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物理学家介绍——霍金 1942年1月8日，霍金出生于英国牛津。这一天正是伟大的物理学家、天文学家伽利略300年前阖然长逝的日子。伽利略是最先提出了惯性定律原理（一切物体在不受外力作用时都会保持原来的运动状态）的人，后来牛顿系统地归纳了这个定律（因此后人也叫它“牛顿第一定律”），使之成为一切力学定律的基石。爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论，彻底改变了人类的时空观念。霍金的成就与这几位前辈相比又如何呢？他有资格跻身科学名人堂吗？让我们从他在学术界的第一次亮相看起： 1970年，28岁的霍金和彭罗斯（R. Penrose）合作，证明了“奇点定理”：在一定条件下，按照广义相对论，宇宙大爆炸必然从一个“奇点”开始。为此，他们共同获得1988年的沃尔夫物理奖。 霍金的贡献——对黑洞性质的研究和提出量子引力论——论重要程度虽赶不上牛顿的万有引力定律和爱因斯坦的两个相对论，但是足以为他在科学名人堂中留下一席之地。尤其是他的量子引力论，整合了现代物理学的两大领域，自成体系，使他能与创立分子生物学（生物学与量子力学的成功结合）的科学家平起平坐。 在霍金之前，所有的宇宙理论都以广义相对论为基础，但是只有霍金发现并证明了广义相对论只是一个不完全的理论，它不能告诉我们宇宙起源的细节。因为根据广义相对论得出的结论，所有的物理理论（包括它自己在内）都将在宇宙的开端处失效。显然，广义相对论只是一个不完全的“部分”理论，所以奇点定理真正所显示的是，在极早期宇宙中有过一个时刻，那时宇宙是如此之小，以至于人们不得不考虑用20世纪另一个伟大的“部分”理论——专门描述微观世界的量子力学——来研究它。霍金和他的搭档被迫从对极其巨大范围的理论研究转到对极其微小范围的理论研究。 恰好有这样一种可能存在的微型天体可作为研究对象。正如霍金后来回忆的：“研究黑洞的性质，有助于我们同时理解大爆炸奇点，因为他们之间实在是太相似了。”于是他开始潜心研究黑洞问题。 【名词解释 黑洞：一颗内部燃烧尽了的大质量恒星由于自身的重力作用，外壳不断向中心坍塌缩小，最后就会形成致密的黑洞。黑洞是宇宙中的实体微粒，它们的体积趋向于零，而密度（密度＝质量÷体积）几乎是无穷大，由于具有强大的引力，物体只要靠近这个微粒，就会被强大的引力吸住，连每秒传播30万千米的光也不能幸免。也就是说，没有任何信号能够从黑洞的作用范围内传出，这个作用范围的界限被称为“视界”，人类无法看到里面的情形——对于观测者来说，那就是漆黑一片——这也是黑洞名字的由来。】 1971年，霍金指出，宇宙大爆炸时间可能产生像质子那么小（半径10-13厘米）的重约十亿吨的“太初黑洞”，它们的寿命大约和宇宙年龄相同。 1973年霍金、卡特尔（B. Carter）等人严格证明了“黑洞无毛定理”：“无论什么样的黑洞，其最终性质仅由几个物理量（质量、角动量、电荷）惟一确定”。即当黑洞形成之后，只剩下这三个不能变为电磁辐射的守恒量，其他一切信息（“毛发”）都丧失了。“黑洞”的命名者惠勒（. Wheeler）戏称这特性为“黑洞无毛”。 华裔著名物理学家介绍 吴有训 吴有训先生于1916年考入南京高等师范学校理化部，受教于留美归来的胡刚复博士。在胡先生的指导下，吴有训在国内即对X射线有了一定的了解。1921年以优异成绩获得赴美留学机会。该年底吴有训赴美，1922年初进入芝加哥大学。其时，著名物理学家A•H•康普顿正以访问学者身份在芝加哥大学从事研究与教学，1923年他正式成为该校教授，该年5月康普顿发表了解释X射线被石墨散射后频率改变现象（后称康普顿效应）的论文。当时也研究这一现象的美国物理界一位重要人物杜安已有所谓“箱子效应”和“三次辐射”的理论，因此他极力反对康普顿的工作。吴有训先后以十几种元素为散射物质进一步做了大量深入研究，通过精心设计实验方案以无法辩驳的事实对康普顿的理论给予了极大支持。这些成果得到了国际物理界的关注和承认。相关数据被一些国际著作引用。吴先生1926年获博士学位。国外有的物理教科书，因尊重吴先生的工作而将康普顿效应称为康普顿—吴有训效应。 严济慈 严先生1923年赴法国留学，1927年获科学博士学位。1880年著名物理学家比埃尔•居里发现了晶体的压电效应，但压电效应的定量数据的获得，是严先生深入研究并精确测量给出的。严济慈的导师是物理学家夏尔•法布里，他是居里夫妇的好朋友。玛丽•居里夫人对严先生的研究非常支持，并把四十年前居里用过的石英晶体样品借给了严济慈。著名的物理学家朗之万对严济慈也非常赏识，给予了许多指导和帮助。严先生在大量实验基础上，总结出了石英晶体的压电效应及其反效应具有各向异性、饱和现象以及瞬时性等特性，扩充发展了居里的理论。1927年法布里当选为法国科学院院士，在就职仪式上他宣读了他的得意弟子---严济慈的博士论文。1931年严先生回国。1935年与著名物理学家F•约里奥—居里及卡皮察同时当选为法国物理学会理事。 赵忠尧 赵忠尧先生1927年到美国加州理工学院受教于1923年诺贝尔奖得主密里根，1930年获博士学位。1979年丁肇中在西德同步幅射中心“佩特拉”加速器落成典礼时，向十多个国家上百名科学家这样介绍赵忠尧：“这位是正负电子产生和湮灭的最早发现者，没有他的发现，就没有现在正负电子对撞机”这是指赵先生在研究密里根给出的第二个课题（第一个课题被赵先生拒绝了）“硬γ射线通过物质时的吸收系数”时，测量到了反常吸收和特殊辐射现象。所谓反常就是与当时比较公认的克莱因---仁科公式有很大出入，即只有在轻元素上的散射才符合而在通过重元素时相差很大，如当硬γ射线被铅散射时吸收系数比公式结果大了约40%。由于密里根相信克莱因---仁科公式的结果，而对赵先生的结果不甚相信，以至将论文搁置了2个多月。后来由于鲍文教授十分了解赵先生的工作，向密里根作了保证，文章才于1930年5月在美国《国家科学院院报》发表。在接下来的实验中赵忠尧发现γ射线被铅散射时，除康普顿散射外，伴随着反常吸收还有一种特殊的光辐射出现。由于当时所用的方法不能显示详细的机制，只能断定这两种现象不是由于核外壳层电子而是由于原子核所引起的。事实上，反常吸收是由γ射线在原子核周围产生正负电子对而减少的结果，而特殊辐射就是一个正电子和一个负电子碰撞湮没而产生二个（或二个以上）光子的湮没辐射。 王淦昌 丁肇中先生说过：“中国老一辈物理学家能留名学史上的有赵忠尧和王淦昌先生等。” 王先生1930年考取官费留学生，到德国柏林大学威廉皇家化学研究所，师从迈特纳，他先后在哥廷根和柏林大学有幸听过玻恩、米泽斯、海特勒、诺特海姆、弗兰克、薛定谔以及德拜等人的课。1933年26岁的王先生完成博士论文《ThB+C+C11的β谱》，年底由著名物理学家冯•劳厄、玻登斯坦以及迈特纳等人组成的答辩委员会审查并通过了王淦昌的博士论文。1934年1月王淦昌参观了卡文迪许实验室，拜会了卢瑟福、查得威克等物理学家。1934年4月回国。 王先生的科学贡献主要有：提出了验证中微子存在的实验方案；利用宇宙线研究了μ介子衰变特性；首次发现了反西格马负超子；首次观察到在基本粒子相互作用中产生的带奇异夸克的反粒子，获1982年国家发明一等奖。 王先生参与了我国两弹研制的试验研究和组织领导，是我国核武器研制的主要奠基人之一。 钱学森 钱学森(1911—)，中国科学家，火箭专家，1911年12月1日生于上海，3岁时随父来到北京，1934年毕业于上海交通大学机械工程系，1935年赴美国研究航空工程和空气动力学，1938年获加利福尼亚理工学院博士学位。后留在美国任讲师、副教授、教授以及超音速实验室主任和古根罕喷气推进研究中心主任。1950年开始争取回归祖国，受到美国政府迫害，失去自由，历经5年于1955年才回到祖国，1958年起长期担任火箭、导弹和航天器研制的技术领导职务。1959年，加入中国共产党。现任中国科技协会名誉主席等职。 钱学森1935年进入麻省理工学院航空工程系。当时美国唯独加州理工学院有一所空气动力学实验室，主任是匈牙利著名学者冯•卡门（也译为冯•卡曼）。冯•卡门早年也是有成就的物理学家，是麦克斯•玻恩的好朋友及合作伙伴之一。后来，卡门专门研究流体动力学和空气动力学，成为在这两方面极富盛名的权威。1936年秋，钱先生慕名到加州访问卡门。卡门对钱学森敏捷而又富于智慧的思维非常欣赏，建议钱学森到他这里来读博士学位。从此钱学森在卡门指导下专攻高速空气动力学。中国学生赢得了卡门的特殊感情，除钱先生外，他还培养出了林家翘、钱伟长及郭永怀等中国著名数学家、科学家。他常说：“世界上最聪明的民族有两个，一个是匈牙利，一个是中国”。 在卡门的指导下，钱学森1933－1945年间在《航空科学》、《应用力学》等杂志发表8篇论文，推出了卡门---钱学森公式，提出了跨声速流动相似律等许多开创性工作。1945年卡门任美国空军科学顾问团团长，授少将军衔，钱学森任顾问团火箭组组长，上校军衔。第二次世界大战结束后，美国空军当局高度评价钱学森的工作，认为他为战争的胜利作出了巨大的贡献，卡门更是器重他的得意门生，称他为火箭方面最得力的专家。钱学森几经磨难1955年才得以回国，为新中国火箭、导弹以及航空航天技术的发展做出了奠基性的工作。1991年荣获《国家杰出贡献科学家》的称号。 钱三强 钱三强(1913—1992)，中国实验物理学家，浙江省吴兴县。1929年考入北京大学理科预科，1932年考入清华大学物理系，1936年清华大学物理学系毕业。1937年赴法国留学，在约里奥•居里夫妇指导下，在巴黎大学镭学研究所居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室进行原子核物理的研究工作，1940年获法国国家博士学位，1942年底赴里昂等待乘船回国，由于太平洋航线中断，他滞留里昂大学任教，1944年和1947年起先后担任法国国家科学研究中心研究员和研究导师，1946年获法国科学院亨利•德巴微奖金。1948年回国后，任清华大学物理学系教授和北平研究院原子学研究所所长。中国科学院成立后历任近代物理研究所副所长、所长、计划局副局长、局长，学术秘书处秘书长，1956—1978年任副秘书长、1958年任原子能研究所所长，1978—1984年任副院长；1955年受聘为数学物理学化学部(现为数学物理学部)学部委员，任中国科学院主席团成员，特邀顾问。1956—1978年还担任第二机械工业部副部长。1951年起选为中国物理学会副理事长，1982年被选为理事长。1978年被遴选为中国人民政治协商会议第六届全国委员会常务委员。1992年6月28日0时28分于北京病逝，终年79岁。 钱三强1948年回国后培养了一批从事研究原子核科学的人材，建立起中国研究原子核科学的基地。1955年起参加了原子能事业的建立和组织工作，将近代物理所改建为原子能研究所， 领导并促进了这一事业的发展以及有关科技工作的开展，对中国科学院和中国原子能事业的建设、计划和学术领导都做出了贡献。 1937年，钱三强考取了中法教育基金委员会留法公费生。夏到达巴黎，当时正在法国参加会议的严济慈亲自将他介绍给了伊莱娜•居里。伊莱娜•居里和约里奥•居里人称“小居里夫妇”。钱三强进入居里实验室后，尽量多干具体的工作。除了自己的论文工作，有机会就帮助别人，目的是想多学一点实验本领。有人问他为什么这样？钱三强说：“我比不得你们，你们这里有那么多人，各人各干各人的事。我回国后只有我自己一个人，什么都得会干才行。”就这样东问西问两年多的实验室工作使钱三强增加了丰富的知识和实际技能。 1939年希特勒军队占领法国，钱三强随同事想逃难，但未能成功。这时他的公费留学费用中断了，回国不能，留下又没有生计。在钱三强最困难的时候，当时不肯离开法国的约里奥向他伸出了援助之手，他说：“既然是这样，那还是想法留下吧，只要我们自己能活下去，实验室还开着，就总能设法给你安排”。1943钱三强回到了巴黎继续在居里实验室做研究工作,直到回国。钱三强不仅完成了学业，而且凭他的卓越贡献已成为著名的物理学家。1946年他领导的研究小组利用核乳胶研究铀裂变，发现了著名的铀核三分裂四分裂现象，荣获法国科学院享利•德巴微物理学奖金。约里奥曾说：“铀核三分裂和四分裂是第二次世界大战以来法国核物理界一个重要工作。”1947年钱三强担任法国国家科学研究中心研究导师一职。 1948年钱三强回国时小居里夫妇给他写的评语中说：“他对科学事业的满腔热忱，并且聪慧有创见。我们可以毫不夸张地说，在那些到我们实验室来并由我们指导的同一代科学家中，他最为优秀。......我们的国家承认钱先生的才干，曾先后命他担任国家科学研究中心研究员和研究导师的高职。他曾受到法兰西科学院的嘉奖。” “钱先生还是一位优秀的组织工作者，在精神、科学与技术方面他具备研究机构的领导者所应用的各种品德。” 彭桓武 在《我的一生和我的观点》一书中玻恩提到：“在我的学生中有四个很有才华的中国人；其中之一是黄昆...”，另外三人是彭桓武、程开甲和杨立铭。 彭桓武1915年生于吉林长春市，1938年秋赴英在爱丁堡大学随玻恩学习，1940年获哲学博士学位，1945年获科学博士学位，1947年底回国。玻恩在他的著作《我的一生》中回忆说：“我的第一个中国学生是个矮小而强壮的小伙子，名叫彭（桓武）。他天赋出众...我记得有一次他在一个理论问题上出了一个错，错误找出来后，他非常沮丧，以致决定放弃科学研究，代之以为中国人民撰写一部大《科学百科全书》，包括西方所有重要的发现和技术方法。当我说到我以为这对单个人来说是个太大的任务时，他回答道，一个中国人能做10个欧洲人的工作。...他被任命为爱尔兰都柏林薛定谔高级研究院的教授，作为亥特勒（）的继任，...我想彭是得到欧洲教授职位的第一个中国人。几年以后他决定回中国，在走以前他来看望我们并和我们（指玻恩一家，本文作者注）一路到苏格兰西北高地的尤拉浦尔去，我们在那里度假。...我们一起度过了美好的几天。然后他离开了我们再没见过他，他也没写信来。”玻恩说：“彭除了他那神秘的才干外是很单纯的，外表象一个壮实的农民。”从玻恩的字里行间渗透出他对这位倔强的中国北方小伙子的喜爱欣赏与想念。彭先生在英国时与亥特勒合作做介子理论方面的研究，并由于在理论物理方面的贡献1945年与玻恩分享了英国爱丁堡皇家学会麦支杜加尔---布列斯班奖。回国后继续进行核物理研究，对分子结构提出了以电子键波函数为基础的计算方法。1956－1957年在他的领导下邓稼先与何祚庥、徐建铭、于敏等合作发表一系列重要论文，为中国核物理研究做了开拓性工作。 彭先生1982年获国家自然科学奖一等奖。1985年获国家科技进步特等奖。 杨振宁 杨振宁(1922—)，美籍华人，理论物理学家，1922年10月1日生于安徽省合肥县(今合肥市)。 在西南联合大学物理学系吴大猷指导下完成学士论文，1942年毕业后即入研究院深造，在王竹溪指导下研究统计物理学。1945年赴美，入芝加哥大学做研究生， 受E•费米熏陶，在导师E•特勒的指导下完成博士论文，1948年获博士学位。1948—1949年任芝加哥大学教员，1948—1955年在普林斯顿高级研究院工作，1955—1966年任该所教授，1966年任纽约州立大学 石 溪分校的爱因斯坦物理学讲座教授，并任新创办的该校理论物理研究所所长，美国总统授予他1985年的国家科学技术奖章。1948年12月27日，北京大学授予杨振宁名誉教授授证书。 杨振宁对理论物理学的贡献范围很广，包括基本粒子、统计力学和凝聚态物理学等领域。对理论结构和唯象分析他都有多方面的贡献。 邓稼先 邓稼先(1924—1986)，中国核物理学家，1924年6月25日生于安徽怀宁，祖父是清代著名书法家和篆刻家，其父是著名的美学家和美术史家。七七事变后，全家滞留北平，16岁随其姐来到四川江津念完高中。1941—1945年在西南联大物理系学习，受业王竹溪、郑华炽等著名教授。1945年抗战胜利后，迁返北平，应聘于北大物理系任教。1948年到美国印第安那州普渡大学念研究生，被选入“留美科协”总会干事会。新中国的诞生促使他决心尽早回到祖国。1950年8月，在他取得学位后的第九天，冲破重重险阻登上了回国轮船。1950年10月在中国科学院近代物理研究所任助理研究员，从事原子核理论研究。1958年8月调到新筹建的核武器研究所任理论部主任，负责领导核武器的理论设计，后历任研究所副所长、所长，核工业部第九研究设计院副院长、院长，核工业部科技委副主任，国防科工委科技委副主任，是我国核武器研制与发展的主要组织者和领导者。 1956年加入中国共产党，曾任中共第十二届中共委员会委员，中国科学院委员。 1985年7月患直肠癌，坚持工作直到生命的最后一刻，1986年7月29日卒于北京，终年62岁。 李政道 李政道(1926—)，理论物理学家。1926年11月25日生于上海。1943—1944年在浙江大学(当时一年级在贵州永兴)物理学系学习，得到老师束星北的启迪，而开始了他的学术生涯。1944年因翻车受伤停学。1945年转学到昆明西南联合大学物理学系。1946年受他的老师吴大猷的推荐，得国家奖学金，去美国深造，入芝加哥大学研究院，1948年春天，李政道通过了研究生资格考试，开始在费米的指导下作博士论文研究。 1949年底，在费米的指导下，李政道完成了关于白矮星的博士论文，获得博士学位。以后在该校天文学系半年和加利福尼亚大学(伯克莱)物理系一年任讲师并从事研究工作。 1950年，李政道和来自上海的大学生秦惠君结婚。他们有两个孩子，长子李中清，现任加州理工学院历史教授；次子李中汉，现任密歇根大学化学系助理教授。1951年到普林斯顿高级研究院工作。1953年任哥伦比亚大学物理学助理教授，1955年任副教授，1956年任教授，1957年获诺贝尔物理学奖，1960—1963年任普林斯顿高级研究院教授兼哥伦比亚大学教授。1963年任哥伦比亚大学物理学讲座教授，1964年任该大学费米物理学讲座教授，1983年任该大学全校讲座教授。他还是美国科学院院士。 李政道对近代物理学的杰出贡献是：1956年和杨振宁合作，深入研究了当时令人困惑的“θ•γ”之谜，即后来所谓的K介子有两种不同的衰变方式，一种衰变变成偶宇称态，一种衰变成奇宇称态。认识到很可能在弱相互作用中宇称不守恒。进一步提出了几种检验弱相互作用中宇称是不是守恒的实验途径。次年，这一理论预见得到吴健雄小组的实验证实。因此，李政道与杨振宁的工作迅速得到了学术界的公认，并获得了1957年诺贝尔物理学奖。 丁肇中 丁肇中(1936—)，实验物理学家。祖籍山东日照。1956年到美国密执安大学，在物理系和数学系学习，1960年获硕士学位，1962年获物理学博士学位。1963年，他获得福特基金会的奖学金，到瑞士日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)工作。1964年起在美国哥伦比亚大学工作。1965 年成为纽约哥伦比亚大学讲师。1967年起任麻省理工学院物理学系教授。他的研究方向是高能实验粒子物理学，包括量子电动力学、电弱统一理论、量子色动力学的研究。他所领导的马克•杰实验组先后在几个国际实验中心工作。 由于丁肇中对物理学的贡献，他在1976年被授予诺贝尔物理奖(发现J/Ψ粒子)，并被美国政府授予洛仑兹奖，1988年被意大利政府授予特卡斯佩里科学奖。他是美国国家科学院院士，美国文理科学院院士，前苏联科学院外籍院士，中国台北中央研究院院士，巴基斯坦科学院院士。他曾被密歇根大学(1978年)、香港中文大学(1987年)、意大利波洛格那大学(1988年) 和哥伦比亚大学(1990年)授予名誉博士学位。他是中国上海交通大学和北京师范大学的名誉教授。他曾获得过许多奖章，如1977年获美国工程科学学会的埃林金奖章，1988年获意大利陶尔米纳市的金豹优秀奖及意大利布雷西亚市的科学金质奖章。他也是《原子核物理B(Nuclear Physics B)》、《核仪器方法(Nuclear Instruments and Methods)》和《数学模型(Mathem atical Modeling)》等科学期刊的编委。
自己上百度找，不过最好自己写，这里有一参考： 摘 要：介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态，对几种富有代表性的算法做了介绍，并比较了各自的优势和不足，包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。 关键词：矩量法；有限元法；时域有限差分方法；复射线方法 1 引 言 1864年Maxwell在前人的理论（高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在）和实验的基础上建立了统一的电磁场理论，并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律，这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式，最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧，甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法发展起来，并得到广泛地应用，相对于经典电磁理论而言，数值方法受边界形状的约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点，一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决，常需要将多种方法结合起来，互相取长补短，因此混和方法日益受到人们的重视。 本文综述了国内外计算电磁学的发展状况，对常用的电磁计算方法做了分类。 2 电磁场数值方法的分类 电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等，频域技术发展得比较早，也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑，某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时，频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算，然后做傅里叶反变换才能求得解答，计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化，采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法，如GTD，UTD和射线理论。 从求解方程的形式看，可以分为积分方程法（IE）和微分方程法（DE）。IE和DE相比，有如下特点：IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差限于求解区域的边界，故精度高；IE法适合求无限域问题，DE法此时会遇到网格截断问题；IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的是稀疏矩阵，但阶数大；IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题，DE法可直接用于这类问题〔1〕。 3 几种典型方法的介绍 有限元方法是在20世纪40年代被提出，在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前，作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法，有限元法已非常著名。 有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为： 应用变分原理，把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题，利用对区域D的剖分、插值，离散化变分问题为普通多元函数的极值问题，进而得到一组多元的代数方程组，求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤： ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D，并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题，得到如下一组代数方程组： 其中：Kij为系数（刚度）矩阵；Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式（2），即可得到待求边值问题的数值解Xi（i＝1，2，…，N） （2）矩量法 很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕： L（f）＝g（3）其中：L是线性算子，f是未知的场或其他响应，g是已知的源或激励。 在通常的情况下，这个方程是矢量方程（二维或三维的）。如果f能有方程解出，则是一个精确的解析解，大多数情况下，不能得到f的解析形式，只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1，f2，f3，…，fn的线性组合： 其中：an是展开系数，fn为展开函数或基函数。 对于精确解式（2）通畅是无限项之和，且形成一个基函数的完备集，对近似解，将式 （2）带入式（1），再应用算子L的线性，便可以得到： m＝1，2，3，… 此方程组可写成矩阵形式f，以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。 在电磁散射问题中，散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较，则可以采用一般的矩量法；如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围，那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响，有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的，因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比（N为离散点数），而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧，如采用小波展开，选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。 （3）时域有限差分方法 时域有限差分（FDTD）是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的，这些年以来，时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性，尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程，利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式，这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置，这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着，反之亦然。 这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式，通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算，在执行到适当的时间步数后，即可获得所需要的结果。 在上述算法中，时间增量Δt和空间增量Δx，Δy和Δz不是相互独立的，他们的取值必须满足一定的关系，以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件： 其中：（对非均匀区域，应选c的最大值）〔4〕。 用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散，即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等，因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域，这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数，在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象，对此也应该进行定量的研究，以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间，而由于计算机内存总是有限的，只能模拟有限空间，因此差分网格在某处必将截断，这就要求在网格截断处不引起波的明显反射，使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件，使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射，当然不可能达到完全没有反射，目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求，如Mur所导出的吸收边界条件。 （4）复射线方法 复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式，在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位，从而直接得出局部不均匀波（凋落波）的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于：通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束／射线束（Bundle ofrays）分析模型；通过费马原理及其延拓，由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术，构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如，复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间，利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索，从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播，因此，提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索，这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。 4 几种方法的比较和进展 将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情，他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化，得到通用的计算程序，而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长，由于他是区域性解法，分割的元素数和节点数较多，导致需要的初始数据复杂繁多，最终得到的方程组的元数很大，这使得计算时间长，而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题，有限元产生的是带状（如果适当地给节点编号的话）、稀疏阵（许多矩阵元素是0）。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散，多年来人们一直在研究这个问题，试图找到一种有效、方便的离散方法，但由于电磁场领域的特殊性，这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构，一般的剖分方法难于适用；另一方面，由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关，因而人们采用了许多方法来减少存储量，如多重网格法，但这些方法的实现较为困难〔6〕。 网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一，采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整，在网格密集区采用高阶插值函数，以进一步提高精度，在场域分布变化剧烈区域，进行多次加密。 这些年有限元方法的发展日益加快，与其他理论相结合方面也有了新的进展，并取得了相当应用范围的成果，如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等，还包括一些尚处于探索阶段的工作，如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等，这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。 矩量法将连续方程离散化为代数方程组，既适用于求解微分方程，又适用于求解积分方程。他的求解过程简单，求解步骤统一，应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧，如离散化的程度、基函数与权函数的选取，矩阵求解过程等。另外必须指出的是，矩量法可以达到所需要的精确度，解析部分简单，可计算量很大，即使用高速大容量计算机，计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用，已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式，得到关于场分量的有限差分式，针对不同的研究对象，可在不同的坐标系中建模，因而具有这几个优点，容易对复杂媒体建模，通过一次时域分析计算，借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应；能够实时在现场的空间分布，精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性；计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制，其网格空间不能无限制的增加，造成FDTD方法不能适用于较大尺寸，也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多，若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸，而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合，目前这种技术正蓬勃发展，如时域积分方程／FDTD方法，FDTD／MOM等。FDTD的应用范围也很广阔，诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。 复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点，在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场，通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献，可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩（雷达舱）、（加吸波涂层）翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制，但其本身是一种高频近似计算方法，由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献，带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势，尤其是对复 杂目标的处理。 5 结 语 电磁学的数值计算方法远远不止以上所举，还有边界元素法、格林函数法等，在具体问题中，应该采用不同的方法，而不应拘泥于这些方法，还可以把这些方法加以综合应用，以达到最佳效果。 电磁学的数值计算是一门计算的艺术，他横跨了多个学科，是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲，从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要，应大力进行电磁场的并行计算方法的研究，不断拓广他的应用领域，如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。 参考文献 〔1〕 文舸一．计算电磁学的进展与展望〔J〕．电子学报，1995，23（10）：62-69. 〔2〕 刘圣民．电磁场的数值方法〔M〕．武汉：华中理工大学出版社，1991． 〔3〕 张成，郑宏兴．小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕．宁夏大学学报（自然科学版），2000，21（1）：76-79. 〔4〕 王长清．时域有限差分(FD-TD)法〔J〕．微波学报,1989,(4):8-18. 〔5〕 阮颖诤．复射线理论及其应用〔M〕．成都：电子工业出版社，1991． 〔6〕 方静，汪文秉．有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕．微波学报，2000，16(2):139-143. 〔7〕 杨永侠，王翠玲．电磁场的FDTD分析方法〔J〕．现代电子技术,2001,(11):73-74. 〔8〕 洪伟．计算电磁学研究进展〔J〕．东南大学学RB （自然科学版），2002，32（3）：335-339. 〔9〕 王长清，祝西里．电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕．北京：北京大学出版社，1994． 〔10〕 楼仁海，符果行，袁敬闳．电磁理论〔M〕．成都：电子科技大学出版社，1996． 现代电子技术
张衡 （78～139） 东汉科学家，天文学家，哲学家。字平子。河南南阳西鄂（今河南省南召县石桥镇）人。少游西京长安和东京洛阳，“通五经”，“贯六艺”，永初五年（111）徵拜郎中。自元初二年（115）至永建初，两次为太史令。精通天文、历算，在前人研究的基础上，发明了世界上最早的水力转动的浑天仪和测定地震的候风地动仪。在天文学理论方面，张衡是“浑天派”的主要代表。关于天地之起源，他认为天地未分之前，乃是一片混沌，既分之后，轻者上升为天，重者凝聚为地,阴阳相荡，产生万物。他还第一次正确地解释了月蚀形成的原因，认为月光是日光的反照，月蚀是由于月球进入地影而产生的。他依据当时的天文学知识，肯定了宇宙的物质性和无限性。张衡把中国古代自然科学和哲学推向了一个新的高度，其著作收集在清严可均所编的《全上古三代秦汉三国六朝文》中。 钱伟长 根据如下 钱伟长是国际知名的科学家，中国科学院院士。饯伟长在中学时代十分爱好文科，而对理科特别是数学、物理视为畏途。十分有趣的是，他一生主要从事力学、应用数学等方面的研究和教学，并在这些学术领域里作出了许多开创性的贡献。他首次将张量分析及微分几何用于弹性板壳研究并建立了薄板薄壳的统一理论，提出了线壳理论的非线性微分方程组，国际上称为“钱伟长方程”。他还首次成功地用系统摄动法处理非线性方程，迄今国际上仍用此法处理这类问题。 钱伟长能取得如此重大的成就，其动力源于对祖国对民族的热爱，源于“科学救国”的信念，考大学时，钱伟长的作文和历史试卷深得历史系和中文系教授的欣赏，而他的数理化三科的总分不到100分。因此，要弃文学理，困难可想而知。当时，清华大学物理系系主任是著名的物理学家吴有训教授，吴教授也力劝钱伟长学中文或历史，并告诉他中国文学和历史也是国家民族所需要的。弃文学理，是钱伟长经过反复思考决定的愿望，他是不会轻易改变的。经过一个多星期的恳谈，吴有训教授同意他暂时读物理学，但提出了对于中学理科基础并不太好的钱伟长来说，可以说是十分苛刻的条件：必须保证在学年结束时，物理和微积分的成绩都超过70分，同时选修化学，还要加强体育锻炼。这就意味着当时身体羸弱的钱伟长每周除上课外，还有两个下午的物理实验和两个下午的化学实验，还有课外锻炼。钱伟长只有加倍努力克服困难，达到这些要求，否则，他就得转系。 这个学期，除学习正课和做实验外，他还得补习英文和中学的一些基础数学，他常常是夜以继日苦读。吴有训教授也给予他许多指导。功夫不负有心人。第一学期物理考试时，钱伟长及格了，学年终了时各科成绩追到了70多分，实现他入学时的保证。四年后，钱伟长以优异的成绩从清华大学物理系毕业，之后又赴美留学。正是科学救国的理想激励着他日后取得一个又一个重大的科学成就。 青年科学家周琪事迹简介 -------------------------------------------------------------------------------- 男，37岁，中共党员，博士研究生学历，中国科学院动物研究所研究员、生殖生物学国家重点实验室副主任。 周琪长期从事克隆技术的研究工作，有多项成果分别发表在Science、Development、Stem- cells、Developmental Biology、Biology of Reproduction、Human Reproduction等世界著名学术刊物上，并成为获得国际转基因研究genOway奖的首位华裔科学家，为我国在动物克隆和胚胎干细胞研究领域取得了突破性进展。 他先后在中科院和法国国立农业研究中心进行博士后研究。1999年，第一次成功用体细胞克隆出小鼠，被“多莉羊”之父Wilmut博士誉为“该领域迄今为止最重要的成果之一”。 2000年5月，他领导的中法科学家小组合作培育出第一只“胚胎干细胞克隆小鼠”；2000年10月，他用自己发明的“损伤切除术”，成功研制出世界第一头没有利用“多莉”技术生产的体细胞克隆牛“周让娜”，并拥有自主知识产权。2001年8月，他又利用细胞周期同步技术生产出了世界第一头中期体细胞克隆牛“奥运2008”。2002年底，周琪发明了能够精确控制大鼠卵细胞自发活化的专利技术，首次培育出克隆大鼠，获得第三届国际转基因研究genOway奖。 2002年底，周琪放弃国外优越的科研和生活条件，回国组建起实验室和科研网络，致力于开展克隆和治疗性克隆的研究工作，推动基础研究向临床应用的转化。目前他已建立起小鼠、牛、大鼠和雪貂等多种人类疾病动物模型，建立了70余株治疗性克隆来源的小鼠胚胎干细胞系，建立了人类疾病胚胎干细胞系、人类孤雌干细胞系，改进发明了4项体细胞核移植技术。他在科研方面努力倡导和推动国际合作，并积极对国家的科技政策和管理提出建议，被聘为科技部“海外专家顾问组”顾问。 邓稼先 他主要从事核物理、理论物理、中子物理、等离子体物理、统计物理和流体力学等方面的研究并取得突出成就。他自1958年开始组织领导开展爆轰物理、流体力学、状态方程、中子输运等基础理论研究，对原子弹的物理过程进行大量模拟计算和分析，从而迈开了中国独立研究设计核武器的第一步，领导完成了中国第一颗原子弹的理论方案，并参与指导核试验前的爆轰模拟试验。原子弹试验成功后，立即组织力量探索氢弹设计原理、选定技术途径，组织领导并亲自参与1967年中国第一颗氢弹的研制和试验工作。1979年，邓稼先担任核武器研究院院长。1984年，他在大漠深处指挥中国第二代新式核武器试验成功。翌年，他的癌扩散已无法挽救，他在国庆节提出的要求就是去看看天安门。1986年7月16日，时任国务院副总理的李鹏前往医院授予他全国“五一”劳动奖章。1986年7月29日，邓稼先因病去世。 后被誉为"两弹一星" 祖冲之（429-500），字文远， 祖籍范阳郡遒县（今河北涞源县），南北朝时期杰出的数学家、天文学家和机械制造家。 在天文学方面，祖冲之创制了中国历法史上著名的新历——《大明历》。在《大明历》中，他首次引用了岁差，是我国历法史上的一次重大改革；他还采用了391年中设置144个闰月的新闰周，比古代发明的19年7闰的闰周更加精密。 祖冲之推算的回归年和交点月天数都与观测值非常接近。 在数学上， 祖冲之推算出圆周率的真值应该介于和之间，比欧洲要早一千多年。 在机械制造上，曾制造了铜铸指南车、利用水力舂米磨面的水碓磨、能日行百里的“千里船”和计时仪器漏壶、欹器等。 为了纪念祖冲之的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为“祖冲之环形山”，将小行星1888命名为“祖冲之小行星”。 著名科学家的爱国事迹 贫贱难移赤子恋 著名数学家苏步青早年留学日本，1931年获得博士学位。日本不少名牌大学以高薪聘请他，但他想到出国留学是为了祖国掌握科学，就一一辞谢，毅然回国。回国后，他在浙江大学执教，竟一连四个月领不到工资，穷得连饭都难吃饱，而当时日本的帝国大学还答应他保留半年的工资。贫贱难移爱国心，苏步青毫无再去日本之意。抗日战争爆发后，日本帝国大学又打电报，请他前去任教。出于民族大义，他一口回绝道：“我要留在自己的祖国。祖国再穷，我也要为她奋斗，为她服务！” 威武不屈壮士心 著名科学家钱三强早年在法国研究原子理论。1948年，他提出回国，导师和同事都再三劝说，挽留。国民政府驻华大使，恶狠狠地威协说：“看他能上得大陆的岸，那才怪呢！”这意思很清楚：如果钱三强坚持要回祖国，国民党特务就会在半路上暗下毒手。钱三强不顾个人安危，置生死于度外，果断而机智地回到祖国的怀抱，为发展我国原子能事业作出了重大贡献。 钱伟长的两次“NO” 1939年7月，钱伟长在昆明考取公费留英，当时由于英德宣战，改去加拿大。1940年1月钱伟长手续办齐后登上英轮，发现护照上竟有日本领事馆的签字，因当时日本正发动侵华战争，而船经神户港，没有日本领事馆的签字会有麻烦。“NO，我们不去了！”钱伟长等留学生一起20几本护照扔给了那人英国人。半年后，他们重办护照再登程。 1943年钱伟长获多伦多大学博士，旋去美国加州理工大学喷气推进研究所任工程师，不仅又当上了领导600多人的“洋官”。抗战胜利后，他甘愿放弃优厚的待遇回国，他拖家带口在北平的几所大学兼课勉强糊口。1947年美国的那个研究所又邀请他去，表格上有一句话：“一旦美中宣战，本人绝对效忠美国。”他当即写下了大的“NO”。 “我要回国，不要美金” 1948年，李四光接受国际地质学会的邀请来到英国，发表了《新华夏海的诞生，轰动了欧州。一天清晨，李四光在报纸上看到一则消息：“……12月2日沈阳解放，……”他激动得热泪盈眶，多年的梦想就要成真了，新中国就诞生了！在剑桥大学中国留学生举行的年会上，他激动地说：“我虽然60岁了，身体一直不好，但我一定要回到祖国去，把自己的余生贡献给新中国！”但是此举触怒了国民党当局。国民党驻英国大使馆秘书找到李四光，掏出了一张五千美金的支票，说：“你向世界发表个公开声明，否认中华人民共和国。”又威胁说：“你如果不肯，我将采取必要措施，将你扣留在国外》。”李四光听罢气愤至极，当即严厉斥责，：“我归国之心能用金钱收买吗？我要回国，不要美金！”经历了千辛万苦，李四光终于踏上了祖国的土地，实现了他为中国效力的愿望。 “中国人为什么不能干！” 远在1950年，被外国人称为“能抵五个师”的 钱学森博士，已是美国大学的 终身教授和实验中心主任。他配备有世界第一流搞科研的技术设备，享有非常优裕的生活条件。如果从追求个人的科研成果来说，那真是“得天独厚”。但他毅然冲破美国的种阻挠，回到祖国，在“一穷二白”的土地上创造中国人的火箭、导弹事业。有人问他为什么归心似箭，他说：“因为我是一个中国人，我的事业在中国，我的归宿在中国。”有人问他中国既无人才又无设备，搞火箭导弹能行吗？他回答是：“外国人能干的，中国人为什么不能干！”钱学森的誓言实现了，中国卫星上天了，洲际导弹可以同外国“比武”了 麻类纤维专家酆云鹤不卖专利 我国著名麻类纤维专家酆云鹤，8岁时就给人家当佣人，16岁时懂得一些救国道理，便立志学习救国本领。她以惊人的毅力，3年学完了6年的小学课程，后来以优异的成绩考取济南女子初师和北京女子高师。学习期间她积极参加“五四”运动。大学二年级时，她又考取了官费留学，到美国俄亥俄州大学学习化学工程，并获得了这所大学第一个她化学博士学位。回国后面对日本帝国主义的侵略，他决心到德国学习爆炸学，希望学习用草类纤维造廉价炸药技术，以打击侵略者。仅仅用了两年时间，他就成为世界上第一个用草类纤维制造出人造丝的发明家。莱比锡大学闻讯后立即提出以高职称换取她的论文，日本资本家也提出用高价和总工程师的条件换取她的发明专利。酆云鹤说：“不卖，我要留给我的祖国。” 1、钱学森（著名科学家、物理学家。我国近代力学事业的奠基人之一。在空气动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域做出许多开创性贡献。） 2、钱三强（核物理学家，中国科学院院士，在“核裂变”方面成绩突出，是许多交叉学科和横断性学科的倡导者。为中国原子能科学事业的创立和“两弹”研究作出了重要贡献） 3、竺可桢（地理学家、气象学家、中国现代气象学和地理学的一代宗师，是我国物候学研究的创始者、推动者） 4、李四光（古生物学家、地层学家、大地构造学家、第四纪冰川学家。是中国地质力学的创始人。“�”化石新分类标准的提出、中国南方震旦纪与北方石炭纪地层系统的建立、中国东部第四纪冰川的发现与研究是他对地质科学的重大贡献。） 5、袁隆平（农学家、杂交水稻育种专家，中国研究杂交水稻的创始人，世界上成功利用水稻杂交优势的第一人。他于1981年荣获我国第一个国家特等发明奖，被国际上誉为“杂交水稻之父”。） 6、侯德榜（著名科学家，杰出的化工专家，我国重化学工业的开拓者） 7、周培源（著名力学家、理论物理学家、教育家和社会活动家，我国近代力学事业的奠基人之一） 8、茅以升（著名桥梁专家、土木工程学家、桥梁专家、工程教育家） 9、邓稼先（物理学家，在核物理、理论物理、中子物理、等离子体物理、统计物理和流体力学等方面取得突出成就） 10、童第周（生物学家、中国实验胚胎学的创始人） 11、钱伟长（著名力学家、应用数学家、教育家和社会活动家。是我国近代力学的奠基人之一。兼长应用数学、物理学、中文信息学，著述甚丰。特别在弹性力学、变分原理、摄动方法等领域有重要成就。） 12、严济慈（物理学家、教育家，中国现代物理研究奠基者之一。） 13、吴有训（物理学家，中国近代物理学奠基人，教育家） 14、张钰哲（中国现代天文学家,“中华”小行星的发现者。） 15、汤飞凡（微生物学家，世界上第一个分离出沙眼病毒的人，沙眼病毒被称为“汤氏病毒”） 16、丁颖（著名的农业科学家、教育家、水稻专家，中国现代稻作科学主要奠基人。） 17、梁希（林学家） 18、林巧稚（著名妇产科专家中国科学院第一位女学部委员。） 19、张孝骞（中国科学院学部委员、政协全国委员会常委等职。他长期从事内科学的教学和科研工作，是中国胃肠病学的奠基人，一生确珍和治疗了许多疑难病症。） 20、吴阶平（医学家,医学教育家，中国泌尿外科开拓者之一，在泌尿外科、男性计划生育等方面有突出贡献。）
阿尔伯特·爱因斯坦 生平 20世纪最伟大的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦1879年3月14日出生在德国西南的乌耳姆城，一年后随全家迁居慕尼黑。爱因斯坦的父母都是犹太人，父亲赫尔曼·爱因斯坦和叔叔雅各布·爱因斯坦合开了一个为电站和照明系统生产电机、弧光灯和电工仪表的电器工厂。母亲玻琳是受过中等教育的家庭妇女，非常喜欢音乐，在爱因斯坦六岁时就教他拉小提琴。 爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，曾带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴，可是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。 在四、五岁时，爱因斯坦有一次卧病在床，父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针总是指着固定的方向时，感到非常惊奇，觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘，还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好，但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象，爱因斯坦直到六十七岁时还能鲜明的回忆出来。 爱因斯坦在念小学和中学时，功课属平常。由于他举止缓慢，不爱同人交往，老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他更是厌恶，曾经公开骂他：“爱因斯坦，你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生，竟想把他赶出校门。 爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务，爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师，自己就非常喜爱数学，当小爱因斯坦来找他问问题时，他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。在叔父的影响下，爱因斯坦较早的受到了科学和哲学的启蒙。 父亲的生意做得并不好，但却是一个乐观和心地善良的人，家里每星期都有一个晚上要邀请来慕尼黑念书的穷学生吃饭，这样等于是救济他们。其中有一对来自立陶宛的犹太兄弟麦克斯和伯纳德，他们都是学医科的，喜欢阅读书籍、兴趣广泛。他们被邀请来爱因斯坦家里吃饭，并和羞答答、长着黑头发和棕色眼睛的小爱因斯坦交成了好朋友。 麦克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”，他借了一些通俗的自然科学普及读物给他看。麦克斯在爱因斯坦十二岁时，给了他一本施皮尔克的平面几何教科书。爱因斯坦晚年回忆这本神圣的小书时说：“这本书里有许多断言，比如，三角形的三个高交于一点，它们本身虽然并不是显而易见的，但是可以很可靠地加以证明，以致任何怀疑似乎都不可能。这种明晰性和可靠性给我留下了一种难以形容的印象。” 爱因斯坦还幸运地从一部卓越的通俗读物中知道了自然科学领域里的主要成果和方法，科普读物不但增进了爱因斯坦的知识，而且拨动了年轻人好奇的心弦，引起他对问题的深思。 爱因斯坦十六岁时报考瑞士苏黎世的联邦工业大学工程系，可是入学考试却告失败。他接受了联邦工业大学校长以及该校著名的物理学家韦伯教授的建议，在瑞士阿劳市的州立中学念完中学课程，以取得中学学历。 1896年10月，爱因斯坦跨进了苏黎世工业大学的校门，在师范系学习数学和物理学。他对学校的注入式教育十分反感，认为它使人没有时间、也没有兴趣去思考其他问题。幸运的是，窒息真正科学动力的强制教育，在苏黎世的联邦工业大学要比其他大学少得多。爱因斯坦充分的利用学校中的自由空气，把精力集中在自己所热爱的学科上。在学校中，他广泛的阅读了赫尔姆霍兹、赫兹等物理学大师的著作，他最着迷的是麦克斯韦的电磁理论。他有自学本领、分析问题的习惯和独立思考的能力。 早期工作 1900年，爱因斯坦从苏黎世工业大学毕业。由于他对某些功课不热心，以及对老师态度冷漠，被拒绝留校。他找不到工作，靠做家庭教师和代课教师过活。在失业一年半以后，关心并了解他才能的同学马塞尔·格罗斯曼向他伸出了援助的手。格罗斯曼设法说服自己的父亲把爱因斯坦介绍到瑞士专利局去作一个技术员。 爱因斯坦终身感谢格罗斯曼对他的帮助。在悼念格罗斯曼的信中，他谈到这件事时说，当他大学毕业时，“突然被一切人抛弃，一筹莫展的面对人生。他帮助了我，通过他和他的父亲，我后来才到了哈勒(时任瑞士专利局局长)那里，进了专利局。这有点象救命之恩，没有他我大概不致于饿死，但精神会颓唐起来。” 1902年2月21日，爱因斯坦取得了瑞士国籍，并迁居伯尔尼，等待专利局的招聘。1902年6月23日，爱因斯坦正式受聘于专利局，任三级技术员，工作职责是审核申请专利权的各种技术发明创造。1903年，他与大学同学米列娃·玛丽克结婚。 1900年－1904年，爱因斯坦每年都写出一篇论文，发表于德国《物理学杂志》。头两篇是关于液体表面和电解的热力学，企图给化学以力学的基础，以后发现此路不通，转而研究热力学的力学基础。1901年提出统计力学的一些基本理论，1902年－1904年间的三篇论文都属于这一领域。 1904年的论文认真探讨了统计力学所预测的涨落现象，发现能量涨落取决于玻尔兹曼常数。它不仅把这一结果用于力学体系和热现象，而且大胆地用于辐射现象，得出辐射能涨落的公式，从而导出维恩位移定律。涨落现象的研究，使他于1905年在辐射理论和分子运动论两方面同时做出重大突破。 1905年的奇迹 1905年，爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文，在3月到9月这半年中，利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间，在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献，他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论这四篇重要论文。 1905年3月，爱因斯坦将自己认为正确无误的论文送给了德国《物理年报》编辑部。他腼腆的对编辑说：“如果您能在你们的年报中找到篇幅为我刊出这篇论文，我将感到很愉快。”这篇“被不好意思”送出的论文名叫《关于光的产生和转化的一个推测性观点》。 这篇论文把普朗克1900年提出的量子概念推广到光在空间中的传播情况，提出光量子假说。认为：对于时间平均值，光表现为波动；而对于瞬时值，光则表现为粒子性。这是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一，即波粒二象性。 在这文章的结尾，他用光量子概念轻而易举的解释了经典物理学无法解释的光电效应，推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由密立根给予实验证实。1921年，爱因斯坦因为“光电效应定律的发现”这一成就而获得了诺贝尔物理学奖。 这才仅仅是开始，阿尔伯特·爱因斯坦在光、热、电物理学的三个领域中齐头并进，一发不可收拾。1905年4月，爱因斯坦完成了《分子大小的新测定法》，5月完成了《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》。这是两篇关于布朗运动的研究的论文。爱因斯坦当时的目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规则运动，来测定分子的实际大小，以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。 三年后，法国物理学家佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测。从而无可非议的证明了原子和分子的客观存在，这使最坚决反对原子论的德国化学家、唯能论的创始人奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布：“原子假说已经成为一种基础巩固的科学理论”。 1905年6月，爱因斯坦完成了开创物理学新纪元的长论文《论动体的电动力学》，完整的提出了狭义相对论。这是爱因斯坦10年酝酿和探索的结果，它在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机，改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，创立了一个全新的物理学世界，是近代物理学领域最伟大的革命。 狭义相对论不但可以解释经典物理学所能解释的全部现象，还可以解释一些经典物理学所不能解释的物理现象，并且预言了不少新的效应。狭义相对论最重要的结论是质量守恒原理失去了独立性，他和能量守恒定律融合在一起，质量和能量是可以相互转化的。其他还有比较常讲到的钟慢尺缩、光速不变、光子的静止质量是零等等。而古典力学就成为了相对论力学在低速运动时的一种极限情况。这样，力学和电磁学也就在运动学的基础上统一起来。 1905年9月，爱因斯坦写了一篇短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》，作为相对论的一个推论。质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础，也为20世纪40年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。 在这短短的半年时间，爱因斯坦在科学上的突破性成就，可以说是“石破天惊，前无古人”。即使他就此放弃物理学研究，即使他只完成了上述三方面成就的任何一方面，爱因斯坦都会在物理学发展史上留下极其重要的一笔。爱因斯坦拨散了笼罩在“物理学晴空上的乌云”，迎来了物理学更加光辉灿烂的新纪元。 广义相对论的探索 狭义相对论建立后，爱因斯坦并不感到满足，力图把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。他从伽利略发现的引力场中一切物体都具有同一加速度这一古老实验事实找到了突破口，于1907年提出了等效原理。在这一年，他的大学老师、著名几何学家闵可夫斯基提出了狭义相对论的四维空间表示形式，为相对论进一步发展提供了有用的数学工具，可惜爱因斯坦当时并没有认识到它的价值。 等效原理的发现，爱因斯坦认为是他一生最愉快的思索，但以后的工作却十分艰苦，并且走了很大的弯路。1911年，他分析了刚性转动圆盘，意识到引力场中欧氏几何并不严格有效。同时还发现洛伦茨变化不是普适的，等效原理只对无限小区域有效……。这时的爱因斯坦已经有了广义相对论的思想，但他还缺乏建立它所必需的数学基础。 1912年，爱因斯坦回到苏黎世母校工作。在他的同班同学、母校任数学教授的格罗斯曼帮助下，他在黎曼几何和张量分析中找到了建立广义相对论的数学工具。经过一年的奋力合作，他们于1913年发表了重要论文《广义相对论纲要和引力理论》，提出了引力的度规场理论。这是首次把引力和度规结合起来，使黎曼几何获得实在的物理意义。 不过他们当时得到的引力场方程只对线性变换是协变的，还不具有广义相对论原理所要求的任意坐标变换下的协变性。这是由于爱因斯坦当时不熟悉张量运算，错误的认为，只要坚持守恒定律，就必须限制坐标系的选择，为了维护因果性，不得不放弃普遍协变的要求。 漫长艰难的探索 广义相对论建成后，爱因斯坦依然感到不满足，要把广义相对论再加以推广，使它不仅包括引力场，也包括电磁场。他认为这是相对论发展的第三个阶段，即统一场论。 1925年以后，爱因斯坦全力以赴去探索统一场论。开头几年他非常乐观，以为胜利在望；后来发现困难重重，他认为现有的数学工具不够用；1928年以后转入纯数学的探索。他尝试着用各种方法，但都没有取得具有真正物理意义的结果。 1925年－1955年这30年中，除了关于量子力学的完备性问题、引力波以及广义相对论的运动问题以外，爱因斯坦几乎把他全部的科学创造精力都用于统一场论的探索。 1937年，在两个助手合作下，他从广义相对论的引力场方程推导出运动方程，进一步揭示了空间——时间、物质、运动之间的统一性，这是广义相对论的重大发展，也是爱因斯坦在科学创造活动中所取得的最后一个重大成果。 在统一场理论方面，他始终没有成功，他从不气馁，每次都满怀信心底从头开始。由于他远离了当时物理学研究的主流，独自去进攻当时没有条件解决的难题，因此，同20年代的处境相反，他晚年在物理学界非常孤立。可是他依然无所畏惧，毫不动摇地走他自己所认定的道路，直到临终前一天，他还在病床上准备继续他的统一场理论的数学计算。 最伟大的科学家的风格 爱因斯坦因为在科学上的成就，获得了许多奖状以及名誉博士的授予证书。如果一般人就会把这些东西高高挂起。可是爱因斯坦把以上的东西，包括诺贝尔奖奖状一起乱七八糟地放在一个箱子里，看也不看一眼。英费尔德说他有时觉得爱因斯坦可能连诺贝尔奖是什么意义都不知道。据说他在得奖的那一天，脸上和平日一样平静，没有显出特别高兴或兴奋。 少年时代的爱因斯坦在瑞士生活时，过的是穷学生的生活，他对物质生活要求不高，有一碟意大利面条加上一点酱他就感到很满意。成名后，成为教授以及后来为了躲避纳粹的迫害移民美国，他是有条件过很好的物质享受的，但是他仍保留像穷学生那样简朴无华的生活。当爱因斯坦来到普林斯顿的高等科学研究所工作时，当局给了他相当的高薪—年薪一万六千美元，他却说：“这么多钱，是否可以给我少一点？给我三千美元就够了。” 爱因斯坦对自己的衣着也是不注意的，长年披着一件黑色皮上衣，不穿袜子，不结领带，裤子有时既没有绑皮带也没有吊带，他和人在黑板前讨论问题时，一面写黑板，一面要把那像要滑下的裤子用手拉住，这种情形是有些滑稽，而他的头发却留得长长的，不加修饰。这对当年“贵族学府”普林斯顿大学的学生来说是惊异的事，难怪他们要希望上帝叫他把头发剪掉。爱因斯坦是很节俭的人，他在计算的纸上是两面都写，而且他把许多寄给他的信的信封裁开，当作计算的草稿纸，不让它们在进了纸篓之前失掉可以再利用的价值。爱因斯坦在外出时经常坐二、三等车，平时只吃一些简单的食物。 1909年7月，爱因斯坦应邀到日内瓦，参加隆重的日内瓦大学三百五十周年校庆和纪念建校人加尔文的庆祝活动，并接受日内瓦大学颁发给他的荣誉博士学位。在庆祝活动的游行中，学校里的显要人物和政府中的大人物，都身穿燕尾服、头戴高礼帽，或者身穿中世纪式的锈金长袍，头戴平顶丝帽，而爱因斯坦却穿着一套平时上街穿的衣服，戴着一顶草帽。对这次庆祝活动所举办的盛大宴会，爱因斯坦很不以为然，他对坐在旁边的人说，“如果加尔文还活着，他会堆起一大堆柴禾，因为搞这样的铺张浪费的盛宴而把我们全都烧死。”爱因斯坦自己曾说过：“安逸和幸福，对我来说从来不是目的。我称这些伦理基础为猪倌的理想……”。他甚至拒绝自己被安排在上流社会中，而居于与众不同的地位，对社会上对他的特殊照顾感到愤怒。 爱因斯坦是很珍惜时间的人，他不喜欢参加社交活动与宴会，他曾讽刺地说：“这是把时间喂给动物园。”他集中精神专心的钻研，他不希望宝贵的时间消耗在无意义的社交谈话上。他也不想听那些奉承和赞扬的话。他认为：“一个以伟大的创造性观念造福于全世界的人，不需要后人来赞扬。他的成就本身就已经给了他一个更高的报答。”1929年3月，为了躲避五十寿辰的庆祝活动，他在生日前几天，就秘密跑到柏林近郊的一个花匠的农舍里隐居起来。 作为物理学革命中的伟大科学巨匠，爱因斯坦从来没有自认为是一个超人。他认识到，自己所走的道路是前人走过的道路的延伸，科学的新时代是在前人工作基础上的合理发展，因此他总是抱着感激和敬仰的心情赞赏前人的贡献。在谈到相对论的创立时，他说：“相对论实在可以说是对麦克思韦和洛伦兹的伟大构思画了最后一笔，因为它力图把场物理学扩充到包括引力在内的一切现象。”爱因斯坦曾几次在信中对赞扬他的成就的朋友写道：“我完全知道我没有什么特殊的才能：兴趣、专一、顽强工作，以及自我批评使我达到我想要达到的理想境界。” 全人类命运的关注者 爱因斯坦热爱科学，也热爱人类。他没有因为埋头于科学研究而把自己置于社会之外，一直关心着人类的文明和进步，并为之顽强、勇敢地战斗。他说过：“人只有献身于社会，才能找出那实际上是短暂而又有风险的生命的意义”，他自己正是这样去做的。 成功的秘诀 有一次，一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘决。他回答：“早在1901年，我还是二十二岁的青年时，我已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你，那就是A=X+Y+Z! A就是成功，X就是努力工作，Y是懂得休息，Z是少说废话！这公式对我有用，我想对许多人也是一样有用。”
麦克斯韦是19世纪伟大的英国物理学家、数学家。1831年11月13日生于苏格兰的爱丁堡，自幼聪颖，父亲是个知识渊博的律师，使麦克斯韦从小受到良好的教育。10岁时进入爱丁堡中学学习14岁就在爱丁堡皇家学会会刊上发表了一篇关于二次曲线作图问题的论文，已显露出出众的才华。1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理。1850年转入剑桥大学三一学院数学系学习，1854年以第二名的成绩获史密斯奖学金，毕业留校任职两年。1856年在苏格兰阿伯丁的马里沙耳任自然哲学教授。1860年到伦敦国王学院任自然哲学和天文学教授。1861年选为伦敦皇家学会会员。1865年春辞去教职回到家乡系统地总结他的关于电磁学的研究成果，完成了电磁场理论的经典巨著《论电和磁》，并于1873年出版，1871年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学教授，负责筹建著名的卡文迪什实验室，1874年建成后担任这个实验室的第一任主任，直到1879年11月5日在剑桥逝世。 麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。 麦克斯韦大约于1855年开始研究电磁学，在潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后，坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的愿望，决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。他在前人成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全面的研究，凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文：《论法拉第的力线》（1855年12 月至1856年2月）；《论物理的力线》（1861至1862年）；《电磁场的动力学理论》（1864年12月8日）。对前人和他自己的工作进行了综合概括，将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来，经后人整理和改写，成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。据此，1865年他预言了电磁波的存在，电磁波只可能是横波，并计算了电磁波的传播速度等于光速，同时得出结论：光是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系。1888年德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在。麦克斯韦于1873年出版了科学名著《电磁理论》。系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。在热力学与统计物理学方面麦克斯韦也作出了重要贡献，他是气体动理论的创始人之一。1859年他首次用统计规律得出麦克斯韦速度分布律，从而找到了由微观两求统计平均值的更确切的途径。1866年他给出了分子按速度的分布函数的新推导方法，这种方法是以分析正向和反向碰撞为基础的。他引入了驰豫时间的概念，发展了一般形式的输运理论，并把它应用于扩散、热传导和气体内摩擦过程。1867年引入了“统计力学”这个术语。麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师，他非常重视实验，由他负责建立起来的卡文迪什实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻名的学术中心之一。他善于从实验出发，经过敏锐的观察思考，应用娴熟的数学技巧，从缜密的分析和推理，大胆地提出有实验基础的假设，建立新的理论，再使理论及其预言的结论接受实验检验，逐渐完善，形成系统、完整的理论。特别是汤姆孙W卓有成效地运用类比的方法使麦克斯韦深受启示，使他成为建立各种模型来类比研究不同物理现象的能手。在他的电磁场理论的三篇论文中多次使用了类比研究方法，寻找到了不同现象之间的联系，从而逐步揭示了科学真理。 麦克斯韦严谨的科学态度和科学研究方法是人类极其宝贵的精神财富。 麦克斯韦 父亲的影响 在科学史上，一些重大的理论，常常要靠许多人的前赴后继、不辞劳苦的努力，才能创立起来。19世纪，导致物理学爆发一场革命的电磁理论的创立，就是这样的。从奥斯特、安培发现电流的磁效应开始，经过法拉第的奠基，到理论的完成，前后经历了半个多世纪。最后完成这个理论的人，是英国杰出的数学家物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。 麦克斯韦比法拉第小40岁。1831年11月13日，他生在苏格兰古都爱丁堡，跟电话发明家贝尔（1847～1922）是同乡。法拉第发现电磁感应恰好也在1831年。这一年就成了电学史上值得纪念的一年。 麦克斯韦的父亲约翰·克拉克·麦克斯韦，是个热衷于技术和建筑设计的律师，对麦克斯韦的一生影响很大。约翰·克拉克·麦克斯韦思想开通，讲究实际，非常能干。家里的大小事情，从修缮房屋、剪裁衣服到制作玩具，他样样都会做。他在爱丁堡附近的乡下有座庄园，麦克斯韦的童年就是在这座庄园里度过的。这个孩子从小喜欢思考问题，很受父母宠爱。小家伙跟着父母出去玩，一张小嘴总要不停地提出各种各样的问题。沿途所见，从路边的桑树、脚下的石块，直到行人的穿着表情，都成了他发问的内容。有些幼稚可笑的问题，常常把过路人也逗乐了。一次他们看见路旁停着一辆空马车，两岁的麦克斯韦突然问父亲：“爸爸，你看那辆马车为什么不走呢？”父亲信口回答：“它在休息。”“它为什么要休息呢？”“大约累了吧，”父亲敷衍说。“不，”儿子纠正说，“它是肚子痛！”“不是肚子痛，是累了。” “不是累了，是肚子痛！”儿子一口咬定。父亲忍不住笑了起来。后来，麦克斯韦稍大一点，提的问题更有意思了，比如“树木为什么向天上长”呀， “蚂蚁会不会说话”呀。有一天，麦克斯韦的姨妈给他带来一篮苹果。小家伙缠住她问：“苹果为什么是红的？”姨妈被这个突然的问题难住了，一时不知道怎样回答才好。为了摆脱窘境，她就叫麦克斯韦去吹肥皂泡玩，谁知道个主意更糟了。肥皂泡在阳光下呈现出美丽的五颜六色，使得麦克斯韦又惊又喜，向她提出了更多的关于颜色的问题。父亲见儿子对自然感兴趣，非常高兴，后来就带他去听爱丁堡皇家学会的科学讲座，当时他的个头还没有讲台高呢！约翰·克拉克·麦克斯韦本人是皇家学会的活跃分子，儿子跟随他经常出入科学界，受到不少熏陶。 麦克斯韦童年的欢乐是短暂的。他八岁那年，母亲患肺结核不幸去世。这种病在今天是不难治好的，但是在一个世纪以前的当时，却是不治之症。因为那时没有特效药，一个人得了肺病，就等于判了死刑。和麦克斯韦同时代的英国女作家夏洛蒂·勃朗特 （《简·爱》作者）三姊妹，贝尔的两个兄弟，都是因为患肺病夭折的。 母亲去世以后，麦克斯韦的父亲挑起了哺养、教育儿子的全部担子。他既是父亲，又兼做母亲，操了不少心。幼年丧母本来是不幸的，麦克斯韦失去母爱，性情渐渐变得孤僻、内向。他最大的快乐，是形影不离地跟着父亲走，给父亲当个小小的帮手。父子两人朝夕相处，相依为命，关系非常亲密。 麦克斯韦 10岁那年，进了爱丁堡中学。中学的生活充满了喧闹和戏剧性。他是在学期中间插班的，第一天上课就受到全班的嘲笑。几个调皮学生看到这个新来的同伴怯生、腼腆，直向他扮鬼脸。由于麦克斯韦童年一直在父亲乡下的庄园里生活，讲话有很重的乡土音。当老师点名叫他回答问题的时候，他刚一开口就引起哄堂大笑。有一次，大约因为发音太怪，连一位文质彬彬的女教帅都忍不住笑出泪来。从此老师就很少提问他了。更糟的是，他的衣服全是父亲做的，与众不同。19世纪英国的服装很讲究。妇女把华丽当做时髦。男人却讲究戴高筒礼帽，不论老少，脖子上还要围一条紧绷绷的硬领。麦克斯韦的父亲认为这不但系起来不方便，而且也不卫生。他不顾习俗，给儿子来了个小小的服装改革。这个多才多艺的律师亲自设计、亲手剪裁，替麦克斯韦做了一套简便的紧身服，可以不用穿外套，并且甩掉硬领的累赘。麦克斯韦的皮鞋也是父亲做的，大约是为了缝合的方便，皮鞋头是方的，鞋帮上还有金属纽扣。没料到，这些“奇装异服”却给麦克斯韦招来了许多屈辱。他在班上成了一只名副其实的“丑小鸭”，处处被排挤，受讥笑。每次放学回家，他不是紧身服被人扯破，就是腰带不翼而飞。父亲看到这种情景，痛惜地摇摇头，决定取消这不走运的“服装改革”，儿子尽管眼泪汪汪，却顽强地要坚持穿到底，因为他相信父亲的设计是无可非议的，他不愿向暴力屈服。 数学才华 麦克斯韦照样穿着父亲做的衣服进出课堂。他为了保持服装的整洁，常常要用拳头自卫。 同学们发现这个新生并不是可以随便欺侮的，就有意孤立他。麦克斯韦本来就怕羞，现在更不愿意和大家往来了。在班里，面对着同学们的热嘲冷讽，他沉默着，但是却从来没有低过头。在忍无可忍的时候，他就用尖刻、辛辣的话来进行回击。下课以后，他总爱独自坐在树下读歌谣，画一些只有他自己才看得懂的图画。要不，他就一个人躲在教室的角落里，专心致志地演算父亲给他出的数学题。同班同学都不理解他，老师也认为他是个古怪的孩子。大家暗中给他取了个外号，叫他“瓜娃”。整个爱丁堡中学，只有低年级的两个学生跟他很友好。那两个学生在班上大约也是受气的，可以说是同病相怜。 就这样，麦克斯韦在冷眼中度过了中学的最初时光。 谁也没有想到，到了中年级的时候，出现了奇迹。一次学校里举行数学和诗歌比赛，评选揭晓的时候，爆了个大冷门：两个科目的一等奖都由同一个人获得。这个出类拔萃的少年不是别人，而是一向不被人看在眼里的麦克斯韦！这不但使全班同学惊奇得睁大了眼睛，连级任老师也感到意外。他们这才发现，这只灰色的“丑小鸭”原来是一只白天鹅。 这次比赛改变了麦克斯韦在班里的地位。优等生总是受崇拜的，再也没有谁取笑他的服装和说话的声音了，同学们开始尊敬他，向他请教疑难问题。麦克斯韦成为全校拔尖的学生，获得了许多奖励。他的光彩，看起来有些像彗星那样突然出现，实际上却是刻苦学习的结果。麦克斯韦对数学、物理学有浓厚的兴趣，尤其喜欢数学。他的数学天赋，最早是父亲在无意中发现的。在麦克斯韦还只有几岁的时候，有一天，父亲叫他画插满金菊的花瓶。麦克斯韦画完交卷的时候，父亲拿过他的画，边看边笑了起来。因为满纸涂的都是几何图形：花瓶是梯形，菊花成了大大小小一簇圆圈，还有一些奇奇怪怪的三角，大概是表示叶子的。从这以后，父亲就开始教他几何学，过后又教他代数。于是，他和数学结下了不解之缘。后来，他在数学竞赛中夺得了冠军，决不是偶然的。 麦克斯韦的数学才华，使他很快突破了课本的界限。他还没满15岁，就写了一篇数学论文，发表在《爱丁堡皇家学会学报》上。一个最高学术机构的学报刊登孩子的论文，是罕见的，麦克斯韦的父亲为这件事感到自豪。论文的题目，是讨论二次曲线的几何作图。据说这个问题，当时只有大数学家笛卡尔 （1596～1650）曾经研究过。麦克斯韦的方法同笛卡尔的方法不但不雷同，而且还要简便些。当审定论文的教授确证了这一点的时候，都感到非常吃惊。1846年4月，这篇论文在皇家学会上宣读。通常宣读论文的都是作者本人，这一次却不是。因为考虑到麦克斯韦实在太年轻了，论文是由一位教授代读的。 麦克斯韦不但是个少年科学家，而且还是个小诗人。有趣的是，历史上不少著名的科学家都能做诗。罗蒙诺索夫常常把写诗当做消遣，他的颂歌很受叶卡德琳娜女皇青睐。因为这个缘故，罗蒙诺索夫几次幸免于政治迫害。化学大师戴维也是一位诗歌高手，只是因为他在科学方面的成就非常大，他的诗歌创作的光华才被掩盖了。麦克斯韦的诗歌，成就虽然不及罗蒙诺索夫，却也自成一格。他的诗常被同学传抄、朗诵。麦克斯韦一生都没有放弃过写诗的爱好，不过，他却从来没有想过要当一个诗人。他的诗多半是即兴的作品，他常常在亲友们欢聚的时候给他们朗读自己的诗。诗的内容，有不少是科学题材。 麦克斯韦在中学时代，还喜欢玩陀螺。它类似我国儿童玩的那种陀螺，玩的时候用绳子不断地抽打，陀螺就不停地在地上旋转。据说他一生都爱玩陀螺，还教他的许多朋友玩过。另外，对一种叫做活动画筒的玩具，他也有强烈的兴趣。麦克斯韦的这两种爱好，不单纯是为了娱乐，主要还是为了探索科学的道理。这两种玩具的原理，后来都被他应用到科学上去了。 1847年秋天，16岁的麦克斯韦中学毕业以后，考进了苏格兰最高学府爱丁堡大学，专门攻读数学和物理学。他是班上年纪最小的学生，坐位在最前排，站队总是在最后，书包里揣着陀螺和诗集。这个前额饱满、两眼炯炯有神的小伙子，很快就引起了全班的注意。他不但考试名列前茅，而且经常对老师的讲课提出问题。有一次，他指出一位讲师讲的公式有错误。那个讲师起初不相信，回答说：“如果你的对了，我就把它称做麦氏公式！”讲师晚上回家一验算，果然是自己讲错了。 到大学二年级的时候，麦克斯韦掌握的知识已相当广泛了。除了学习必修的功课，他还开始自己搞研究，选题范围涉及光学、电化学和分子物理学三个领域。这对锻炼他独立思考的能力起了很好的作用。不久，他在《爱丁堡皇家学会学报》上又发表了两篇论文。一位赏识他的物理教授，还特许他单独在实验室做实验。 爱丁堡大学给麦克斯韦留下了良好的回忆。在这里，他获得了登上科学舞台所必需的基本训练。但是，三年以后，对麦克斯韦说来，这个摇篮显得狭小了。为了进一步深造，1850年他在征得父亲的同意以后，离开了爱丁堡。转到人才辈出的剑桥大学学习。 利器在手 剑桥大学创立在1209年，是英国首屈一指的高等学府，有优良的科学传统。牛顿曾经在这里工作过30多年，达尔文（1809～1882）也是在这里毕业的。19岁的麦克斯韦初到剑桥大学，一切都觉得新鲜，他几乎每天都和父亲通信，报告自己的见闻、感想和学习收获。第二年，他由于考试成绩优异，获得了奖学金。当时，大学生大多数都是自费，获得奖学金的总是最勤奋的学生。按照规定，获得奖学金的学生都在一起吃饭，因此，麦克斯韦结识了一群有为的年轻人，他逐渐克服了少年时代的孤僻，活跃起来。不久，他被吸收加入了一个叫做“使徒社”的学术团体。这个团体又叫做“精选论文俱乐部”，专门评选学生中最优秀的论文。有意思是，“使徒社”的名称是根据《圣经》取的。因为耶稣只有12个门徒，“使徒社”也只能由12个成员组成，所以整个剑桥大学每届只能有12个学生属于这个团体。这个团体实际上是一个小小的“皇家学会”，必须是最出类拔萃的学生才有资格参加。 这个时期，麦克斯韦专攻数学，读了大量的专著。他的学习方法，不像法拉第那样循序渐进，井井有条。他读书不大讲究系统性，有时为了钻研一个问题，他可以接连几周其他什么都不管；而另一个时候，他又可能碰到什么就读什么，漫无边际，像一个性急的猎手，在数学领域里纵马驰骋。 课后，“使徒社”的成员们常在一起讨论各种问题。他们很欣赏麦克斯韦即兴创作的诗，但是要和他对话却很困难，因为麦克斯韦说起话来，和他读书一样，常常是天马行空，前言不搭后语，一个题目还没有讲完，他跳到另一个题目上去了。他的思路过于敏捷，让人难以捉摸。再加上他还保持着小时候的习惯，喜欢突然提一此奇怪的问题，比如“死甲虫为什么不导电呢？”“活猫和活狗摩擦可以生电吗？”就更使人反应不过来了。有一次，一位朋友同他到郊外散步。整个傍晚，大约都在讨论对某道难题的解法，麦克斯韦不停地说着，对方生怕不能领会，听得很仔细，但是最后还是一句都没有听懂。麦克斯韦这种机枪式讲授法，给他后来当教授带来不少困难。他一生都不被人理解。中学时候他的服装不被同学理解；大学时候他的语言不被人理解；到后来，他的学说也是很长时间不被人理解。尽管“话不投机”，社友们还是把他看做他们中间独一无二的人。麦克斯韦惊人的想象、闪电般的思维能力、讥诮的诗句，把他们征服了。 这是一个奇才，需要名师指点，才能放出异彩。幸运的是，有个偶然的机会，麦克斯韦果然遇上了伯乐，那就是剑桥大学的教授、著名数学家霍普金斯。一天，霍普金斯到图书馆借书，他要的一本数学专著恰被人先借去了。一般学生是不可能读懂那本书的，教授有些诧异，向管理员询问借书人的名字，管理员回答说：“麦克斯韦”。数学家找到麦克斯韦，看见年轻人正埋头作摘抄，笔记上涂得乱七八糟，毫无秩序。霍普金斯不由得对这个青年发生了兴趣，诙谐地说：“小伙子，如果没有秩序，你永远成不了优秀的数学物理学家！”霍普金斯所说的数学物理学家，是指善于运用数学方法解决理论问题的物理学家，通常也称做理论物理学家，需要在数学和物理学上都有很高的造诣。从这以后，麦克斯韦成了霍普金斯的研究生。 霍普金斯学问渊博，培养出了不少人才。有多方面成就的威廉·汤姆生 （就是著名的开尔文勋爵）和数学家斯托克斯（1819～1903），都是他的门下。麦克斯韦在导师的指导下，首先克服了杂乱无章的学习方法。霍普金斯对他的每一个选题，每一步运算都要求得很严格。那时，麦克斯韦还参加了剑桥大学的斯托克斯讲座。斯托克斯比他大12岁，在数学和流体力学上都有建树，他在数学上的重要发现在科学史上曾经有记载。经过两位优秀数学家的指教，麦克斯韦进步很快，不出三年就掌握了当时所有先进的数学方法，成了有为的青年数学家。霍普金斯对他的评价是：“在我教过的全部学生中，毫无疑问，这是最杰出的一个！” 尤其重要的是，麦克斯韦不是一个抽象的数学家。这一点也要归功于他的老师。历来的数学家有两派，一派以古希腊的毕达哥拉斯（约前580～约前500）为鼻祖，认为世界的本原就是抽象的数，数学决定一切；另一派以17世纪的笛卡尔为代表，他指出数学是客观事物的定量反映，也是一种知识工具。这位解析几何的创始人，曾经针对那些纯粹的数学家说：“没有什么比埋头到空洞的数学和抽象的图形中更无聊的了。”这两种对立的态度，导致人们对数学持有两种不同的看法。一种把数学看成纯粹的符号，为数学而数学；另一种却把生动的物理学概念同数学结合起来了，把数学当成研究物理学的手段。霍普金斯和斯托克斯都属于笛卡尔派。 麦克斯韦受到他们的直接影响，很重视数学的作用。他一开始就把数学和物理学结合起来。这一点对他以后完成电磁理论，是重要的。 1854年，23岁的麦克斯韦参加了数学学位考试。主考人是斯托克斯，题目涉及曲面积分和线积分，难度很大。事后大家才知道，那是斯托克斯刚发现的一个定理。这个定理后来对麦克斯韦的电学研究大有帮助。考试结果，麦克斯韦获得了甲等数学优等生第二名。也就是这一年，他对电磁学产生了浓厚的兴趣。法国浪漫主义作家乔治·桑 （1804～1876）说过：“在抽剑向敌以前，必须练好剑术。”麦克斯韦现在掌握了过硬的数学本领，他是利器在手，只等冲锋了。 继续着法拉第的事业 麦克斯韦毕业以后留在学校工作。起初，他研究的课题是光学里的色彩论。不久他读到了法拉第的《电学实验研究》，马上被书中新颖的实验和见解吸引住了。当时学术界对法拉第的学说看法不一致，有不少非议。主要原因是“超距作用”的传统观念影响还很深，旧的大厦动摇了，但是并没有倒塌；同时，也因为法拉第的学说在理论上还不够严谨。作为实验大师，法拉第有许多过人的地方，唯独数学功夫不够，他的创见都是用直观形式表达的。一般的理论物理学家都不承认法拉第的学说，认为它不过是一些实验记录。有个天文学家就公开宣称：“谁要是在精确的超距作用和模糊不清的力线观念之间有所迟疑，谁就是对牛顿的亵渎！”在剑桥大学，学者们也有分歧意见。其中最有见识的，要算威廉·汤姆生了。这位青年教授对电学很有研究，曾经多次向法拉第请教。在麦克斯韦毕业前一年，汤姆生发表了一篇题目是 《瞬变电流》的论文，指出莱顿瓶的放电有振荡性质。麦克斯韦见到论文十分佩服，他特地写信给汤姆生，请求他告诉一些研究电学的门路。汤姆生比麦克斯韦大七岁，他后来没有能够把电磁研究坚持到底。但是，他对麦克斯韦却有不少帮助。麦克斯韦在给父亲的信里曾经高兴地谈到，汤姆生很乐意指教他。 麦克斯韦受这位先行者的启示，相信法拉第的学说中包含着真理。他在认真研究了法拉第的著作以后，省悟出力线思想的宝贵价值，也看到了法拉第定性表述的弱点。这个初出茅庐的青年科学家决心用数学来弥补这一点。 一年以后，24岁的麦克斯韦麦表《论法拉第的力线》，这是他第一篇关于电磁学的论文。在论文中，麦克斯韦通过数学方法，把电流周围存在力线这个现象，概括做一个高等数学里的矢量微分方程。根据这个方程，每一股电流都产生一条环状磁力线。这一年（1855），恰好法拉第结束了长达30多年的电学研究，他在科学笔记里写下了最后一个编号：5430。正是“芳林新叶催陈叶，流水前波让后波”，麦克斯韦接过了这位伟大先驱者的火炬，开始向电磁领域的纵深挺进。 《论法拉第的力线》这篇论文，虽然基本上是对法拉第力线概念的数学 “翻译”，却是十分重要的一步。因为麦克斯韦一开始就使用了数学方法，而且选定了法拉第学说的精髓——力线思想，当做自己研究的起点。这表明麦克斯韦的科学洞察力确实是不同来凡响的。他认准了主攻方向，就坚定不移地研究下去。他后来的一系列论文，步步深入，都是沿着这条正确道路走的。这一点，是他比汤姆生高明的地方。汤姆生已经走到真理的边缘，却迟疑不前；麦克斯韦抓住了真理，就锲而不舍。所以麦克斯韦尽管起步比较迟，却第一个登上了光辉的顶峰。 科学的道路总是不平坦的。正当麦克斯韦的研究很有希望的时候，一桩不幸的事情打断了他的计划。一天，他正在埋头研究几篇新近的电学资料，邮递员送来一封家信。他拿到信，一眼看出不是父亲的笔迹，心头不由一惊。他许久以来担心的事情终于发生了。父亲年老体弱，健康恶化，突然病倒在床。那封信是父亲请别人代写的。麦克斯韦读完信，心里十分焦虑和难过。他对父亲的感情是非常深的。从幼年起，父亲就是他的良师益友，也是整个家庭的支柱。十几年来，他们朝夕相处，十分融洽。麦克斯韦离家求学以后，他们几乎每天通信，交换各种科学思想和对社会的见解，也畅谈有趣的日常生活。 为了照顾父亲，麦克斯韦只得离开剑桥大学，到离家比较近的阿伯丁工作。阿伯丁是英国北部的一个海港，那里的一所学院答应让麦克斯韦担任自然哲学讲师，可是需要等一段时间。麦克斯韦整夜守在父亲床前，尽力减轻老人的病痛。但是不论他怎样小心伺候，还是没有挡住死神的降临。1856年春天快要到来的时候，父亲终于离开了人间。这在麦克斯韦生活中，无疑是不可弥补的损失。他悲痛的心情久久不能平息。 不久，阿伯丁的马锐斯凯尔学院正式聘请他当自然哲学教授。麦克斯韦在就职以前，回到剑桥大学办理一些事务，停留了好几个月。他当时的心情很矛盾。对于母校，他是留恋的，而且父亲已经去世，他留在阿伯丁的意义也不大了，更主要的是他的电磁研究刚刚开始，他不知道在阿伯丁有没有合适的研究条件。但是，马锐斯凯尔学院已经给他下了聘书，据说院长很赏识他，他不好推脱，只得上任了。这一去，他的电磁研究竟推迟了四年。 法拉第的启发 1860年初夏，马锐斯凯尔学院的物理学讲座由于某种原因停办了。28的麦克斯韦离开阿伯丁港，到伦敦皇家学院去任教。他的妻子也随同前往。这次工作调动，是麦克斯韦一生事业的转折点。 在这以前，还有一段小小的插曲。麦克斯韦最初的母校爱丁堡大学，也要聘请一个自然哲学教授。他开始是准备去那里的。应选的一共有三个人，另外两个是他在剑桥大学的同学，其中一个还是中学的同学。三个人里究竟应该取谁，当局决定通过考试来决定。要是论学问，麦克斯韦稳拿第一，但是比口才，他吃亏了。考试结果，麦克斯韦名列最后，连主考人对他的讲课能力都表示怀疑。当时一家爱丁堡杂志评论这件事，也很替他惋惜。俗话说： “塞翁失马，安知非福”，麦克斯韦没有被爱丁堡大学选中，自然是件憾事，但是他却因为这个转到了皇家学院，完成了一生中最重要的贡献。 麦克斯韦在阿伯丁的四年时间里，一直怀着一桩心事，就是想用数学工具表达法拉第的学说。他的这个愿望，1855年只开了个头就搁下了。就是在研究土星的苦战中，只要见到有关电磁学方面的文章，也都会引起他密切的关注。他经常给法拉第写信，探索电磁的奥秘。他的案头一直摆着《电学实验研究》。每次打开这部辉煌的巨著，他的情绪就十分激动。法拉第，这位他当时还没有见过的伟人，给物理学描绘了一幅多么形象的图画啊！电、磁、光、力线、波动……在它们背后隐藏着什么规律呢？ 麦克斯韦到伦敦以后特地拜访法拉第。这是一次难忘的会晤。青年物理学家递上名片，不一会儿，法拉第面带微笑地走了出来。这位实验大师已经年近七旬，两鬓斑白。他同麦克斯韦一见如故，亲切地交谈起来。 这两位伟人，他们不但在年龄上相差40岁，而且在性格、爱好、特长等方面也迥然不同，可是他们对物质世界的看法却产生了共鸣。这真是奇妙的结合：法拉第快活、和蔼，麦克斯韦严肃、机智。老师是一团温暖的火，学生像一把锋利的剑。麦克斯韦不善于辞令，法拉第演讲起来却是娓娓动听。一个不精通数学，另一个却对数学运用自如。两个人的科学方法也恰好相反：法拉第主要是实验探索，麦克斯韦擅长理论
1855年至1856年间，麦克斯韦发表了第一篇电磁学方面的论文——《论法拉第的力线》。这篇论文不仅以抽象的数学形式表示了法拉第直观的力线图像并推进了法拉第的实验研究，而且包含了一系列重要思想，为以后的研究开拓了一条新路。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell 1831--1879) 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦是19世纪伟大的英国物理学家、数学家。1831年11月13日生于苏格兰的爱丁堡，自幼聪颖，父亲是个知识渊博的律师，使麦克斯韦从小受到良好的教育。10岁时进入爱丁堡中学学习14岁就在爱丁堡皇家学会会刊上发表了一篇关于二次曲线作图问题的论文，已显露出出众的才华。1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理。1850年转入剑桥大学三一学院数学系学习，1854年以第二名的成绩获史密斯奖学金，毕业留校任职两年。1856年在苏格兰阿伯丁的马里沙耳任自然哲学教授。1860年到伦敦国王学院任自然哲学和天文学教授。1861年选为伦敦皇家学会会员。1865年春辞去教职回到家乡系统地总结他的关于电磁学的研究成果，完成了电磁场理论的经典巨著《论电和磁》，并于1873年出版，1871年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学教授，负责筹建著名的卡文迪什实验室，1874年建成后担任这个实验室的第一任主任，直到1879年11月5日在剑桥逝世。 麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁波的存在。这种理论遇见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。 麦克斯韦大约于1855年开始研究电磁学，在潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后，坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的愿望，决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。他在前人成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全面的研究，凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文：《论法拉第的力线》（1855年12 月至1856年2月）；《论物理的力线》（1861至1862年）；《电磁场的动力学理论》（1864年12月8日）。对前人和他自己的工作进行了综合概括，将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来，经后人整理和改写，成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。据此，1865年他预言了电磁波的存在，电磁波只可能是横波，并计算了电磁波的传播速度等于光速，同时得出结论：光是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系。1888年德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在。麦克斯韦于1873年出版了科学名著《电磁理论》。系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。在热力学与统计物理学方面麦克斯韦也作出了重要贡献，他是气体动理论的创始人之一。1859年他首次用统计规律得出麦克斯韦速度分布律，从而找到了由微观两求统计平均值的更确切的途径。1866年他给出了分子按速度的分布函数的新推导方法，这种方法是以分析正向和反向碰撞为基础的。他引入了驰豫时间的概念，发展了一般形式的输运理论，并把它应用于扩散、热传导和气体内摩擦过程。1867年引入了“统计力学”这个术语。麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师，他非常重视实验，由他负责建立起来的卡文迪什实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻名的学术中心之一。他善于从实验出发，经过敏锐的观察思考，应用娴熟的数学技巧，从缜密的分析和推理，大胆地提出有实验基础的假设，建立新的理论，再使理论及其预言的结论接受实验检验，逐渐完善，形成系统、完整的理论。特别是汤姆孙W卓有成效地运用类比的方法使麦克斯韦深受启示，使他成为建立各种模型来类比研究不同物理现象的能手。在他的电磁场理论的三篇论文中多次使用了类比研究方法，寻找到了不同现象之间的联系，从而逐步揭示了科学真理。超过1万字
要写好教研论文,首先要选好题目,其次要尽量多地获得这一选题的相关资料,还要实实在在地进行教学研究,做到理论与实践相结合。下面我收集了一些关于初中物理教学论文题目，希望对你有帮助
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6、高中“课题研究”教学案例总结
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8、论物理教育中的科学素养培养
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10、中学物理教学中的美育素材研究
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12、物理教学中学生自学能力培养探究
13、试论物理教学中的科学探究
14、对高考“理科综合”科目的改革的思考
15、未来中学物理教师素质结构之设想
16、现行物理教学大纲及教材的有关评价
17、对高中某一物理概念或物理规律的教学研究(电磁学，光学方面)
18、中学物理教师继续教育问题的思考
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众所周知，网络上的人普遍学历不高，普通又自信。学历比不过就用颜值来说话，颜值比不过就用学历来说话，总能从别人身上找到不足之处，从而衬托自己的优势，实在愚昧可笑。这样的数学大神根本就不在乎流量和网络走红，而是热爱数学这个领域。
韦东奕是一个非常厉害的数学家，目前在北大的数学院做助理教授，也是北大数学院最年轻的教授。北大数学院的院长对于韦东奕给予了极高的评价，认为如果是韦东奕不会的数学题，就一定是题目出错了，这也是对韦东奕数学天分的极高肯定，哈佛大学曾经就像韦东奕抛出了橄榄枝，表示如果韦东奕愿意到哈佛大学就读，不仅可以拿到全额的奖学金，同时还可以免去英语考试，但即使如此，韦东奕还是拒绝了这个邀约。不少网友都非常疑惑，能够被哈佛选中的人为东西到底能有多厉害呢？下面就和小编一起来了解一下吧。
韦东奕极高的数学天分贯穿于他整个学习生涯的始终，在小学时韦东奕面展现出了极高的数学天分。可能是由于父亲的影响，韦东奕的父亲是一名数学院的教授，韦东奕从小看数学书，一看就是一天，对数学非常感兴趣，在初二时就进入了山东师范大学附属中学的奥数训练班进行学习。在初中时就入选了国家队代表国家参加了一系列的比赛比如国际奥林匹克数学竞赛韦东义在其中中已满分的成绩获得第四十九届和第五十届国际奥林匹克数学竞赛的金牌。
在大学时，韦东奕的数学依然没有搁置。他的研究论文甚至被北大评为优秀毕业论文，在他的研究中帮助了很多数学团队解决了一系列的数学难题，甚至还开发出了以自己的名字来命名的数学方程式，这些都对我国乃至全球的数学事业带来了非常大的帮助。
总的来说，韦东奕是一名数学天才，而且韦东奕的职业认同感非常强，即使屡次登上微博热搜，但是对他的生活并没有造成太大的影响，韦东奕还是那个沉迷于数学的天才。
北大回应学生韦东奕走红网络
近日，北大青年教师韦东奕网络走红，6月2日，北京大学北京国际数学研究中心发布声明指出，韦东奕专注于数学世界，为人纯真，生活简朴。韦东奕在校就读和工作期间均得到了师长同学的关心和帮助，不受打扰地学习和工作，取得了引人注目的工作成果。
近期，我校青年教师韦东奕受到广泛关注。韦东奕是一位非常优秀的青年数学家，他于2010年进入北京大学数学科学学院学习，2014年本科毕业后保研继续在北京大学攻读博士学位，2018年博士毕业后在北京大学北京国际数学研究中心作博士后研究，并于2020年入职北京大学数学科学学院。
韦东奕在学生时代曾创下傲人的竞赛成绩。进入研究生阶段后不久，他在三维Navier-Stokes方程正则性问题和二维不可压缩欧拉方程的线性阻尼问题上取得了一系列重要研究进展，研究成果被多个国际著名数学期刊接受并发表，世界闻名的布尔巴基讨论班专题研讨韦东奕与合作者的.研究工作。近年来，韦东奕还与人合作在随机矩阵理论研究中取得重大成果。
韦东奕专注于数学世界，为人纯真，生活简朴。北京大学数学科学学院和北京国际数学研究中心一直致力于为青年数学人才的成长提供指导和支持，韦东奕在校就读和工作期间均得到了师长同学的关心和帮助，不受打扰地学习和工作，取得了引人注目的工作成果。
数学研究需要安静的治学环境。我们也衷心希望社会各界与我们一起营造有利于年轻人专心开展学术研究的氛围。
近日，北京大学数学科学学院助理教授、学霸韦东奕走红网络。
他和大家想象中传统的大学老师有所不同，走红时的形象是：手提馒头、矿泉水接受采访，说话还有点不适太顺畅。
随着他的简历被更多人了解，有网友称他为北大“扫地僧”。
除了北京大学教师这个让人膜拜的身份，韦东奕身上有两个让人印象深刻的标签：博士后、数学神童。今天，开屏新闻就通过对这两个标签的解读来看看这位“扫地僧”究竟有多牛。
博士
公开资料显示：韦东奕2014年毕业于北京大学，获学士学位。2018年，获得北京大学博士学位（硕博连读）。2017年底至2019年11月，为北京国际数学研究中心博士后。2019年12月，成为北京大学助理教授，研究员。
大家都知道博士很厉害，那么博士究竟有多牛很多人都说不上来。今天我们就形象地通过一个圈来了解下。
想象一个圆圈中包含所有人类的知识，当你完成小学、高中毕业时，你知道的知识如下：
当你拥有学士学位后，并获得专业知识如下：
而硕士学位则是深化了该专业：
当你不断学习，通过阅读研究论文等渠道，你将到达人类知识的边缘：
到达边界后，你在边界上努力、再努力。
直到有一天，你突破了边界。你在边界上所造成的这个凸痕就是你的博士学位。
当然，现在的世界对你来说看起来不一样了，是这样的：
据韦东奕于2013年发表的论文中作者简介介绍，韦东奕出生于1992年。也就是说，他在26岁的时候已经走到了人类认知的边界，突破边界后，他看到的世界已经和我们大多数人看到的不一样了！
值得一提的是，他2017年底开启博士后研究。
需要注意的是，在中国，博士后不是学位，而表示的是一段工作经历，取得博士学位是成为博士后的必要条件。
我觉得哈佛为北大数学老师打破百年校规是实力的体现，说明这名老师的实力非常雄厚。
很多同学在问佳木斯大学自考难不难?首先我们来看下什么是自考?高等教育自学考试简称自学考试、自考，1981年经国家批准创立是对自学者进行的以学历考试为主的高等教育国家考试。而佳木斯大学是黑龙江省主管部门和教育考试院指定的官方自考主考院校，佳木斯大学是正规公办大学。佳木斯大学自考难不难?相信大家心里都是有答案的。与普通高考和成人高考在招生对象、考试时间及学制不同，自考是“宽进严出”。考生参加国家考试机构统一组织的单科考试，合格一门，发一门的合格证书，所有科目合格后，方可申请毕业。佳木斯大学自考包过可靠吗?首先先问问自己，所有的科目都能坚定能考过吗?自考是一种过程，一种经历，只有亲身体验过，尤其是只有其中一少部分善于自主学习的考生才是自考的最终胜出者。所以佳木斯大学自考难不难?看到这里，大家就应该知道，这个是比较难的。经过系统的学习后，通过毕业论文答辩、学位，佳木斯大学考核达到规定成绩，符合学位申请条件的，可申请授予学士学位，并可继续攻读硕士学位和博士学位。大自考全国平均通过率一般在10%--30%左右，佳木斯大学自考通过率也可以参考。大自考即是完全通过自己自学，不借助任何辅导班的长线自考。问佳木斯大学自考难不难的朋友们，看下这个通过率，虽然数字不一定准确，但是一定程度上也代表了一些。自考独立办班俗称小自考。小自考就是人们一般说的短线自考。这种自考主要是参加一些办学单位组织的助学班，同时也就国家的政策即办学单位自己能够组织一些科目的考试，另一部分科目是参加国家组织的国家统一考试。佳木斯大学自考包过的说法是没有什么依据的，大家都要统一参加考试，只要是考试就会有不过的可能性。也就是说你的考试科目一部分来自佳木斯大学自学考试，一部分来自你在的办学单位，这种自考要相对简单些，基本上通过率在80%以上，这类小自考通过率相对高很多。自考很难通过率低是针对社会自学考试的考生，这部分考生大多数是有家有业的在职人员或待业人员，这一类人的学习时间少、精力有限，而且缺乏管理和自我约束能力，因而通过率很低，但是对于各大高校为自考生组织的自学考试是不存在这样的问题的。但是大部分的人还是只能通过自学来考试，如果有人跟你说佳木斯大学自考包过，那么你就要打个问号了。另外，2023年佳木斯大学自考预报名已经开启，有意向的朋友们也可以来点击底部官网报名咨询。我们招生老师坐标佳木斯市，是多所学校助学合作办学点，关于佳木斯市成人学历提升有想了解的欢迎提问，我们在线做出专业的解答，为你保驾护航，让你在提升学历的道路上少走弯路！佳木斯大学自考自考报名入口：
你好，自考按照专业考试计划考试，通过所有课程取得毕业证。自考报名考试流程自考分为社会自考和自考助学，自考助学包括个别地区的专本套读以及自考专接本，助学形式包括一、自学考试全日制助学二、自学考试业余助学三、自学考试网络助学四、自学考试集中助学。1、全日制自考或自考助学是自考形式的一种，自考是一种国家考试，个人自学，社会助学三者相结合的一种考试形式与普通自考主要区别在于：第一：自考助学班考生每年需要交纳学费（高起本学制四年，专升本学制2年），由学校负责组织教学与课程学习，在学校上课与统招的学生相同。社会自考生只需要每次向自考办交考试费。第二：自考助学班考生需要达到注册年限方可毕业，一般为注册满两年可以毕业（全部科目考完也不可以毕业）社会考生没有这个要求，所有科目考完就可以毕业。第三：最重要的，自考助学班考生有三分之一课程是由所在助学机构命题，组织考试，这部分科目是肯定可以过的。剩余三分之二课程参加统一考试。社会考生全部都是统一考试关于毕业证，则是相同的。报考助学自考直接咨询学校2、社会自考，普遍的自己报考、自己考试的自考形式。一、报名时间各省报名时间会不同，具体时间按可以参照省教育考试院网站通知。每4月， 10月考试时间，报名时间理论上4月考试报名时间是12月10—25号； 10月考试报名时间6月10—25号；每年的考试时间会有变动。自考时间13年1月1开始，大部分省只有2次机会，4月和10月考试。二、报名地点：自考办或助学班或是主考院校直接报名点；或是根据报考通知网上报考三、报名流程：按照省教育考试院通知的报名流程报名。自考报考条件：面向社会开考的自考专科不需要条件，直接可以报考；面向社会开考的自考本科，有的地区需要专科毕业证才能报名和报考，大部分地区直接可以报名和报考，但是自考本科毕业时都需要专科或以上毕业证，具体按照自考地区报考规定办理。可以同时报考专科和本科专业。委托开考的专业报考有具体的报考条件限制，按照要求报考。四、报考专业报考的专业，可以在自考网上查找相关专业的主考院校及课程设置或是省教育考试院网站。自考是不选择学校的，选择专业就选择了学校，专业与学校是一一对应的1、自考报考专业，主要看自己的需要，如果只是弄个本科学历，选专业越简单越好，如果要自己的工作相关的，有职业目标与学习能力的选择与自己工作相关的专业最好。2、自考简单专业就是纯文科性质的专业，比如经济学、人力资源管理还有就是师范性质的教育专业等等。管理类的专业记忆的东西多，理科专业实践比较强，建议还是选择与专科专业一致或是相关的专业，有些课程自考可以免考，考试科目少点。五、考试阶段根据 教材信息购买教材 根据考试科目安排 报考科目 根据报考科目和科目的教材信息购买教材 教材信息已经公布，在报考时自考办就有 报考时在购买。查询你报考课程的教材信息，根据教材信息购买教材，可以在网上购买也可以到自考办问问，或是大型书店都有。社会考生报考自考需要自行查阅报考简章安排报考，打印考试条（时间为考前一周）、熟悉考点，考试难度较大。实践课程环节要等到实践课程合格后方可报考实践课，具体由主考院校负责报考、考试与公布成绩。会有论文答辩这个重要环节六、申请毕业按照毕业的要求准备好专科毕业证、身份证、自考准考证，各科成绩合格单在规定的时间到自考办申请毕业。申请毕业时间是每年的6月和12月，具体申请时间自考办通知。七、申请学位 自考申请学位按照主考院校的要求申请，一般是要求平均分六十五以上，主干课程七十以上，毕业论文良好或是七十五以上，通过学位英语，有的学校还要求通过学位加试，即本专业主干课加试，还有其他要求，具体以主考院校的规定办理。申请时间是毕业后一年或两年，具体时间也由自考院校定。 自考申请学位，按照主考院校的要求满足条件可以申请，具体申请时间由主考院校通知公布，或访问学校网站查询。
补考时间开学后一个星期，补考之前记住去找老师要范围，都大四了，老师不会难为你，做好一切贮备，呃，准备，祝你顺利过关
佳木斯大学大四在期末考试前一周还有补考机会，如果过不了就等大四6月底的统一大补考，再不过就是7月份的最后一次补考机会，如果还不过就得强制重修，延缓毕业了。在大学期间，学校挂科是有科目限制的，一般都是按照学分进行计算。
其实在补考之前，还有一些办法可以挽救，抓住机会，就能拿到毕业证。在挂科以后，可以及时联系老师，让老师帮忙指点一下，争取在补考过程中一次性通过。
佳木斯大学，坐落于中国最早迎接太阳升起的地方、最佳生态环境魅力城市黑龙江省佳木斯市。学校是黑龙江省重点建设的省属高水平大学，是黑龙江省门类较全且含有医学专业的综合性大学。
截至2017年10月， 学校占地1965亩，建筑面积万平方米，设有25个学院和4个研究院、82个研究所（室）。有2个博士学位授权一级学科，11个硕士学位授权一级学科，5个硕士学位授权二级学科。
俄罗斯博士答辩等很久是因为毕业后才能进行答辩。按照俄罗斯教育改革的新规定，博士生要完成三年的学习任务，只有在毕业后才能进行答辩。改革之前毕业时就可以答辩。博士论文的答辩，需要经过答辩评审专家教授团的严格把关，方可通过。所以俄罗斯博士答辩等很久是因为毕业后才能进行答辩。
一般不会有，但不排除极端情况，比如缺席考试等等。论文答辩前两个月左右会由你的导师为你安排预答辩，会有教研室的几个老师围着你，听你说你的论文并且会给你提问题，然后决定你是否可以继续参加答辩，这个几乎都是可以通过的，不过会有少数人无法通过，所以要好好准备。每位学生都要通过由学院老师组成的答辩小组的答辩才能获取到学位证书，没有通过答辩的学生在毕业的时候只能拿到肄业证，当三年内答辩成功之后在使用肄业证换取学位证书，超过三年答辩没过的学生将没办法获得学位证书。
最核心难题的是准备论文，论文只要完成让您去答辩了，其实也就ok了，答辩委员会会根据您的论文让您回答问题，这个问题可以提前准备。回答完准备的问题，会由答辩委员会的成员向您提问临时性问题，这个一般不会特别难，只要上了答辩，就能应付的来的。