对麦克斯韦的一个评价（旧稿新贴）

张学文，2014/12/26

在举世敬仰、纪念这位影响人类的学者的同时，我把自己在大约15年前写的一个短文贴在下面。一是作为对Maxwell的纪念活动的助兴，也是希望对这样评价他是否妥当听听各位的见解。

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复杂性研究是20世纪后期热起来的。其旗手自然应当是现代人。但是当我们把物理学中关于熵的知识与复杂程度自然地（不是勉强地）联系以后，我们自然也要回顾前人在熵研究方面的成绩是否也归入复杂性研究之中。在这里我们想提出一个观点：复杂性研究的创始人不应当是当代的人物，而应当是19世纪的科学家麦克斯威。

美国一本大学化学教科书中说：

“世界知名的真正杰出的理论家是不多的，总数肯定不超过100人。James ClerkMaxwell 麦克斯威属于这一群人中的佼佼者。他是一位真正的智慧巨人，堪与 Newton、Einstein...齐名。”

还说：

“Maxwell 1831年生于苏格兰。在爱丁堡大学和剑桥受教育以后，他成为一名自然哲学教授，先在苏格兰，以后在剑桥。早年他的数学才能就表现的很突出，并在很多领域得到发挥。除了他在气体研究方面的成就（这些成就为现今称之为统计力学的学科奠定了基础）外，他在热力学方面进行了广泛的研究，提出了一些基本方程；这些方程都以他的名字命名。然而他最大的成就是在光电理论方面，他发现并提出了电磁场的普遍公式。他最先认识到光是电磁波的一种形式并预言了无线电波的出现。Maxwell在世的若干年他曾由于疾病羁身而停止活动；他去世时只有48岁，而在30岁时已经完成了他大部分工作。”

提出麦克斯威是复杂性研究的创始人是基于牛顿所开辟的现代科学研究方法是把问题限制在尽量简单的场合来研究问题，而麦克斯威在分子运动研究中的方法恰好相反，他不是回避复杂而是巧妙地利用了“最复杂”却得到了惊人的结果。

牛顿力学容易处理仅有两个质点的相互作用力的问题。它研究太阳与地球的运动时可以把月球在存在忽视掉，而且把那么大的太阳和地球都当成非常小的质点来对待。如果研究有三个质点的系统中的质点运动问题，人们就说这太复杂而难以进行。确实“情况复杂”成了科学家回避很多实际问题的借口。每个人都会在不同场合经常听到人们用“太复杂”来回绝问题以为自己的无能开脱。

麦克斯威推导出的气体分子运动速度分布律的出发点不是最简单而是最复杂。瓶子里的分子不是有很多很多个吗？各个分子的运动不是很复杂吗？他的高明之处恰好是（例如）利用“很复杂”反而可以猜测到向每个方向运动的分子的数量应当相等。…从而在合理的假设下推导出惊人的定量的分子运动的公式来（对应于我们介绍的分布函数概念的一个个例）。多少人在“复杂”面前退却了，是他为我们闯出了一条处理复杂问题的新思路。把麦克斯威提为复杂性研究创始人是恰当的。而当我们举着复杂性研究的旗帜的时候，把麦克斯威看作是我们的保护神也是恰当的。

牛顿创立了研究“简单”问题的方法，麦克斯威创立了研究复杂问题的方法。我们已经继承了牛顿很多的科学遗产，但是我们仅是承认麦克斯威的成绩而不是去学习他在处理“复杂”问题的基本思路，我们也就放弃了很大的一份科学遗产。复杂性研究者应当是麦克斯威科学思想的成功的继承者，而不是回避者。

本稿取自作者的《组成论》一书第9章第5节http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2024&do=blog&id=367086