1791年9月22日是科學史上重要的一天，這一天對未來科學發展最具影響力的一個重要人物——邁克爾·法拉第來到了世上。

邁克爾·法拉第

法拉第生于英國薩裡郡紐因頓的一個鐵匠之家，由于家境貧寒，他隻上過兩年小學就辍學當了報童。沒有受過正規學校教育的法拉第，最終卻成為偉大的物理學家和化學家，是19世紀科學史上最具有影響力的人物之一。

法拉第留存在世上有一部日記，這是一部引人注目的科學文獻。日記中用工整的筆迹，不間斷地記錄了他從1820年到1862年的實驗室工作，他的思考與機遇、夢幻與迷茫、躊躇與苦惱、成功與興奮都躍然于已經泛黃的紙頁上。

1932年，英國皇家學會經過整理出版了這套日記，共7卷3263頁，内中附有上千個插圖，反映了法拉第科學人生的足迹以及他的各項成就。

在物理學方面，法拉第最早揭示了電的本質，首先提出“靜電”“電源”“電解”“磁性”等基本概念。他打破了當時人們認為電有雷電、摩擦電、伏打電、電磁感應電和動物電等5種不同形式的誤解，認為電的本性都是統一的，隻是量與強度不同，或産生的機制與現象不同而已。

他利用鐵屑引入了“磁力線”概念，并用它解釋了磁鐵與磁鐵間、磁鐵與載流線圈間，或載流線圈之間的磁力作用，明确指出這種相互作用是由于周圍有“場”的存在。物質場這一光輝思想的提出，是對物質間相互作用認識的一個質的飛躍，對麥克斯韋建立電磁場理論有着重要的影響，它引發了電磁學研究的跨世紀發展。

在研究物質的磁性時，他發現了抗磁性材料，他還研究了磁場對光偏振狀态的影響，發現了磁緻旋光現象，由此揭示了光與電磁之間的聯系，為認識光的電磁波的特性建立了重要基礎。法拉第還發明了電磁轉動圓盤，成為日後發電機誕生的源頭。最值得一提的是，法拉第揭示了電與磁之間的對應關系，建立了電磁感應定律，這一定律在電磁學中的地位可以與牛頓力學第二定律在力學中的地位相媲美。

作為一位化學家，他發現了苯；完成了合金鋼與重玻璃的研制；首創了金相分析法；實驗研究了氯的籠型水合物，這種具有高潛熱的特殊物質成為制冷設備的重要傳熱媒介；他建立了用取代反應制備出了六氯乙烷和四氯乙烯的方法；他采用低溫加壓法發明了氯化氫、硫化氫、二氧化硫和氫等氣體的液化方法等。更重要的是，在解釋電流的本質時，他研究電流對酸、堿、鹽溶液的作用，從中建立了兩個電解定律，不僅開創了電化學這一新學科領域，也為電的粒子性研究奠定了基礎，這兩個定律都以他的名字命名。

法拉第的化學實驗室

由于當時英國的等級制度與法拉第老師亨利·戴維的偏見，他的成果長時間沒有受到重視，直到1824年終于引起了科學界的注意。這年1月，法拉第被選為英國皇家學會的會員；1825年，接替戴維擔任皇家學會研究所實驗室主任；1833年，成為登上英國皇家研究所富勒·瑞恩化學教授席位的平民第一人，這是英國化學研究最具影響力的終身教授席位。

出身平民，沒有受過系統教育的他，究竟是如何步入學術巅峰的呢？

為克服自身受教育不足的弱點，法拉第唯一的辦法就是不放過一切可以學習的機會，頑強地學習。13歲在書店當裝訂工時，他把堆積如山的書當作自己的“圖書館”，在《大英百科全書》和《化學漫談》中找到了指路明燈；他參加了當時的青年科學組織——倫敦哲學會，把它當成自己的“社會大學”，從中補習了物理、化學、天文、地質和氣象等方面的基礎知識；在聆聽著名化學家戴維的系列講座時，他一絲不苟地整理聽課筆記，把它裝訂成一部三百多頁的《亨利·戴維爵士講演集》；在作為實驗助手跟随戴維兩年的長途旅行中，他公開的身份與待遇都是仆人，雖然這曾使他的内心十分痛苦，但貧寒出身與奮鬥經曆造就了他，使他學會了“忍耐”“等待”與“放平心态”，内心深處的一股驅動力使他“不去在意”，結果在旅行中的“間接學習”甚至比一般情況下學到的東西還要更多。著名學者之間的交流使他大開眼界，激發出他的很多新鮮想法，增長了閱曆，順便還學習了法語和意大利語。

化學家戴維

法拉第在物理學中的最大貢獻就是建立了電與磁的關系，為麥克斯韋電磁理論的建立打下了基礎。如果說麥克斯韋理論是一座大廈，法拉第就為這座大廈鋪墊起了基石，其中最重要的一塊基石就是他所創立的電磁感應定律。

1820年，奧斯特發現了電的磁現象，成為物理學發展史上一件轟動世界的大事。這件事促使人們思考一個問題，既然電能生磁，磁能不能生電呢？人們希望找到電流磁效應的逆效應。這件事也引起了法拉第的興趣，他堅信，電與磁之間一定具有對應的關系，磁生電的這個逆效應一定存在。

1831年，他開始着手揭開這個謎團。他把檢流計放在一間屋裡，把線圈和磁鐵放在另一間屋裡，通過小窗口把線圈與檢流計相連。

做實驗時，他先把磁鐵插入線圈，然後到另一間屋裡去看檢流計，指針并沒有擺動，說明沒有電流；他把磁鐵拔出線圈，再去看檢流計，指針還是沒有擺動。難道磁鐵對線圈沒有影響嗎？無奈中，他把線圈連同裡面的磁鐵拿回了實驗室，就在他拔出磁鐵的那一瞬間，檢流計的指針突然擺動了一下，他再把磁鐵放入線圈，指針又有了擺動。他恍然大悟，原來“磁所生的電”是在磁鐵插入或拔出線圈時所出現的瞬态電流。

接着，他又做了一組實驗。他繞制了一粗一細兩個線圈，細的線圈接通電源，粗的線圈與檢流計相連，如下圖所示。

這個實驗的意圖很明顯，連接電源的線圈就是一個電磁鐵，如果另一個線圈有了感應電流，檢流計的指針一定會偏轉。果然，在細線圈插入或拔出的那一瞬，檢流計指針都有了偏轉；接着他把細線圈放入粗線圈，在給細線圈通或斷電的那一瞬，檢流計指針也發生了偏轉。就這樣，法拉第按照他所預設的計劃，一連做了幾十個實驗，最後發現了磁生電的規律，這就是電磁感應定律。

1831年10月法拉第最終成功地完成了電磁感應實驗，他在皇家學會做了公開的演示。這一現象揭示了電場和磁場的關系，這一關系被麥克斯韋進一步發展成電磁場理論方程。

成名後的法拉第與其他著名科學家不同，自身的經曆使他更體會到普通民衆内心深處渴求學習的迫切心情，使他更重視把科學普及給大衆，尤其看重使年輕人熱愛并通曉科學知識。在他的建議下，英國皇家學會設立了“周五講座”，從1826年到1862年退休，他一共進行了100多次演講。

1856年法拉第在做聖誕演講

此外，他還為皇家學會每年舉辦的“聖誕講座”做演講。他的演講配有實驗演示，通俗易懂，引人入勝。後人根據他的講座，彙集成冊，編寫成《蠟燭的故事》一書。這本書被譯為多種文字，成為科普讀物中的典範。

法拉第對他的好友說，科學工作應該“像一把火炬，從開始一直照耀下去，無休無止地保持着不懈的壯麗”。所以，英國皇家學會的這一傳統一直流傳至今，始終保持着“不懈的壯麗”。

法拉第參透了名譽與地位，皇家學術委員會聘請他擔任學會會長，他再三謝絕。他的回答是，“我隻是一個普通人，如果接受了皇家學會加在我身上的榮譽，我就不能保證自己的誠實與正直，連一年也保證不了。”

以同樣的理由，他也謝絕了皇家學院院長的職位。當英國皇室決定授予他爵士封号時，他說：“法拉第出身平民，不想變成貴族。”很多人對此不理解，法拉第的好友提因戴爾卻給出了很好的解釋，“在他眼裡，和布萊頓高原上的‘雷雨’比較起來，宮廷的華麗算得了什麼呢？和‘落日’比較起來，皇家的一切擺設又算得了什麼？在他的心中，‘雷雨’與‘落日’都能激起一種狂喜；在他的胸懷裡，那些世俗的榮華富貴，當然就一文不值了。”他接着又說，“一方是可以不費吹灰之力獲得15萬英鎊的财産，一方是完全沒有報酬的研究學問，他卻選擇了第二種，遂窮困以終。”這就是一個鐵匠的兒子、一個訂書匠學徒的鄭重選擇。

1867年8月25日，法拉第謝世，遵照他的遺願，墓碑上隻刻了他的名字和出生年月。

倫敦薩沃依墓園中法拉第的塑像

後人選擇了法拉作為電容單位，以紀念這位物理學大師——現實世界中為人間點燃火種的普羅米修斯。

轉載内容僅代表作者觀點

不代表中科院物理所立場

如需轉載請聯系原公衆号

來源：原點閱讀

原點閱讀

清華大學出版社科普圖書品牌

全國科普閱讀推廣聯盟會員

中國科普作家協會會員單位

編輯：藏癡

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!