電磁學大師馬克士威爾的科學、愛情與理念
內容簡介
✴大人、學生愛上物理的啟蒙讀物✴
近代物理先驅馬克士威爾
十九世紀最偉大的斜槓科學家！
★發表馬克士威爾方程組統整電磁學（電磁學）
☆推論土星環由大量小顆粒組成（天文學）
★應用概率和統計方法描述氣體分子性質（氣體動力學）
☆透過三原色疊加原理拍出世上第一張彩色照片（光學）
★喜愛文學與哲學的兼職詩人（文學與哲學）
馬克士威爾一生的科學成就不勝枚舉，被譽為有史以來三大重要物理學家，僅次於牛頓和法拉第。馬克士威爾方程組概括一切電磁現象，開啟日常生活的無線電波時代，舉凡通訊、微波、紅外線、X射線……等，成為人類不可或缺的夥伴。他利用三原色光混合法，製作出第一張彩色照片，現今電視、電腦的色彩顯像，都是利用此原理。他擔任劍橋大學卡文迪許實驗室第一任主任和物理教授，負責興建近代科學史上第一個專業的科學實驗室，該實驗室培養出26位諾貝爾獎得主，成為科學界的一個奇蹟。
這樣一位偉大的科學家，小時候被同學戲稱為「呆頭鵝」，中學時最喜愛的是詩作及散文，最摯愛的家人是父親、妻子與狗兒。他用電池、電阻、電壓作比喻來寫情書，用詼諧幽默的詩和散文作科學辯證。即便有如此大的科學成就，馬克士威爾卻說：「世上萬物從無到有，科學對這個問題絕對是無能為力，我們已來到自身思考能力的極限，因為我們承認了萬物不可能永遠獨立存在，所以一定是受造而生。」展現了科學家在造物主面前的謙卑。
⭔讚譽⭔
「如果我能看得更遠，不是因為站在牛頓的肩膀上，而是站在馬克士威爾的肩膀上。」——愛因斯坦
「你若問我，誰是馬克士威爾？我會說：他出生於愛丁堡，在劍橋大學受教育，他的成就影響了全世界，是古典物理與近代物理最重要的貢獻者。」——德國物理學家普朗克（Max Planck, 1858-1947）
「牛頓之後，科學界最重要的物理數學家是馬克士威爾。他由土星環的研究，開展氣體動力論，指出土星環的存在，就是氣體動力論的實證。他將物理與天文連接，促成了近代天文物理的重大發現。」——英國數學物理學家金斯（James Jeans, 1877-1946）
「馬克士威爾給我最大的影響，是教導我怎麼思考。」——義大利物理學家費米（Enrico Fermi, 1901-1954）
「馬克士威爾是百年難得一見的天才，他的研究領域非常廣泛，而經過他的研究，每個領域都帶來全新的改變。」——英國物理學家庫爾森（Charles Coulson, 1910-1974）
作者簡介
張文亮
從前在彰化有個問題國中生，上課第一次聽到波義耳定理，一肚子問題問不到答案，意外鬧到幾乎要被退學，後來成了美國加州大學戴維斯分校水土空氣資源系博士，主修物理，副修化學和生物。回到臺灣大學任教後，變成推動生命教育的「河馬教授」，在課堂上，他把冰冷的科學變成一堂堂精采的故事。有人稱他是「教育工程師」，也有人說他是最會說故事的科學家，他寫了一個又一個科學大師的故事，作品屢獲金鼎獎、吳大猷科普獎、好書大家讀最佳少年兒童讀物獎。自臺灣大學退休後，目前從事演講、持續寫作，擔任特殊兒童教育、生態教育義工。
著有：
《南丁格爾與近代護理》
《兄弟相愛撼山河：威伯福斯與克拉朋聯盟》
《電學之父：法拉第的故事》
《生命科學大師：遺傳學之父孟德爾的故事》
《隱藏的種子——史華璐：近代食品安全的改革者》
《科學大師的求學、戀愛與理念》（全套五冊）
《深入非洲三萬里：李文斯頓傳》等
目錄
作者序
Part 1：童年與求學時期
第1章 莊園的童年 024
第2章 孤獨的孩子 028
第3章 認識一生的好友 032
第4章 天才浮現 038
第5章 愛丁堡皇家學會的旁聽生 047
第6章 才華初展 053
第7章 與偉大的心靈相遇 060
第8章 愛丁堡大學最滑稽的一門課 065
Part 2：在劍橋大學的學習
第9章 喜愛寫詩的學生 072
第10章 參加查經班 078
第11章 考數學的方法 083
第12章 我在上帝面前的責任 087
第13章 一個學生的午夜詩篇 091
第14章 第一次的禱告 095
第15章 劍橋大學的傳奇老師 098
第16章 第一次遇到法拉第 102
第17章 劍橋大學畢業 107
Part 3：研究教學與夫妻合作
第18章 進入電磁學的研究 112
第19章 第一篇電磁學的研究報告 117
第20章 視覺與顏色的研究 121
第21章 輕鬆學好數學 127
第22章 工人教育 131
第23章 求職記 135
第24章 沉重打擊 139
第25章 土星環的奧祕 143
第26章 法拉第的來信 149
第27章 蓋爾語的教授 152
第28章 願妳與我同行 156
第29章 為什麼我的天空滿是陽光？ 161
第30章 夫妻的合作 166
第31章 為了研究，家都快不能住了 171
Part 4：倫敦國王學院任教時期
第32章 烏龍事件 176
第33章 有趣的課 181
第34章 與法拉第合作 184
第35章 世界博覽會的解說員 187
第36章 電學單位測定的標準化 190
第37章 彗星的尾巴 196
第38章 水手之歌 199
第39章 馬克士威爾定律的由來 203
第40章 我，有五月的陽光 207
Part 5：大眾教育的科學熱忱
第41章 數學在日常生活的應用 212
第42章 科學語言的轉換——熱學理論 216
第43章 馬克士威爾與「工程力學」和「結構學」 219
第44章 開啟自動化理論 223
第45章 馬克士威爾與地球冰川運動 226
第46章 馬克士威爾與熱力學 230
第47章 莊園的教室 234
第48章 星球的組成 237
第49章 科學儀器製造成科學玩具 241
第50章 受聘劍橋大學任教 244
Part 6：卡文迪許實驗室
第51章 真空管的發明者——弗萊明 254
第52章 安全艦艇的設計專家——米德爾頓 257
第53章 近代技職教育的開啟者——希克斯 260
第54章 近代「科技經理人教育」的開創者——加內特 264
第55章 幽默的數學老師——克里斯托爾 269
第56章 世界最大發電機的製造家——戈登 274
第57章 近代航太工程的開啟者——格拉茲布魯克 277
第58章 近代氣象學家之父——蕭˙納皮爾 281
第59章 跨國教育家與語言天才——馬卡利斯特 285
第60章 日本明治維新時期的教育家——菊池大麓 289
第61章 物理數學大師——蘭姆 293
Part 7：附篇
第62章 馬克士威爾的演講（一）：科學、文學與藝術 298
第63章 馬克士威爾的演講（二）：回到最基本的粒子 302
第64章 馬克士威爾的分享：科學不是使人驕傲，而是謙卑 306
第65章 馬克士威爾的講道：論痛苦 310
第66章 我的一生認識上帝的榮耀 314
馬克士威爾年表 316
參考文獻 318
序/導讀
作者序
那是忠誠的信託
二○二二年八月，妻子病危時對我說：「文亮，回去把馬克士威爾與牛頓的傳記寫完。」我在癌症病房陪伴妻子已經一百多天，難過太久，知覺已經近乎麻木。
我只能看著妻子，聽著她最後的交待。妻子說：「過去你寫作時，我陪著你，這一次我不能陪你了。」
我問妻子：「那我怎麼辦？」
妻子定睛的看著我：「你爬都要爬過去。」
我是馬克士威爾迷，喜愛他的「熱力學」、「統計力學」與他寫的詩。我曾寫作《電學之父——法拉第的故事》，當時讀到許多與馬克士威爾有關的作品與研究報告。感謝台灣大學物理系的圖書館，收藏了《馬克士威爾研究與書信全集》，這是一本非常厚重的書。我經常借出，揹回家讀。
二○一八年，我決定著手寫馬克士威爾的故事。隔年，我的妻子陪我去愛丁堡，探訪馬克士威爾的家、在愛丁堡大學上課的地方、中學時受洗的教會、愛丁堡皇家學會，也去劍橋大學參觀馬克士威爾的實驗室，到格拉斯哥參訪馬克士威爾與凱爾文勳爵（Lord Kelvin）討論學術的地方，還到倫敦參訪馬克士威爾任教的國王學院。
這段旅程，妻子一直陪伴。
妻子病逝後，我決定下筆寫作，兩個月之久，稿紙上都是淚水，一個字也寫不出來。我想專注地完成妻子的託付，不能吃任何安撫情緒的藥物，因為必須保持頭腦清楚，才能讀懂馬克士威爾的作品。
二○二三年二月，我改去我的教會六樓讀書室寫稿，寫累了，就換到咖啡店，找個空位繼續寫，同年六月完稿。我將文稿放了至少六個月，本想等心裡平靜些再回來看，卻還是辦不到。後來，好友吳鯤生幫我看稿，很感謝他。
二○二四年一月，我終於有勇氣平靜下來，把文稿從頭看一遍。我忠於妻子所託和上帝莫大的保守，寫完了這本書。
現在，我還繼續往前爬——撰寫牛頓的故事。