麦克斯韦：那些“无用”的思想，对人类的发展到底有多重要？

网上对麦克斯韦的成就，有一个非常有趣的说法：

牛顿盖了一座房子，人类可以遮风避雨了，麦克斯韦看了看，觉得生活不太方便，顺手就把电线接进来了，于是“楼上楼下，电灯电话”，我们的小日子就过起来了，后来爱因斯坦普朗克玻尔发现地基不牢固，就把地基给挖了，不过电线还留着呢啊。

如果在物理学界，细数天才的话，作为经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一，麦克斯韦一定榜上有名。

麦克斯韦

麦克斯韦研究的领域非常多，电磁理论，分子物理学、统计物理学、光学、力学等都有所建树。在他的学术领域汇总，最为突出的贡献，就是他建立的电磁场理论。

其实最开始，麦克斯韦研究的是光的色散。是在威廉·汤姆逊（1822-1892）的建议下，开始了电磁学的研究。

在研究的过程中，他被法拉第《电学实验研究》中的实验和见解深深所吸引。尽管当时法拉第的理论，提出了“力线”和“场”的思想，但是并不为当时的物理学家所接受。然而麦克斯韦在进行深入的分析后，坚信在法拉第的说法中，一定蕴含着真理。并投入了极大的热情，进行研究。

法拉第

并在1856年，发表了电磁场理论方面的第一篇论文《论法拉第力线》。这篇文章将法拉第的见解进行了数学化，尝试给出了电场和电磁理论。

法拉第在读完这篇论文后，激动的说道：

“当我看到了数学在解释这个问题时的这种威力时……一开始我甚至感到惊骇。但后来，看到问题竞如此出色地经受住了这一切时，我又感惊异。”

1860年，麦克斯韦拜访当时是已是伦敦皇家学院院长的法拉第，虽然在两人的年岁相差甚远，俩人却一见如故，惺惺相惜。

麦克斯韦在法拉第激动地鼓舞下，经过两年的埋头研究，于1862年，在英国著名的《哲学杂志》上发表了自己的第二篇电学论文《论物理力线》，提出了“涡旋电场”和“位移电流”的概念。

年少时期的麦克斯韦

1865年，麦克斯韦在《哲学杂志》发表了他的第三篇论文《电磁场的动力学理论》，提出了一共包含20个变量的20个方程式，即著名的麦克斯韦方程，并直接的预言了电磁波的存在：

“我提出的这个学说可以称为电磁场理论，因为它关系到带电体或磁体周围的空间。它可以称为动力学理论，因为它假定在那个空间存在着运动的物质，在这些物质中理应产生可观测到的电磁现象”

而这个预言在1888年，在著名的德国数学家赫兹的实验中，得到了验证。

赫兹

同年，麦克斯韦辞去皇家学院的教席，开始潜心写作，并终于在1873年出版了巨著

《电磁学通论》。

这部经典著作里，麦克斯韦以他特有的数学语言，建立了电磁学的微分方程组，把电荷、电流、电场和磁场间的普遍联系完全统一起来，这个电磁学方程，就是后来以他的名字著称的“麦克斯韦方程”。而这本巨著，也成为电磁学的经典理论著作。

在《电磁学通论》中，电磁场、电磁波、光的电磁说都具有了严密的理论形态与数学模型，使电磁学发展到了高峰。

毫无疑问，麦克斯韦电磁场的建立和理论，是19世纪最重大的事件之一，也是是科学史上最伟大的综合之一。

据说，爱因斯坦的书房里挂着三个人的肖像：牛顿、法拉第和麦克斯韦。而爱因斯坦在1931年纪念麦克斯韦100周年诞辰的文集中写道：

“自从牛顿奠定理论物理学的基础以来，物理学公理基础最伟大的变革是由法拉第和麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的。”

“这伟大的变革是同法拉第、麦克斯韦和赫兹的名字永远联系在一起的。而这变革中的极大部分来自麦克斯韦。”

这足以证明，麦克斯韦的地位。

事实上，麦克斯韦的成就，不仅仅是他的天赋，在《麦克斯韦传》中，也提到了很重要的一点：每一个成功，都有它的必然性，不仅是和天赋有关，和他背后的家庭教育，也紧密相连。

麦克斯韦有过非常快乐的童年，即使是处在好奇心旺盛，爱到处乱跑的日子，家里的大人也对他的行为非常包容。

比如麦克斯韦三岁的时候，因为在鸡舍的屋檐看小鸡仔而忘了回家的时间，一直等到他的爸爸和仆人找过来。

他还高兴地告诉爸爸：“我想看看小鸡仔能不能和这只小鸟一样会飞，一样会点头。”他的爸爸是一个思想开放、讲究实际的人，听见麦克斯韦的话非但没有生气，反而因为他的善于观察和乐于思考，暗暗高兴。

当麦克斯韦看到肥皂泡，在阳光下呈现出五颜六色的样子，非常兴奋，追着姨妈问到底是怎么回事，姨妈答不上来。倒是爸爸惊喜于麦克斯韦对自然的兴趣，开始带着他，去听爱丁堡皇家学会的科学讲座。

再比如利用圣诞节，爸爸扮成圣诞老人，说麦克斯韦说谎的问题。平时散步，对于周围事物的思考，对图形的认知等，麦克斯韦的每一个细微的变化，小小的进步都得到父母极大的鼓励。

其实从教育的角度来讲，麦克斯韦的童年是一个非常值得借鉴的例子。原生家庭对麦克斯韦好奇心的保护，支持以及鼓舞，对麦克斯韦造成了很大的影响，让麦克斯韦坚定了自己热爱科学的心。

而当我们的孩子，在日常生活中，也经常会向家长提出各种稀奇古怪的问题，比如：

平衡车为什么能保持平衡？

扫地机器人是怎么工作的？

冰箱是怎么运作的？

如果对机械类知识不是很懂的家长，很容易一问三不知，甚至还可能觉得孩子问的问题“乱七八糟”，以至于打压了孩子的好奇心。

而美国国家地理学会，正是基于这种情况，专门为孩子们编写的一套打开科学世界大门的书：

美国国家地理学会是全球最大的非盈利教育与科学机构，在全球都具有显著的影响力，涉足科学、历史、世界文化和宇宙等多个领域。在科学探索方面可以说是走在前沿的，非常权威，品质也极高。

这套书的作者T.J.雷斯勒，在新闻界、学术界和政界都有着不凡成就。既是作家、又是研究员和教育家，对孩子们的兴趣和心理发展也是非常了解。

这套《万物工作的原理》，就是T.J.雷斯勒致力于“给孩子的第一本科学世界入门书”。

这一套《万物的工作原理》，其实是专门满足孩子们好奇心的书，书里把各种原理知识，掰开了揉碎了，给孩子详细的讲解。

书里不光介绍生活中简单的机械原理，它对孩子们常见的各种运动现象，以及未来高科技事物，都进行了详细的剖析讲解，知识量相当丰富。

书的每个章节，讲述的都是孩子们日常生活中最感兴趣的事物和现象，比如：

▼冰箱为什么可以保存食物呢？

▼健康手环到底是怎么知道你做了多少运动的？

▼平衡车的工作原理是什么？

与市面上传统的科普书不一样的是，它并不只是讲解现象，而是通过物理学原理，来深入分析这些现象。

▲冰箱的内部构造

▲智能手环的内部构造

▲平衡车的感应原理

书中所涉猎的知识面非常广，跨越多个领域，包括物理学、材料与化学、建筑学、生物学与医学、人工智能和社会学等。

不仅能够满足孩子的好奇心，还能丰富孩子的知识面，一定程度上，领先其他孩子一步。

并且，很重要的一点是，孩子问的的问题是各种各样的，科普的知识点也是包罗万象，这就导致了信息的碎片化。

因此，在这本书中，知识点基本上都是依靠章节的形式，分领域分学科介绍，这样子阅读下来，孩子们对科学也会建立清晰又完整的概念。

比如，在“家就是放冰箱的地方”这章里，就深度为孩子们解析家里常见物品的工作原理：

每章还有两个特别的部分：“实验室的故事”和“人物档案”。

▼“实验室的故事”

▼“人物档案”

这些有趣而真实的小故事，孩子们会觉得科学其实就在自己身边，对学习科学具有更大的热情和信心。

每章的最后，还设置了“动手做做看”环节，不仅能锻炼孩子的动手能力，还能让孩子们能打开思路，加深对前面知识点的印象。

团购信息

《万物的工作的原理》全2册

知识结构严谨  知识深、广、新

文中对科技运用的讲解，是书中的一大亮点：

3D打印的过程及原理▼

悬浮摩托车运用的悬浮原理▼

无人驾驶汽车的工作依据▼

平板电脑中的微米奇迹▼

自动取款机能做到准确无误原因▼

这些科学应用其实在生活中非常常见，但又不能让孩子上手拆卸。

这套书的讲解，就从生活现象，讲到相关的科学原理，再到实际应用，最后讲解科学技术产生的背景知识，给了孩子们详尽又系统的解释，充分满足孩子的好奇心。

甚至还有未来新生事物的的工作原理：

▼隐形衣是如何运用隐形原理的？

▼那些看起来很神奇的仿生手足，为什么还会动？

▼模仿鲨鱼的皮肤，我们能做出超级盔甲吗？

▼鱼类还能帮人们更好地利用风力？

孩子们提前看到学到这些前沿科学知识，对孩子眼界和思维，都会有很大提升。

全彩印刷，精装大版本

并为了能够吸引住孩子的注意力，看的更开心，书中用全彩页，图文结合的方式，为孩子们清晰又细致的剖析工作原理。

美国国家地理学会的书籍，一向以科学价值、美学价值、收藏价值完美结合而著称。

咱们这套《万物工作的原理》也是，全彩印刷，精装大开本，显得十分上档次。

高清实拍图片，清晰又炫酷，科技感十足，孩子们能更方便更深入地观察。

全套书分为上下两册，每本都有200多页，内容丰富：