親愛的:

今天早上問同事一個小問題:「你覺得牛頓、馬克斯威爾、愛因斯坦,哪一位對我們現在生活貢獻影響最大?」,結果我們這些工程屍一致的答案是「馬克斯威爾」先生,因為他的電磁理論,使得後來的科學家、工程師們能夠發現電磁效應,並且發明許多相關科技,使我們現在的生活如此多采多姿,讓整個科學、科技領域蓬勃發展下去。


為什麼會想到這個問題呢?那是因為在回覆 Phyllis 文章的時候想到的,她最近的那篇「尋龍尺」是在討論磁場的神奇,早上我寫到「從法拉第的力線到馬克斯威爾方程式」這段話,於是就想起了在大學上物理學,以及在準備研究所時所念的工程數學。

大一上那門基礎物理學,那個老師真的很用心在教,重點也擺在要讓學生瞭解物理之美。曾經他還要求我們上台去接受「被電」的感覺,他拿著 220 V的電力讓我們親身感受那種討厭的觸電。也拿出許多道具讓我們實驗,靜電球當然是不可少的囉,可以看到班上同學頭髮張揚的模樣,真是有趣極啦!不過印象最深刻的莫過於他花了剩下 1/3 的物理課時間,來教導我們著名的「馬克斯威爾」方程式,而期末考也只考這個題目。當時候,他並沒有特別說明是使用偏微分、微分方程式等特殊技巧,而是用很淺顯的描述來講解,所以花費很多時間。當時候自己真的很認真抄筆記,所以那門物理課,拿了 99 分回家犒賞自己。但是現在全都忘光光。

再來就是去補習班學工程數學,學了微分方程、傅立葉轉換、拉普拉斯轉換、向量方程...最後來到偏微方方程式,這裡可就是集大成的所在,所以老師就拿出經典的「馬克斯威爾」方程式來教,這時候我真的著迷也崇拜著偉大的「馬克斯威爾」,他真的是一個非常厲害的數學家,他的能力跟愛因斯坦很像,都是不需要透過實驗,直接可以用數學推導,預測出物理學上偉大的發現。當時候因為太愛這個方程式,所以怎麼去運算、積分都學得滾瓜爛熟,就像大一學物理一樣,狠狠地背下來。每寫出一次推導、證明,就興奮一次。結果現在呢?還是一樣都忘光光。雖然方程式很簡單,可以一想到要使用那麼多的技巧,都已經在腦海裡煙消雲散,真是感到慚愧無比呀。

這一段話曾經讓我非常佩服他的偉大。「馬克斯威爾四大方程式為時間與空間之偏微分方程組,其四個自變量為xyzt,由於變數過多,求解不易,因此若能將時間項消掉,應能獲得大幅度的簡化」,因為當時候能夠理解到時間的重要性,又能夠把它消去簡化,最後獲得一種電磁以及時間軸所產生的實像物理,那是多麼跨時代又超越的創見發明呀!偏微分也因為馬克斯威爾的卓越貢獻,而發光發熱。愛因斯坦先生也是站在馬克斯威爾的肩膀上,才有辦法更上一層樓的。

這一篇:「馬克斯威爾的小惡魔」,還讓我想起深痛的大學熱力學,那可惡的熱力學第二定律老是讓我搞不懂,就因為真的不懂,所以我的內心是非常排拒抵抗的,即使自己也很努力地嘗試,可是真的無法突破那種不懂還要裝懂的桎梏,於是整套都當給了熱力學老師,哈!

說什麼:「我們不可能不使用機械能就把熱從低溫的環境排到高溫的環境」、「系統的「熵」(entropy)只能增加,或至多維持不變,絕不可能減少。」、「隨著時間演進,封閉系統的亂度只會變大,不會減小。」...這些是什麼跟什麼呀!理論看似簡單,但理解起來或者用起來都沒有那麼容易。當時候我們考試都是開(Open Book)考,而且還能帶計算機進場算,可我就是有辦法考到不過,真服了自己不屈服的怪脾氣。而原來這一切也跟這位「賣咖啡」的科學家有關呀!這熱力學第二定律才是恐怖的小惡魔。

最後再讓我想起馬克斯威爾的方程式,現在如果再唸一次的話,那一定就像在讀美麗的詩篇一樣,簡短卻饒富雋美的況味,那滋味保證是甘純無比呀!


「光」是「電」與「磁」曼妙同步共舞出的結晶。若我是,那誰是我的磁?沒有妳,我該如何發光?





 

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