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。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,出生于1831年,先后在爱丁堡大学、剑桥大学三一学院深造。如今,他正在苏格兰阿伯丁的马里沙尔学院担任自然哲学讲座教授。

把麦克斯韦请到中国,让他攻克最为核心的电磁学理论,并不是一件明智的事。杨烜甚至萌生过邪恶的念头,想派人刺杀麦克斯韦,确保帝国在电学方面后来居上。

电学研究所的高层,面对杨烜关于统一电磁理论的询问,不免有些心虚。李善兰、徐有壬、华蘅芳三人中,李善兰数学造诣最高,在研究所里地位最高。

(历史上,李善兰创立了二次平方根的幂级数展开式,即现在的“自然数幂求和公式”。这是19世纪中国数学界最重大的成就。)

李善兰硬着头皮,说道:“皇帝陛下,我们根据你的指示,正在努力推进这方面的研究。您说的四个方程式,有两个方程式很好理解,即高斯定律和高斯磁定律,可以直接从高斯数学中拿来就用。”

约翰·卡尔·弗里德里希·高斯,是德国大数学家,生于1777年,卒于1855年。高斯有“数学王子”之称,是人类历史上迄今为止最重要的数学家之一。

杨烜接过话,说道:“不错。这两个方程式都是现成的,可以拿来就用。高斯定律可以描述电场的性质,高斯磁定律可以描述磁场的性质。

“还有两个方程式,一个要用来描述变化的磁场激发电场的规律,另一个要用来描述传导电流和变化的电场激发磁场的规律。

“有这四个方程式,就足以建立一个统一的电磁理论,把电、磁、光现象归于一统。第三个方程式最为重要,主要解释出法拉第电磁感应定律。

“英国科学家法拉第出身穷苦,没有受过系统教育,自学成才。他是个电学天才,引入了电场、磁场、电力线、磁力线的概念,打破了超距用学说。

“但是,法拉第重实验轻理论,不能从数学上论证他发现的磁光效应、电磁感应。我们要做的,就是想办法在数学上做出完美的论证。

“第四个方程式,可以揭示出,如何使用电场制造磁场。一是使用传导电流,借助安培定律即可。另一种靠时变电场,或称之为位移电流。

“我可以明白无误地告诉大家,这四个方程式,可以揭示出当前电磁学的普遍规律。我们当前所发明的语音电话、交流发电机、电动机、变压器等电磁设备,大部分要靠长时间的、相对盲目的反复实验。

“弄通这四个方程式后,我们可以针对性更强的发明、优化电磁设备,可以创造欧美国家所没有的、所不曾设想的新发明。

“譬如,可以不依赖电报线的无线电报,可以保存声音的录音机,可以为工厂提供电力的大功率电动机,可以熔化金属的超强电磁场。

“这四个方程式,如果从正面不好论证,不妨反其道而行之,从结论上入手。相关结论,我已经叙述给大家了。

“大家要相信,我的结论绝对是正确的。不要质疑我的结论,不要走弯路。我再强调一下,光、电、磁,本质是一样的。光波就是电磁波,光的传播速度即为电磁波传播速度,为每秒钟三十万公里。

“能量是守恒的,动量是守恒的,电荷也是守恒的。磁通量的变化率越大,感应电动势越大,外界做功的能力也越大。

“电磁场是无限的,磁通量可以做得很大。那么,一旦电能得到实用,将爆发出巨大的能量。电能将远远胜过蒸汽动力,带动工业实现腾飞。

“……”

杨烜心里还装着很多点子,包括量子力学、相对论、质能公式等。但这些都不适用于现在,只能等日后再向属下透露。.

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