如果只能选一人，那便是：

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（G.C.Maxwell）

他的伟大，从5个方面来看待：

纯理论成果

理论成果的后世影响

科技应用

实验物理

慧眼识珠

纯理论成果

麦克斯韦方程组，统一电、磁、光！

（强调一下，麦克斯韦方程组统一的不是电和磁，而是电、磁、光。光学的本质是电磁学！）

从上到下：高斯定理、磁通连续性原理、电磁感应定律、全电流定律

这是人类驯服四大基本作用的首次胜利——驯服电磁相互作用！

也是世上第一个规范场论——没错，在外尔奠基规范场论的数十年前，麦克斯韦已经建立了世上第一个规范场论！

有人说麦克斯韦只是总结了前人的成果，那些公式都是以别人的名字命名的。

这种说法纯粹是孤陋寡闻的表现，全电流定律又被称为麦克斯韦第一方程，电磁感应定律又被称为麦克斯韦第二方程。

连这种说法都没听过的人，我只能送他们四个字：孤陋寡闻。

还有人说麦克斯韦只是加了个位移电流，贡献并不大。

这种说法纯粹是坐井观天的表现，麦克斯韦还提出过涡旋电场、电势表征电磁场的能量、磁矢势表征电磁场的动量、……

麦克斯韦之前，电磁学只能处理静态的电磁场；麦克斯韦之后，电磁学才能处理动态的电磁场。

涡旋电场和位移电流对整个电磁学的贡献，完全可以说是化腐朽为神奇，把一盘散乱的公式变成了规范场论。

质疑麦克斯韦对电磁学的贡献的人，我只能送他们四个字：坐井观天。

提醒一下，麦克斯韦不只是电磁学的王者，还是统计力学的奠基人之一，凭借麦克斯韦速率分布律在统计力学中占有一席之地。

而且，麦克斯韦为了批驳热力学第二定律引发的"热寂论"，还意识到自然界存在着与熵增相对抗的能量控制机制，但他无法清晰地说明这种机制，于是放出了“物理学四大神兽”之一的麦克斯韦妖。

麦克斯韦妖：能够按照某种秩序和规则把作随机热运动的微粒分配到一定的相格里。

提醒一下，麦克斯韦妖可不是个恶作剧，它是耗散结构的一个雏形。是一种新机制，并称之为"信息-热机制"，这意味着，能够使用信息作为媒介来转化能量。

（细胞就是一种耗散结构。）

除此以外，麦克斯韦还算出了土星环是固体流体和大量并非相互密集的物质构成的，而不是质量分布不规则的固体环。

理论成果的后世影响

如果理论物理中有“万金油”的话，那一定是：

麦克斯韦方程组！

（麦克斯韦方程组出场次数这么多，“万金油”的名号可不是浪得虚名。）

狭义相对论要叫麦克斯韦方程组一声爸爸，说白了，狭义相对论就是帮麦克斯韦方程组对付伽利略变换用的。

规范场论也要叫麦克斯韦方程组一声爸爸，杨-米尔斯方程就是在麦克斯韦方程组的基础上建立的。

麦克斯韦方程组是U(1)群，杨-米尔斯方程把它推广到了SU(2)、SU(3)、……群。

而且，麦克斯韦方程组不止是“万金油”，还是“常青树”。

经典物理有三大支柱：经典力学、经典电动力学、热力学和统计力学。

经典力学被狭义相对论修正，成为了狭义相对论的近似理论；热力学和统计力学在量子力学建立后，也成为了量子统计的近似理论。

甚至是20世纪才建立的量子力学也被改进过，和狭义相对论接轨。

（量子电动力学是改进了非相对论量子力学，而不是改进了麦克斯韦方程组。）

麦克斯韦方程组却一直是老样子。

上面这些只是麦克斯韦方程组的后世影响。

除此以外，麦克斯韦提出的电势表征电磁场的能量、磁矢势表征电磁场的动量的观点，也在量子力学中发挥了不小的作用。

当初亥维赛德和吉布斯用矢量分析表达麦克斯韦方程组时，把电势和磁矢势放到了幕后，没有意识到它们的价值。

在量子力学建立后，物理学家才再次发现了电势和磁矢势的意义。

量子力学中的A-B效应证明了电势和磁矢势是最基本的场量。

（去世数十年后，麦克斯韦还在教物理学家做事。）

科技应用

这是很重要的因素，不提科技应用的话，很多物理学家都能排到麦克斯韦前面。

提及科技应用，麦克斯韦就是当之无愧的第一人。

第二次工业革命和第三次科技革命都依赖麦克斯韦方程组。

（即便是电力系统，也依赖麦克斯韦方程组，进行波过程的分析。）

wifi 、云计算、物联网、无人机、自动驾驶、雷达、……、你现在刷头条，都离不开电磁波和麦克斯韦方程组。

甚至可以说，现代文明建立在麦克斯韦方程组之上。

这种说法并不夸张，信息技术确实很依赖麦克斯韦方程组。

在经典力学建立之前，已经有了各种机械、建筑；在热力学建立之前，已经有了蒸汽机。

但在麦克斯韦方程组建立之前，可是完全没有无线电技术，连个收音机都没有。

除此以外，麦克斯韦还是最早研究调速器的稳定性问题的物理学家。

1868年麦克斯韦发表了《论调节器》，表达了比例-积分控制器的基本思想。

首次把调速器的运动状态用微分方程来描述，导出了调节器的微分方程，并在平衡点附近进行线性化处理，指出稳定性取决于特征方程的根是否具有负的实部。

（工科生对这些操作应该都很熟悉。）

麦克斯韦还在论文中对三阶微分方程描述的具体系统以及具有五阶微分方程的特殊系统进行了研究，并给出了系统的稳定性条件。

（更高阶系统的稳定判据就是劳斯判据，工科生应该都懂。）

在自动控制这一块，麦克斯韦也能占据一席之地。

实验物理学

1871年，麦克斯韦创立卡文迪许实验室。

在那里发现了电子、中子、原子核的结构、DNA的双螺旋结构、……

卡文迪许实验室对整个实验物理学的发展有极其重要的影响，众多著名科学家都曾在这里工作过，这里甚至被誉为"诺贝尔物理学奖获得者的摇篮"。

卡文迪许实验室

作为该实验室的第一任主任，麦克斯韦在1871年的就职演说中对实验室未来的教学方针和研究精神作了精彩的论述，是科学史上一个具有重要意义的演说。

他说//p1.toutiaoimg.com/large/tos-cn-i-0022/3e85529a527047709e176b28a4a852bb" web_uri="tos-cn-i-0022/3e85529a527047709e176b28a4a852bb" img_width="266" img_height="200" fold="0" onerror="javascript//p1.toutiaoimg.com/large/tos-cn-i-0022/9efd96a33ca14429a028e29970f3002a" web_uri="tos-cn-i-0022/9efd96a33ca14429a028e29970f3002a" img_width="600" img_height="529" fold="0" onerror="javascript"这些论文证明卡文迪许几乎预料到电学上所有的伟大事实，这些伟大的事实后来通过库仑和法国哲学家们的著作而闻名于科学界。"

约西亚·威拉德·吉布斯，不擅交际又爱深思的个性，使他在现实的社会里，几乎是不存在的边缘人。

他曾在九年间发表了三篇热力学的经典之作，把这三篇寄给世界各地147个物理、数学的科学家，请他们提供意见。

几乎所有人都读不懂他的理论，也不知道吉布斯是何许人。

但是，麦克斯韦不仅读了，而且深深地赞赏吉布斯的文章，于是登高一呼//p1.toutiaoimg.com/large/tos-cn-i-0022/86040275560942aeac154570d96a793b" web_uri="tos-cn-i-0022/86040275560942aeac154570d96a793b" img_width="426" img_height="536" fold="0" onerror="javascript:errorimg.call(this);" >