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竹，玩的时候用绳子提拉，一面飞速旋转，一面发出嗡嗡的声响。据说麦克
斯韦毕生都爱玩这个，还教他的朋友们玩。二是一种叫活动画筒的玩具，他
也极感兴趣。这种玩具大概类似于万花筒。麦克斯韦的这两种游乐兴趣，并
不仅仅是出于娱乐，因为这两种看似简单的玩具中，包含着复杂的科学原理。
而在以后，这些原理都被他应用到科学上。
1847年，麦克斯韦16岁，中学毕业，进入爱丁堡大学学习。这里是苏
格兰的最高学府。他是班上年纪最小的学生，但考试成绩却总是名列前茅。
他在这里专攻数学物理，并且显示出非凡的才华。他读书非常用功，但并非
死读书，在学习之余他仍然写诗，不知满足地读课外书，积累了相当广泛的
知识。
在爱丁堡大学，麦克斯韦获得了攀登科学高峰所必备的基础训练。其中
两个人对他影响最深，一是物理学家和登山家福布斯，一是逻辑学和形而上
学教授哈密顿。福布斯是一个实验家，他培养了麦克斯韦对实验技术的浓厚
兴趣，一个从事理论物理的人很难有这种兴趣。他强制麦克斯韦写作要条理
清楚，并把自己对科学史的爱好传给麦克斯韦。哈密顿教授则用广博的学识
影响着他，并用出色的怪异的批评能力刺激麦克斯韦去研究基础问题。
在这些有真才实学的人的影响下，加上麦克斯韦个人的天才和努力，麦
克斯韦的学识一天天进步，他用三年时间就完成了四年的学业，相形之下，
爱丁堡大学这个摇篮已经不能满足麦克斯韦的求知欲。为了进一步深造，1850
年，他征得了父亲的同意，离开爱丁堡，到人才济济的剑桥去求学。
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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，
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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
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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