少年数学家
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,看起来有些象彗星那样突然出现,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。他还没满十五岁, 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很自豪。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)①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 年四月,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,十六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:“如果是你的对了,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经相当广泛了。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,
① 笛卡尔,十七世纪法国著名数学家、物理学家和哲学家,曾经创立解析几何,在物理学上也有很大贡献。
转到人才辈出的剑桥大学学习。