二、负疚剑桥

剑桥大学创立于 1209 年，是历史悠久的大学，也是英国首屈一指的高等

学府，它有着很好的科学传统。牛顿曾在这里工作过 30 多年，达尔文也毕业

于此。麦克斯韦初到剑桥，年仅 19 岁，他这个青年对大千世界的一切都感到新鲜。他几乎每天都和父亲通信，谈论这时的所见所闻和自己的学习收获。在剑桥，麦克斯韦依然保持着他惯有的勤奋作风。他的学习出类拔萃，

第二年以优异的成绩考取了奖学金。按剑桥的规定，获得奖学金的学生在同一桌吃饭，麦克斯韦因而结识了一群有志有为的年轻人。他也渐渐克服了少年时代的羞怯，变得爱与人交往，因为这些有才华的年轻人毕竟情投意合，而且相互钦佩。

在这所学校中，有一群才华横溢使学校四壁生辉的自由古典派学者，他们组织了一个团体称为使徒俱乐部。这是一个科学团体，意为耶稣的 12 个门

徒，人数以 12 人为限，实际上是一个有建设性的学会，只有有真才实学的学生才有资格参加。麦克斯韦的才华引起了这个团体的注意，他们吸收他为会员。

在剑桥，麦克斯韦专攻数学，读了大量的专著。此时，他的学习方法还很没有条理性、系统性，有时候为了钻研一个问题，他接连几周目不旁顾，而有的时候，他又不加选择，漫无边际地博览。课余时间，他常常和使徒社的朋友们聚在一起，探讨各式各样的问题。他们宣讲论文，进行辩论，提出批评，交流意见，有时也即兴作诗。朋友们十分欣赏麦克斯韦的诗才，但是与他谈话交流却非常困难，因为麦克斯韦说起话来和他读书一样，思维跳跃性非常大，常常如天马行空，自己心中明白，表达出来却前言不搭后语，往往一个论题没有讲完，又跳到另一个题目上。而且他的思路怪异，总爱提出一些让人摸不着头脑的怪问题，比如什么“死甲虫为什么不导电？”，“活猫和活狗摩擦可不可以生电？”，让人无从回答。尽管同伴们与他交流起来困难，但是仍把麦克斯韦看做他们中间独一无二的人。麦克斯韦惊人的想象力，敏捷的思维，讥诮的诗句使他们折服了。

一块朴玉，要有名师的雕琢才能成为佳品，一个奇才，也需要名师点拔才能有所成就。在剑桥，麦克斯韦通过一次极为偶然的机会遇到了一位好老师，那就是剑桥的教授、著名数学家霍普金斯。一天，霍普金斯因研究需要要借一深奥的数学专著，到图书馆一查，发现这本书已经被一位青年借走了。这本书一般学生是不可能读懂的。霍普金斯感到诧异，询问借书人的名字，管理员告诉他是“麦克斯韦”。他找到麦克斯韦，发现他正在埋头做摘抄，笔记上涂得五花八门，毫无头绪。霍普金斯觉得这个年轻人不一般，走上前去诙谐地说：“小伙子，如果没有秩序，你永远成不了数学物理学家。”就这样，麦克斯韦成了霍普金斯私人班级的第 15 个学生。

霍普金斯是个学识渊博的人，也是一名地球物理学家，人们称之为“造就数学学位考试一等生的工匠”。如果一个教师的水平通过他教出的学生水平来鉴定的话，霍普金斯毫无疑问地荣登榜首。在他门下，卓越的人才层出不穷：汤姆孙、斯托克斯、凯利、费勒斯、泰特、劳思⋯⋯

麦克斯韦在导师的影响下，首先克服了原先那种杂乱无章的学习方法。霍普金斯是个很严谨的人，他对麦克斯韦的每一个选题乃至每一步运算的要求都很严格。更重要的是，霍普金斯不是一个抽象派的数学家。在数学史上，

数学家们大抵分为两派，一派以古希腊的毕达哥拉斯为创始人，认为世界的本源就是抽象的数，一切客观事物都是由数构成的；另一派则是 17 世纪的笛卡尔创立的，他认为数学是客观事物的定量反映，是人类用于了解客观事物的工具。这两种对立的派别影响到后来人们对数学的不同看法，一种把数学看作纯粹的符号，另一种则把数学当作手段。霍普金斯和他的学生，后边我们还要谈到的数学家托克斯都属于后者。在导师的指导下，麦克斯韦也受到这样的数学哲学的影响，很重视数学的作用，把数学当作解决问题的工具，这使得他一开始就把数学和物理结合起来，对于日后完成电磁学理论，无疑起到关键性作用。

在跟随霍普金斯学习的同时，麦克斯韦还参加了数学家斯托克斯的讲座学习。斯托克斯比他年长 12 岁，在数学和流体力学上有很高的造诣，曾经发现过函数极限的一致收敛性。麦克斯韦在这两个优秀的数学家指点下，进步非常快，他用了不到三年的时间就掌握了当时所有先进的数学方法，成为一名青年数学家。霍普金斯盛赞他说：“在我所教过的学生当中，毫无疑问，这是我所遇到的最杰出一个。”

1854 年，23 岁的麦克斯韦参加了数学学位考试。主持人是斯托克斯，题目涉及曲面积分和线积分，非常难。事后大家才知道，这原来是斯托克斯刚刚发现的一个定理。这个定理后来对麦克斯韦从事的电学研究帮助很大。考试结果，麦克斯韦取得了甲等数学优等生的第二名。在剑桥的学习，给麦克斯韦打下了坚实的数学基础，为他以后从事物理学研究创造了条件。

毕业后麦克斯韦留在了剑桥的三一学院任研究员。在这段时间中，他研究的课题是光学上的色彩论。不久他读到了法拉第的《电学实验研究》，于是很快被书中新颖的实验和见解所吸引，对电学产生了浓厚的兴趣，并且发表了他的第一篇关于电磁学的论文——《法拉第的力线》，有关这篇论文我们后面将系统谈到。

正当麦克斯韦刚刚踏上科学研究之路的时候，一件不幸的事使他不得不停了下来。一天他在埋头研究学术资料的时候，邮差送来一封家信。收到家信，对于麦克斯韦本是平常事，但这回一见信，麦克斯韦便涌上一种不祥之感——信封上不是他所熟悉的父亲的笔迹。他长期以来一直担心的事情终于发生了，父亲年老体弱，身子一天比一天差，现在已经卧床不起了。信是好心的邻居代写的。麦克斯韦读了信，十分焦虑和难过。他与父亲的感情是无法用语言来表达的。自母亲去世后，父亲不仅担负起抚养和教育他的全部重任，而且还是他的良师益友。他们朝夕与共十多年，麦克斯韦离乡求学后，一直没有中断与父亲的通信联系。而今天，他刚刚可以立业，可以通过自己的有所作为来报答父亲养育之恩的时候，父亲却一病不起。

为了照顾父亲，麦克斯韦离开了环境非常好的剑桥，到离家较近的阿伯丁谋职。阿伯丁是英国北部的一座海港，那里的一所学院同意考虑让麦克斯韦担任物理学（自然哲学）讲师。麦克斯韦尽心尽力地照顾着病榻上的父亲，力图减轻老人的病痛。但是一切努力都无济于事，当 1856 年的春天要来临的时候，父亲病故了。这件事对于麦克斯韦来说，是永远难以弥补的损失，他长时间沉浸在悲痛中。

不久，阿伯丁的马里斯查尔学院向他发出邀请，正式聘用他为自然哲学的讲师。在去之前，他思虑了许久，对于剑桥，他还是非常留恋的，而且父亲已经去世，再到阿伯丁去已经没有意义，更主要的是，他的科学工作刚刚

开始，他不知道在阿伯丁是否有合适的研究条件。但是，麦克斯韦的人品决定他要守信用，于是他还是去阿伯丁上任了。