兩個科目的一等獎都由同一個人獲得。這個出類拔萃的少年不是别人,而是一向不被人看在眼裡的麥克斯韋!
在科學史上,一些重大的理論,常常要靠許多人的前赴後繼、不辭勞苦的努力,才能創立起來。19世紀,導緻物理學爆發一場革命的電磁理論的創立,就是這樣的。從奧斯特、安培發現電流的磁效應開始,經過法拉第的奠基,到理論的完成,前後經曆了半個多世紀。最後完成這個理論的人,是英國傑出的數學家物理學家詹姆斯•克拉克•麥克斯韋。
麥克斯韋的父親是個熱衷于技術和建築設計的律師,對麥克斯韋的一生影響很大。父親思想開通,講究實際,非常能幹。家裡的大小事情,從修繕房屋、剪裁衣服到制作玩具,他樣樣都會做。他在愛丁堡附近的鄉下有座莊園,麥克斯韋的童年就是在這座莊園裡度過的。這個孩子從小喜歡思考問題,很受父母寵愛。小家夥跟着父母出去玩,一張小嘴總要不停地提出各種各樣的問題。父親見兒子對自然感興趣,非常高興,後來就帶他去聽愛丁堡皇家學會的科學講座,當時他的個頭還沒有講台高呢!父親是皇家學會的活躍分子,兒子跟随他經常出入科學界,受到不少熏陶。
麥克斯韋童年的歡樂是短暫的。他八歲那年,母親患肺結核不幸去世。這種病在今天是不難治好的,但是在一個世紀以前的當時,卻是不治之症。因為那時沒有特效藥,一個人得了肺病,就等于判了死刑。
母親去世以後,麥克斯韋的父親挑起了哺養、教育兒子的全部擔子。他既是父親,又兼做母親,操了不少心。幼年喪母本來是不幸的,麥克斯韋失去母愛,性情漸漸變得孤僻、内向。他最大的快樂,是形影不離地跟着父親走,給父親當個小小的幫手。父子兩人朝夕相處,相依為命,關系非常親密。
麥克斯韋(網絡圖)
麥克斯韋 10歲那年,進了愛丁堡中學。中學的生活充滿了喧鬧和戲劇性。他是在學期中間插班的,第一天上課就受到全班的嘲笑。幾個調皮學生看到這個新來的同伴怯生、腼腆,直向他扮鬼臉。由于麥克斯韋童年一直在父親鄉下的莊園裡生活,講話有很重的鄉土音。當老師點名叫他回答問題的時候,他剛一開口就引起哄堂大笑。有一次,大約因為發音太怪,連一位文質彬彬的女教師都忍不住笑出淚來。從此老師就很少提問他了。更糟的是,他的衣服全是父親做的,與衆不同。19世紀英國的服裝很講究。婦女把華麗當做時髦。男人卻講究戴高筒禮帽,不論老少,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。他不顧習俗,給兒子來了個小小的服裝改革。這個多才多藝的律師親自設計、親手剪裁,替麥克斯韋做了一套簡便的緊身服,可以不用穿外套,并且甩掉硬領的累贅。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。沒料到,這些“奇裝異服”卻給麥克斯韋招來了許多屈辱。他在班上成了一隻名副其實的“醜小鴨”,處處被排擠,受譏笑。每次放學回家,他不是緊身服被人扯破,就是腰帶不翼而飛。父親看到這種情景,痛惜地搖搖頭,決定取消這不走運的“服裝改革”,兒子盡管眼淚汪汪,卻頑強地要堅持穿到底,因為他相信父親的設計是無可非議的,他不願向暴力屈服。
麥克斯韋照樣穿着父親做的衣服進出課堂。他為了保持服裝的整潔,常常要用拳頭自衛。同學們發現這個新生并不是可以随便欺侮的,就有意孤立他。麥克斯韋本來就怕羞,現在更不願意和大家往來了。在班裡,面對着同學們的熱嘲冷諷,他沉默着,但是卻從來沒有低過頭。在忍無可忍的時候,他就用尖刻、辛辣的話來進行回擊。下課以後,他總愛獨自坐在樹下讀歌謠,畫一些隻有他自己才看得懂的圖畫。要不,他就一個人躲在教室的角落裡,專心緻志地演算父親給他出的數學題。同班同學都不理解他,老師也認為他是個古怪的孩子。大家暗中給他取了個外号,叫他“瓜娃”。整個愛丁堡中學,隻有低年級的兩個學生跟他很友好。那兩個學生在班上大約也是受氣的,可以說是同病相憐。
就這樣,麥克斯韋在冷眼中度過了中學的最初時光。
麥克斯韋和夫人(網絡圖)
誰也沒有想到,到了中年級的時候,出現了奇迹。一次學校裡舉行數學和詩歌比賽,評選揭曉的時候,爆了個大冷門:兩個科目的一等獎都由同一個人獲得。這個出類拔萃的少年不是别人,而是一向不被人看在眼裡的麥克斯韋!這不但使全班同學驚奇得睜大了眼睛,連級任老師也感到意外。他們這才發現,這隻灰色的“醜小鴨”原來是一隻白天鵝。
這次比賽改變了麥克斯韋在班裡的地位。優等生總是受崇拜的,再也沒有誰取笑他的服裝和說話的聲音了,同學們開始尊敬他,向他請教疑難問題。麥克斯韋成為全校拔尖的學生,獲得了許多獎勵。他的光彩,看起來有些像彗星那樣突然出現,實際上卻是刻苦學習的結果。麥克斯韋對數學、物理學有濃厚的興趣,尤其喜歡數學。他的數學天賦,最早是父親在無意中發現的。在麥克斯韋還隻有幾歲的時候,有一天,父親叫他畫插滿金菊的花瓶。麥克斯韋畫完交卷的時候,父親拿過他的畫,邊看邊笑了起來。因為滿紙塗的都是幾何圖形:花瓶是梯形,菊花成了大大小小一簇圓圈,還有一些奇奇怪怪的三角,大概是表示葉子的。從這以後,父親就開始教他幾何學,過後又教他代數。于是,他和數學結下了不解之緣。後來,他在數學競賽中奪得了冠軍,決不是偶然的。
麥克斯韋的數學才華,使他很快突破了課本的界限。他還沒滿15歲,就寫了一篇數學論文,發表在《愛丁堡皇家學會學報》上。一個最高學術機構的學報刊登孩子的論文,是罕見的,麥克斯韋的父親為這件事感到自豪。論文的題目,是讨論二次曲線的幾何作圖。據說這個問題,當時隻有大數學家笛卡爾曾經研究過。麥克斯韋的方法同笛卡爾的方法不但不雷同,而且還要簡便些。當審定論文的教授确證了這一點的時候,都感到非常吃驚。1846年4月,這篇論文在皇家學會上宣讀。通常宣讀論文的都是作者本人,這一次卻不是。因為考慮到麥克斯韋實在太年輕了,論文是由一位教授代讀的。