰要在確定的超距作用和模糊不清的力線觀念中有所遲疑，那就是對牛頓的褻瀆！”在劍橋的學者中，這種分歧也相當明顯。湯姆遜也是劍橋里一名很有見識的學者之一。麥克斯韋對他敬佩不已，特意給湯姆遜寫信，向他求教有關(guān)電學的知識。湯姆遜比麥克斯韋大7歲，對麥克斯韋從事電學研究給予過極大的幫助。在湯姆遜的指導(dǎo)下，麥克斯韋得到啟示，相信法拉第的新論中有著不為人所了解的真理。認真地研究了法拉第的著作后，他感受到力線思想的寶貴價值，也看到法拉第在定性表述上的弱點。于是這個剛剛畢業(yè)的青年科學家決定用數(shù)學來彌補這一點。1855年麥克斯韋發(fā)表了第一篇關(guān)于電磁學的論文《論法拉第的力線》。

力線理論

《論物理的力線》

　　1862年，麥克斯韋完成了論文《論物理的力線》，麥克斯韋的物理力線理論就在于把磁場中的轉(zhuǎn)動這一假說從尋常的物質(zhì)推廣到以太。他考慮了深置于不可壓縮流體中渦旋的排列。在正常情況下，壓強在各方向是相同的，但轉(zhuǎn)動引起的離心力使每一渦旋發(fā)生縱向收縮并施加經(jīng)向壓強，這正模擬了法拉第力線學說中所提的應(yīng)力分布。由于使每一渦旋的角速度同局部磁場強度成正比，麥克斯韋得出了同已有的關(guān)于磁體、穩(wěn)恒電流及抗磁體之間力的理論完全相同的公式。根據(jù)流體的觀察實驗，麥克斯韋認為各渦旋之所以能沿同一指向自由轉(zhuǎn)動，是因為各渦旋由一層微小的粒子同與它相鄰的渦旋格開，這種粒子與電完全相同。 　　然而麥克斯韋并未滿足自己已有的成果而舉足不前，他仍然向電磁學領(lǐng)域的更深處前進。1863年，他在別人的幫助下完成了他的第三篇論文《論電學量的基本關(guān)系》，這是麥克斯韋電學研究中邁出的重要一步，在以往卻常常被人忽視。在這篇論文里，他推廣傅立葉在熱的理論中開始的程序，宣布了同質(zhì)量、長度、時間度有關(guān)的電學量和磁學量的定義，以便于提供對那種二元的電學單位制的第一個最完整透徹的說明。他引入了成為標準的記號，把量綱關(guān)系表示為用括弧括起來的質(zhì)量、長度、時間量度的冪（音mì）的乘積，帶有各自的無量綱的乘數(shù)。在這一年，麥克斯韋已經(jīng)找到了在電磁量與光速之間的一個純唯象性質(zhì)的環(huán)節(jié)。

《電磁場的動力學理論》

　　1865年他發(fā)表了第四篇論文《電磁場的動力學理論》，為解決與光速之間的純唯象問題提供了一個新的理論框架。它以實驗和幾個普遍的動力學原理為根據(jù)，證明了不需要任何有關(guān)分子渦旋或電粒子之間的力的專門假設(shè)，電磁波在空間的傳播就會發(fā)生。在這篇論文中，麥克斯韋完善了他的方程式。他采用拉格朗日和哈密頓創(chuàng)立的數(shù)學方法，由該方程組直接導(dǎo)出了電場和磁場的波動方程，其波動的傳播速度為一個介電系數(shù)和導(dǎo)磁系數(shù)的幾何平均的倒數(shù)，這一速度正當?shù)扔诠馑?。這一結(jié)果又再一次與麥克斯韋四年以前的推算結(jié)果完全一致。至此電磁波的存在是確定無疑的了。由此，麥克斯韋大膽的斷定，光也是一種電磁波。法拉第當年關(guān)于光的電磁論的朦朧猜想，經(jīng)過麥克斯韋精心地計算而變成為科學的推論，法拉第與麥克斯韋的名字，從此像牛頓與伽利略的名字一樣，聯(lián)系在一起，在物理學上閃爍著永久的光芒。麥克斯韋在一封信上曾談及他的這篇論文，他說：“我在完成一篇包含光的電磁理論，在我確信相反的理論產(chǎn)生以前，我認為這個理論是強大的武器?！睆?865年開始，麥克斯韋辭去了皇家學院的教席，開始潛心進行科學研究，系統(tǒng)地總結(jié)研究成果，撰寫電磁學專著。

電磁專著

《電磁學通論》

　　經(jīng)過了八年的艱苦努力，1873年麥克斯韋的一部電磁學專著終于問世了，書名叫作《電磁學通論》。在《電磁學通論》中，麥克斯韋比以前更為徹底地應(yīng)用了拉格朗日的方程，推廣了動力學的形式體系。這一時期前后，英國和歐洲大陸的數(shù)學家中間普遍傾向于更廣泛地在物理學問題中使用分析動力學的方法，麥克斯韋的做法與數(shù)學家的方法不謀而合。而且他的方法和見地新穎，使很多人為之吸引。通過把這種流行的研究傾向動用于電磁學，他使時尚變成了他特有的結(jié)果。麥克斯韋采用風格極為新式的關(guān)于項的對稱性與矢量結(jié)構(gòu)的論證，以最普遍的形式表示出電磁系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)。麥克斯韋對拉格朗日方法的運用，就其幾乎是通往物理學理論的一條新途徑來說，這是第一次嘗試。過了很多年，其他物理學家才充分地運用這一方法來研究電磁學領(lǐng)域。

影響

　　《電磁學通論》是一部經(jīng)典的電磁理論著作，在這本大部頭的著作中，麥克斯韋系統(tǒng)地總結(jié)了人類在19世紀中葉前后對電磁現(xiàn)象的探索研究軌跡，其中包括庫侖、安培、奧斯特、法拉第等人的不可磨滅的功績，更為細致、系統(tǒng)地概括了他本人的創(chuàng)造性努力的結(jié)果和成就，從而建立起完整的電磁學理論。這部巨著有著非同小可的歷史意義，可與牛頓的《數(shù)學原理》（力學）、達爾文的《物種起源》（生物學）相提并論。從安培、奧斯特，經(jīng)法拉第、湯姆遜最后到麥克斯韋，通過幾代人的不懈努力，電磁理論的宏偉大廈，終于建立起來。這本書的出版，理所當然地成了物理學界的一件大事，當時麥克斯韋只有42歲，已經(jīng)回到劍橋任實驗物理學的教授。人們早已通過他以前的幾篇卓有見地的論文而熟識了他，他的朋友和學生以及科學界的人士對他的這本書更是期待已久，爭相到各地書店去購買，以求先睹為快，所以書的第一版很快就被搶購一空。

四元方程組

研究背景

　　他由于列出了表達電磁基本定律的四元方程組而聞名于世。在麥克斯韋以前的許多年間，人們就對電 和磁這兩個領(lǐng)域進行了廣泛的研究，人們都知道這兩者是密切相關(guān)的。適用于特定場合的各種電磁定律已被發(fā)現(xiàn)，但是在麥克斯韋之前卻沒有形成完整、統(tǒng)一的學說。麥克斯韋用列出的簡短四元方程組（但卻非常復(fù)雜），就可以準確地描繪出電磁場的特性及其相互作用的關(guān)系。這樣他就把混亂紛紜的現(xiàn)象歸納成為一種統(tǒng)一完整的學說。麥克斯韋方程在理論和應(yīng)用科學上都已經(jīng)廣泛應(yīng)用一個世紀了。

優(yōu)點

　　麥克斯韋方程的最大優(yōu)點在于它的通用性，它在任何情況下都可以應(yīng)用。在此以前所有的電磁定律都可由麥克斯韋方程推導(dǎo)出來，許多從前沒能解決的未知數(shù)也能從方程推導(dǎo)過程中尋出答案。 　　這些新成果中最重要的是由麥克斯韋自己推導(dǎo)出來的。根據(jù)他的方程可以證明出電磁場的周期振蕩的存在。這種振蕩叫電磁波，一旦發(fā)出就會通過空間向外傳播。根據(jù)方程，麥克斯韋就可以表達出電磁波的速度接近300000公里（186000英里）/秒，麥克斯韋認識到這同所測到的光速是一樣的。由此他得出光本身是由電磁波構(gòu)成的這一正確結(jié)論。 　　因此，麥克斯韋方程不僅是電磁學的基本定律，也是光學的基本定律。的確如此，所有先前已知的光學定律可以由方程導(dǎo)出，許多先前未發(fā)現(xiàn)的事實和關(guān)系也可由方程導(dǎo)出。在此基礎(chǔ)上，麥克斯韋認為光是頻率介于某一范圍之內(nèi)的電磁波。這是人類在認識光的本性方面的又一大進步。正是在這一意義上，人們認為麥克斯韋把光學和電磁學統(tǒng)一起來了，這是19世紀科學史上最偉大的綜合之一。 　　可見光并不是唯一的一種電磁輻射。麥克斯韋方程表明與可見光的波長和頻率不同的其它電磁波也可能存在。這些從理論上得出的結(jié)論后來被海因利茨·赫茲公開演示證明了。赫茲不僅生產(chǎn)出而且檢驗出了麥克斯韋預(yù)言存在的不可見光波。幾年以后，伽格利耶爾摩·馬可尼證明這些不可見光波可以用于無線電通訊，無線電隨之問世。今天我們也用不可見光為電視通訊。X線、γ線、紅外線、紫外線都是電磁波輻射的其它一些例子。所有這些射線都可以用麥克斯韋方程來加以研究。

天文學和熱力學貢獻

　　雖然麥克斯韋成名主要是在于他對電磁學和光學做出的巨大貢獻，但是他對許多其它學科也做出了重要的貢獻，其中包括天文學和熱力學。他的特殊興趣之一是氣體運動學。麥克斯韋認識到并非所有的氣體分子都按同一速度運動。有些分子運動慢，有些分子運動快，有些以極高速度運動。麥克斯韋推導(dǎo)出了求已知氣體中的分子按某一速度運動的百分比公式，這個公式叫做“麥克斯韋分布式”，是應(yīng)用最廣泛的科學公式之一，在許多物理分支中起著重要的作用。

卡文迪許實驗室

　　麥克斯韋的另一項重要工作是籌建了劍橋大學的第一個物理實驗室——著名的卡文迪許實驗室。該實驗室對整個實驗物理學的發(fā)展產(chǎn)生了極其重要的影響，眾多著名科學家都曾在該實驗室工作過?？ㄎ牡显S實驗室甚至被譽為“諾貝爾物理學獎獲得者的搖籃”。作為該實驗室的第一任主任，麥克斯韋在1871年的就職演說中對實驗室未來的教學方針和研究精神作了精彩的論述，是科學史上一個具有重要意義的演說。麥克斯韋的本行是理論物理學，但他卻清楚地知道實驗稱雄的時代還沒有過去。他批評當時英國傳統(tǒng)的“粉筆”物理學，呼吁加強實驗物理學的研究及其在大學教育中的作用，為后世確立了實驗科學精神。 ^[2]