在欧美各国,科学研究不仅在科技圈内盛行,在整个社会都很受推崇。尤其是在欧洲,很多贵族、贵妇争相参加科学讲座,以掌握科学知识为荣。
重视科学研究,在某种程度上,也可看作是欧美各国加速近代化的重要原因。
在当今科学界,电学可谓是显学,但人类对电学的研究为时已久。1752年,美国开国先贤富兰克林曾做过一个大胆的实验:在雷雨天用风筝引电,证明闪电就是放电现象。
这个风筝实验很有名,许多科学家都很感兴趣,争相效仿。1753年7月,俄罗斯科学家利赫曼在实验中不幸遭电击身亡。
进入十九世纪后,人类电学研究开始加速。在此之前,欧洲科学家对电学已有认识,揭示了静电力基本特性、电荷守恒和静电感应三大原理。
但是,欧洲科学家只是猜想出了这三大原理,尚未经过定量化的科学验证。他们一直把电和磁作为独立的、互不相关的现象进行研究。电学权威如安培和毕奥等科学家,就曾一再断定,电和磁不会有任何联系
1807年,丹麦科学家奥斯特开始隐约地认识到电和磁之间存在某种联系。奥斯特致力于研究电与磁之间的关联,但一直找不出证据。
同一时期,1810年,意大利物理学家亚历山德罗·伏特发明了第一个可实用的电池。因为这个原因,法国皇帝拿破仑一世封他为伯爵。
1810年,对照中国纪元为清朝嘉庆十五年。这一年,中国仍是万马齐暗,可资记载的只有三件大事:京师查禁鸦片、朝议漕粮能否改为海运、增设广东水师提督衙门,加强广东海防。
1820年,丹麦科学家奥斯特在课堂上无意中发现,电流通电后,放置在电线旁的磁针发生了偏转。
这便是人类在电磁效应上的最初发现。当年,奥斯特撰写论文《磁针电抗作用实验》,在法国科学杂志《化学与物理学年鉴》上发表。
自此之后,人类在电磁方面的研究开始加速。1831年,法接第成功做出磁生电的实验。
到1858年,电磁现象三个最基本的实验定律:库仑定律、毕奥-萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律已被总结出来。
光、电、磁之间存在着紧密的关联,得到了越来越多科学家的认可。但是,如何解释这种关联,如何证明这种关联,是一件科学难题。
当前,欧美最流行的理论是“超距作用说”。这种理论可以大致解释电磁现象,受到科学家们的追捧。
超距作用否认了电磁反应的复杂性,为了自圆其说,就发明出了“场”的概念,认为电磁通过场产生作用力。
这是一种差强人意,但经不起推敲的理论。直到1865年,天才的数学家麦克斯韦,发明了麦克斯韦方程组,才从数学角度论证出电磁的本质,揭示出光就是一种电磁现象。他把光、电、磁统一起来,建立了经典电磁学理论。
麦克斯韦的电磁学理论经过赫兹的实验验证,成为物理学界的主流理论,最终引领人类进入了电气时代。
杨烜是个穿越者,当然知道大名鼎鼎的麦克斯韦方程组。遗憾的是,这是一个复杂的方程式,数学推导的过程很艰涩。杨烜只依稀知道麦克斯韦的结论,并没学过如何推导麦克斯韦方程组,也不知道怎么推导。
偏偏,当前电学的关键,便是推导出这个麦克斯韦方程组,建立统一的电磁学基础理论,为光、电、磁的统一提供理论解释。
可行的方法有两个:一、集中全国最顶尖的数学家,从结论反推,攻克麦克斯韦方程组。二、从英国请来麦克斯韦。