第三十八回：茶壺煮餃子笨女婿失去講座，實驗加方程物理學登上高峰
——電磁理論的創立上回說到法拉第通過實驗發現電磁感應現象，並從直觀的猜想出發提出了力線、場的假設，但是他一時無法用實驗去證實，便將這預言封了一條錦囊存入皇家學院地下室的文件櫃裡，專等知音上門。
他1832年3月將這預言存起來，就這樣靜靜地整整等了二十三年，還未見有一人上門，也未聽到一句能理解他的熱乎話。相反，倒是常有不少人，包括當時一些著名的物理學家，常諷刺挖苦他連牛頓這個老祖宗也翻臉不認了。他在工作得實在很疲倦時，靠在椅子上閉目養神，有時會想起開普勒在發現三定律後說的那段話：反正我是發現了，也許到一百年後才會有人理解。唉，看來此生我只好忍受這種發現的孤獨了。一天他正這樣唉聲歎氣地翻著每天收到的一大疊學報、雜誌，忽然眼前一亮，一篇論文的題目跳進眼簾：《論法拉第的力線》。他就如鐵漢揀著一塊甜麵包一樣，一口氣將那些字，連標點都掃了個精光。這確是一篇好論文，是專門闡述他的發現、他的思想的，而且妙在文章將法拉第充滿力線的場比做一種流體場，這就可以借助流體力學的成果來解釋；又把力線概括為一個矢量微分方程，可借助數學方法來描述。法拉第從小失學，未受正規學校訓練，最缺的就是數學，現在突然有人從數學角度來為他幫忙，真是如虎添翼。他忙看文章的作者是誰，卻是一個陌生的名字：詹姆斯•克拉克•麥克斯韋。從這一天起他就打聽這個作者，但是就如這篇突然出現一樣，作者也突然消失，真是來無躁去無影。法拉第只好望著天花板歎氣了。
就在法拉第乍喜又憂、無可奈何之時，通往蘇格蘭古都愛丁堡的大路上正匆匆走著一個小伙子。他滿臉熱汗，衣襟敞開，像有什麼急事在攪得他心緒不寧，催得他行步如風，埋下頭來只顧趕路。這人正是麥克斯韋(1831-1879)。他本是在倫敦劍橋大學畢業後留校工作的，但是前幾天突接家裡來信，說父親病重，便放下手頭的工作趕回老家來了。
麥克斯韋生於1831年11月13日。正好是法拉第發現電磁感應那一天後的第三十三日。好像上帝將他送到人間就是專門準備來接法拉第班似的。麥克斯韋九歲那年母親因肺病去世，於是他從小與父親相依為命。他父親是一位極聰明、極不受傳統束縛的工程師，一次他將桌上擺了一瓶花教兒子晝寫生。不想卷子交來，滿紙都是幾何圖形，花朵是些大大小小的圓圈，葉子是些三角形，花瓶是個大梯形，父親摸著兒子稚氣的臉蛋說：“看來你是個數學天才，將來在這方面必有所成。”於是便開始教他幾何、代數。這麥克斯韋也真是個神童，在中學舉辦的一次數學、詩歌比賽中，他一個人竟囊括了兩項頭等獎，十五歲那年中學還未畢業就為了一篇討論二次曲線的論文，居然發表在《愛丁堡皇家學會學報》上，十六歲考進愛丁堡大學，一次上課，他突然舉手站起，說老師在黑板上推導的一個方程有錯，這位講師也不客氣地說：“要是你的對，我就叫他‘麥氏公式’！”不想這位老師下課以後仔細一算，果然是學生對了，愛丁堡大學實在容不下他這個天才，1850年父親又把他送到出過牛頓、達爾文的劍橋大學。1854年他以數學優等第二名的成績畢業，立即對電磁生成濃厚興趣。第二年即發表了《論法拉第的力線》。正當他才華初露要在這新領域裡拓地奪標之時，忽得家信，便急急趕回家裡來。
這麥克斯韋是一個孝子，一進家門見父親形容枯槁，臥床不起，想起幼年失母，父親拉扯自己的艱難，不覺抱頭痛哭。接著他終日侍藥床前，百般溫順。為能就近照顧病父，他又寫信給劍橋大學，辭去職務，準備在離家不遠的阿伯丁港的馬銳斯凱爾學院任教，但第二年父親便磕然長逝，他也就到馬銳斯凱爾學院上任，主持一個“自然哲學”的講座。
不想這麥克斯韋雖滿腹學問，卻極不害辭令，茶壺煮餃子，有貨倒不出。他第一次登台，說起話來如機槍掃射一般，一堂課的內容半節課就講完，他以為已講清的問題，學生卻瞪目搖頭，他再講一次，學生的思想還是趕不上他的舌頭。第一堂課就這樣草草而過。他滿頭大汗，學生滿肚子意見，校方雖還不好意思說什麼卻也露出不滿。麥克斯韋從小學習拔尖，一直受老師同學的尊重，何曾嘗過這種為人恥笑的滋味。第二天一早他就夾著幾頁講義跑到校園的小花園裡對著一棵高大的刺玫瑰，兩腳抓地，雙目平視，一手持稿，一手斜舉，清清嗓子，便嘟嚕嘟嚕地演講起來。正當他進入角色之時，忽聽得後面一串銀鈴般的笑聲。他一回頭不見人影，又靜下心來對花上課，後面笑聲又起。立時，昨天羞愧未退，今時惱怒又生。他大喝一聲：“誰家女子，如此無禮！”這時樹後門出一個姑娘，自衣綠裙，豐臀細腰，臉生紅雲，目含秋波，就如這眼前的玫瑰；體態輕盈又似園中的新柳。姑娘手中捏著一本書，趨前幾步，輕輕地說：“先生，對不起！”雖只五個字，卻伶牙利齒，抑揚頓挫，而又表情得體。麥克斯韋一看就知道是個大家閨秀，反倒覺得自己剛才不該粗魯。
姑娘問道：“你起得這麼早，一個人在這裡和誰講話呢？”
“我是剛來的教師，不會講課，一講起話來就緊張得收不住舌頭，因此趁早起無人，自己多練習練習。”
“這並不難，我教你一個妙法。你自己覺得快時，就馬上咬住自己的舌頭尖，話頭自然就可以收住。靜靜神，理理思路再慢慢說就是。如果你不見怪，我就來作你的學生，陪你練一次，總比那沒有表情的刺玫瑰強吧！”
麥克斯韋這樣試了一次果然見效。他請問姑娘大名，原來她叫瑪麗，正是院長的女兒，就更生敬意。自此，麥克斯韋天天起早，來這花園練講，瑪麗也天天來這裡看書陪練，三日兩月，二人便漸生愛慕之心，便指花為媒，暗訂終身。院長喜愛麥克斯韋，事後也就欣然同意招他為婿。
閒話擱過，冬去春來，轉眼到了1860年，麥克斯韋來這裡已經四個年頭，他關於土星光環、氣體力學的研究也已取得兩項重要成果，雖是無暇光顧他時刻掛念的電磁學。而這時又趕上馬銳斯凱爾學院和另家學院合併，他主持的講座也被撤銷，新的飯碗還不知在哪裡。這時他的母校愛丁堡大學正要招一名自然哲學講座教授，他連忙報名。同考的共有三人，論學問和名聲，他自然會穩被錄取。不想在口試的時候，他面對台前母校裡的那些老一輩師長，不覺又緊張起來，雖然也努力去咬舌頭，但反而時快時慢，話語斷斷續續。最後竟因“口頭表達能力欠佳”而落選了。他和妻子本不願再到外鄉謀生，老丈人當然更願他和自己的獨生女留在身邊，共享天倫之樂，無奈這個心靈舌笨的女婿一試落選也只好垂頭喪氣。於是麥克斯韋只好帶著妻子又來倫敦投靠皇家學院。但塞翁失馬，賽知非福？他萬沒想到在愛丁堡落選，卻成就了他的一番事業。
再說法拉第自從讀了麥克斯韋的那篇文章後，就每天留心有無類似的文章問世，同時也打聽麥克斯韋的消息，誰知就如彗星劃過天空一樣，知音來得快，走得也快，歲月流逝，杳無消息。而他也一天天的老了，到1860年他已是一個七十九歲的龍鍾老人，越發悲傷自己抱卞和之玉不為人知，莫非那地下室裡的文件真要到幾百年後才去兌現嗎？這天早晨他拄著枴杖在自己門前的草坪上散步，還是想那件放不下的心事，這時遠處是來一男一女，男的年輕瀟灑，女的恬靜美麗，他看著這兩個人忽然覺得那就是四十年前自己和妻子薩拉的影子。唉，老了，青春一去不復返了。這樣想著，那對男女已經走到眼前，女的手中提著花花綠綠的一大堆禮品，男的趨身近前彎了一下腰，恭敬地問道：
“你可是尊敬的法拉第先生？”
“是的，我就是那個普普通通的邁克爾•法拉第。”法拉第最怕人對他恭維，所以在自己的名字前面總要加個定語。
“我是您的忠實的學生麥克斯韋。”
“你就是寫論文談我的力線的麥克斯韋先生嗎？”
“是的，我在您的面前，在您的學識面前，不過是個小孩子。”麥克斯韋整整小法拉第四十歲呢。
當法拉第證實他面前的就是麥克斯韋時，他一把摔掉枴杖，眼裡頓時放出光芒，麥克斯韋也一下撲上去兩人緊緊地擁抱在一起。一個實驗大師，一個數學天才，這是物理和數學的擁抱，是物理學的大幸。法拉第又喊：“薩拉，來貴客了！”薩拉一見瑪麗立即就從心裡生出一種由衷的親熱。這兩個女性，在科學史上無數科學家的妻子中她們是少有的美麗、溫柔，終身勤勤懇懇，默默無聞地支持丈夫的研究。兩位夫人一見如故，使到客廳裡敘話，又到廚房裡弄菜。法拉第早拉著麥克斯韋進了書房。
法拉第說：“我等你等得好苦。你終於回倫敦來了。”
“是你身上的磁場太大了，終於又把我吸引回來。這回不但回到倫敦，還回到皇家學院，回到你的身邊。”
法拉第謙虛她笑了一笑說：“可惜我老了。不過還來得及。第谷向開普勒交班時，生命只剩下一年。上帝能再給我一年也就夠了。”
“老師您會長壽的。”
“祝我們的新理論長壽吧！”
兩人高興得哈哈大笑起來。
法拉第經過幾年的研究，已經證明了磁能變電，能變出電流，能變出電場。電流和電場還不一樣，前者很明顯能使導線發熱，能電解水，叫傳導電流。後者雖也有電流的某些性質，但很不明顯，聰明的麥克斯韋就給它起一個名字叫“位移電流”。傳導電流能激發出磁場，影響磁針偏轉，那麼這位移電流(電場)能不能激發出磁場呢？這不比那具體的有熱感能擊人的電，也不比那很明顯能吸鐵的磁，它們實在太不明顯了，太玄秘了，法拉第實驗了多少年還是沒有我見他們的聯繫。正像一些微雕專家在一根頭髮絲上能刻一首詩一樣，他早已不靠眼而只靠感覺來指揮了，事情往往到極微妙的程度時倒不是用實驗而是用推理來決定了。這個難題果然由麥克斯韋用數學公式推導出來了。1865年——請讀者記住，這是科學史上電磁理論的誕生年麥克斯韋發表了一組描述電磁場運動規律的方程。他證明變化的磁場可以生成電場，變化的電場又可生成磁場，這比法拉第的磁性能生成電流，電流生成磁性又高一籌了。磁場→電場→磁場→電場，這兩個場的作用不斷運動著，並不是像牛頓力學描述的那樣的真空超距作用。法拉第的預言得到了最完美的闡述和嚴密的數學證明。而且更妙的是麥克斯韋用自己的方程居然推出了電磁波的速度正好等於光速，這又證明光是一種磁波。光學和電磁學在這裡匯合了。當年牛頓和胡克、惠更斯為了光的本質發生一場多麼傷感情的爭吵啊，今天才回到真正的統一。
正是：
牛頓攀登靠人梯，
麥氏蓋樓有基石，
科學從來是接力，
接過舊知創新知。
法拉第畢竟比第谷是幸運的。他看到自己理論的完善，看到了接班人的業績。在電磁理論確立後的第二年——1867年，這位電磁學的開山祖滿意地離開了人世。而麥克斯韋在1865年發表公式後，就立即退避到鄉間老家的莊園裡，杜門謝客，寫作詳細闊述這一理論的《電磁學通論》。到八年後這本可以和牛頓1687年出版的《自然哲學》媲美的巨著終於出版。牛頓築起一座經典力學的大廈，而麥克斯韋則蓋起一座經典電磁學的高樓。物理學經過186年的艱難攀登，終於又躍上了第二高峰。
再說這麥克斯韋躲到鄉下去寫書，而倫敦方面哪允許這樣的名牌教授去隱姓埋名、悠然自得？他的母校劍橋大學更是派人今日叫，明日請，左一封信右一封書，終於把不願割捨田園之樂的麥克斯韋夫婦又請回了倫敦。麥克斯韋一邊籌劃劍橋大學的第一個物理實驗室——卡文迪許實驗室，一面開設講座，講解他的電磁理論。但是他的理論太高深了，曲高和寡，聽講的人越來越少。
電磁學的進程
證實電磁波的存在：赫茲(1888)
建立電磁理論：麥克斯韋(1865)
發現磁變電：法拉第(1831)
發明電磁鐵：斯特詹(1825)
發現電變磁：奧斯特(1820)
發現磁能吸鐵指南：戰國時期(前475)
1879年，麥克斯韋雖然才四十八歲，但是他已走到自己生命的最後一個年頭。曾奪去母親生命的肺病現在又來纏他了。他身體虛弱，氣力不足，但還是按時上課。這天他走進寬大的階梯教室，只有前排坐著兩名學生，教室空蕩蕩的。這個著名的教授、理論物理學家在講壇上好像從未交了好運。他知道學生們聽不懂他的思想，一個個都自動缺席了。他側身問坐在前排的兩名學生：“你們為什麼不走呢？”這兩名中有一個就是後來發明了電子管的弗萊明。他恭敬地站起來說：“先生的理論我能聽懂，太完美和諧了，簡直是一門自然美學。”另一名說：“走了的人裡也有人是能聽懂先生的理論的。但是他們說，現在還沒有人用實驗找見電磁波，所以也就不相信、不願聽了。”
麥克斯韋說：“會發現的。理論總是要超前一步的。牛頓1687年公佈萬有引力，勒維烈1846年才找見海王星，過了159年。我相信電磁波的發現不會再等一百多年了。”
麥克斯韋說著翻開講義，向兩個忠實的學生笑了笑，對著空空的大教室，又像是對著世界，對著未來，繼紙續認真地講著他的理論。而他的預言也沒有錯，這時在和英國一海之隔的法國，已經給他準備了一個二十二歲的接班人。到底此人是誰，電磁波找見沒有，且聽下回分解。