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法拉第

电磁学奠基者

公元1791年公元1867年

发现电磁感应,几乎自学成才,奠定电力时代的实验基础

科学医学现代欧洲享年 76
没有什么比错误的事实更危险,因为错误的理论尚可被纠正。

生平

迈克尔·法拉第(1791-1867年)是科学史上最励志的人物之一:一个几乎没有受过正规教育、出身贫寒的铁匠之子与装订学徒,最终成为19世纪最伟大的实验物理学家,奠定了整个电力文明的基础。他常被爱因斯坦与卢瑟福等人尊为最伟大的实验家。理解法拉第,要把"电磁感应的发现者"与"一个靠装订书籍自学、终身保持谦逊与虔诚信仰的工匠科学家"放在一起看。

他出生于伦敦近郊一个贫困的工匠家庭,父亲是铁匠,家境拮据,他只受过最基础的读写算教育。十四岁起他到一位书商兼装订匠那里当学徒七年——正是在装订书籍的过程中,他如饥似渴地阅读那些经手的书,尤其是科学著作,由此点燃了对科学的终身热爱。他听了化学家戴维的公开讲座并做了详尽笔记寄给对方,最终在1813年得以进入皇家研究院给戴维当助手——这成为他命运的转折。

他最根本的发现是1831年的"电磁感应":变化的磁场能在导线中产生电流。在此之前,奥斯特已发现电流能产生磁场(电生磁),而法拉第证明了反过来磁也能生电——这一双向关系是发电机、变压器与电动机的根本原理,整个现代电力工业都建立在这条定律之上。他还在1821年制造出最早的"电磁旋转"装置(电动机的雏形),发现了电解的两条基本定律("电解""阳极""离子"等术语正是他与友人创造的),并发现了光的偏振面在磁场中会旋转(法拉第效应)与抗磁性。

他更深远的贡献是一个革命性的观念——"场"。他几乎不懂高等数学,却凭借惊人的物理直觉,用"力线"来想象电与磁如何充满并作用于整个空间,提出力并非超距瞬时传递,而是通过弥漫于空间的"场"传播。这一图像后来被麦克斯韦用精确的数学语言表述为电磁场方程,成为经典物理学的支柱之一,并直接通向了爱因斯坦的相对论。

他一生淡泊名利。作为虔诚的桑德曼宗派教徒,他生活简朴、为人谦逊:他拒绝了女王要授予的爵士头衔,宁愿做"普通的法拉第先生";也婉拒了出任皇家学会会长的提议;据说他还拒绝为英国政府研制毒气武器。他热心科学普及,创办了至今延续的皇家研究院"圣诞讲座",亲自为公众尤其是青少年讲解科学(《蜡烛的化学史》即由其讲座整理而成)。法拉第以一生证明:最深刻的科学洞见,未必需要显赫的出身或高深的数学,而是来自对自然孜孜不倦的实验追问。

生平大事年表

公元1791年
出生于伦敦近郊
公元1813年
进入皇家研究院任戴维助手
公元1821年
制造电磁旋转装置
公元1831年
发现电磁感应
公元1867年
在汉普顿宫去世

主要成就

发现电磁感应定律
制造最早的电动机雏形
提出"场"与"力线"概念
发现电解定律与法拉第效应

历史影响

电磁感应"场"的概念电力工业基础电化学与电解定律

争议与反思

几乎不懂高等数学却作出根本贡献
宗教信仰与科学研究的关系
拒绝爵位与会长等荣誉的动机

同时代人物

参考文献

[1]《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》 · Science, Technology and Society in Seventeenth-Century England — 罗伯特·默顿 (1938)