蘋果為什麼會落在地面？

相信上過物理課的人都能脫口而出——萬有引力。

然而說到為什麼會存在萬有引力，可能就沒有什麼人知道了。

畢竟就算是發現了萬有引力的牛頓本人，都不知其所以然。

牛頓隻是對模糊的引力給出了公式，解釋了行星如何圍繞太陽運轉。

但連他自己都搞不懂，太陽是怎麼做到不用直接接觸，就能使地轉星移，蘋果落地。

法拉第

從此以後，人類才徹底告别的黑暗。

如果沒有他的發現，我們可能還活在那個沒有任何電子産品的時代。

而且在曆史上，更沒有哪一項技術能像電那樣完全滲透到人類的生活。

然而你怎麼也想不到，就是這麼一位偉大的科學家，小時候隻上過兩年小學。

法拉第肖像

用貧困與卑微來形容法拉第的前半生，是最貼切不過的。

1791年邁克爾·法拉第就降生于倫敦一個貧困的鐵匠家中。

他是等13歲的哥哥工作賺錢了，才勉強湊齊上學的學費。

但這來之不易的學習機會，在法拉第看來就是一場噩夢。

他從小就口吃，連字母“R”都讀不準。

所以他總是将自己的名字Faraday念成Fawaday。

那時刻薄的老師就經常挖苦他口吃的毛病，有時心情不好還用教鞭打他。

就算貧窮，也不至于卑賤。

所以忍無可忍的法拉第母親，便憤然地把他接回家中。

就這樣，法拉第的一生中隻接受過一些“聽說讀寫”的啟蒙教育。

而這也成了他日後科學生涯最大的短闆。

13歲那年，貧困的生活也使法拉第成了萬千報童中的一員。

但他跟其他報童卻截然不同，除了送報訂書外，他還格外喜歡讀書。

而報童這份工作，則給他平淡的人生帶來了第一束光。

在這七年的報童生涯中，他每天晚上都抱着書如饑似渴地吸收着知識的養分。

而書中描寫的各種神奇的電現象和化學實驗，更是使法拉第流連忘返。

一顆關于電與化學的種子在他心底，悄悄地發芽。

在20歲前，除了比别人多讀了些書，法拉第可以說是一無所有。

但第21年，他便迎來了人生最大的轉機。

那時，上流社會中開始流行一種新奇的娛樂——大衆科學。

而貧困的法拉第，卻意外的獲得了4張漢弗萊·戴維的科學講座門票。

戴維可是當時首屈一指的科學家，不但發明了礦燈和笑氣，連鉀、鈉、鈣、鎂、鋇、锶、硼等都是他用電解法發現的新元素。

爵士戴維

每個晚上，漢弗萊·戴維都把電現象當表演一樣向台下的達官貴人展示。

例如把2000個大型化學電池置于地下室，電閘拉下瞬間，伴随着一道亮光，所有人都驚歎鼓掌。

但法拉第卻從不把這當表演來看，因為在他眼裡這神奇的現象，正是科學。

所以每個晚上他都捧着筆記本，一字不漏地記錄下戴維的每一句話和每一個實驗現象。

戴維的講座，下圖為地下配置的2000個化學電池

利用當報童時學到的技能，法拉第便把筆記重新抄寫了一遍，配上精美的圖片，并裝訂成冊。

此後，他做夢都夢到與戴維相會，一起在科學的聖殿中遨遊。

那時，偷偷躲在閣樓看書，已再也不能滿足這位少年的好奇心了。

法拉第年輕的肖像

他像無頭蒼蠅似的，就帶着他那厚厚一本筆記，敲響了戴維的大門。

好巧不巧，還真的被他撞對了——戴維正在招募一位臨時助手。

而他那本精心準備的筆記，就剛好成為了他求職成功的敲門磚。

所以從1813開始，法拉第也成了戴維身邊不可或缺的助手。

在戴維教導下，他學到了更多新鮮的科學知識。

奧斯特

那時候，戴維都在研究一種神秘的現象——奧斯特的電生磁現象。

如果導線中有電流通過，那它附近的磁針便會發生偏轉。

但是電隻能産生一瞬的亮光和使磁針發生暫時的偏轉。

不少人也猜測，這不過又是用于觀賞娛樂的新奇玩具，沒有實際用途。

但在法拉第眼裡，這絕對隐藏着什麼奧秘。

所以在做戴維助手之餘，他便開始花大量空餘時間來設計自己的實驗。

那時大家的思路都是，電能夠使磁鐵暫時偏轉，那麼隻要把這短暫的偏轉變成持續的偏轉，人類就可以利用這種持續的力工作了，但是誰也沒有試驗成功。

然而未受過正統教育的法拉第卻思維跳躍地想到另一個方法——把磁鐵固定住，那麼線圈就可能會動起來。

根據這種設想，他設計了無數個實驗，終于在1821年發明了一種簡單的裝置。

他把條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中，再将一根接有電源的金屬杆插在水銀裡。

隻要有電流通過金屬杆，金屬杆就會繞着中心的磁鐵不斷地旋轉。

别看這個裝置如此簡陋，它可是世界上所有電動機的祖先。

可以毫不誇張地說，我們現在的商業、工業、乃至日常生活都來源于法拉第這劃時代的發明。

很快法拉第的發明就傳開，這也使他一時間成為倫敦最炙手可熱的大紅人。

但人紅是非多，他在不久後便在這上面栽了跟頭。

那時所有人都議論，戴維的徒弟可真是個天才。

雖然戴維自己也說法拉第是他最大的發現，但被助手超越他心裡卻不是滋味。

所以正當法拉第最如日中天的時期，他便被戴維直接打入了“冷宮”。

法拉第當時被他派去研究一個和電、磁都無關的新項目——破解英國光學玻璃制法。

甚至在29位皇家學會會員聯名提議法拉第當選會員時，戴維都私下命令他放棄資格，并投下了全場唯一一張反對票。

老實人法拉第雖然傷心，但他還是十分敬重戴維，他心裡始終覺得沒有戴維就沒有他今天的一切。

所以對玻璃一竅不通的法拉第，還是乖乖的花了整整8年時間，去學習煉玻璃。

但玻璃的制法一直是商業秘密，法拉第也很難參透光學玻璃中的奧秘，造出來的玻璃是一次比一次爛。

直到1829年戴維去世，才使法拉第得以從毫無建樹的玻璃研究中解放出來，回到了屬于自己的電磁研究中。

在最愛的領域裡，法拉第可謂如魚得水，回歸第二年就發現了磁生電的關鍵在于相對運動。

那時，他将一塊磁鐵穿過導體線圈，線圈中便産生了電流。

沒錯，這個實驗就是電磁感應最著名的實驗，也是我們高中物理課堂曾做過的切割磁感線實驗。

很快，法拉第又根據電磁感應現象制成了世界上第一台發電機——法拉第圓盤發電機。

這台發電機的誕生，使電磁感應第一次實現了連續電流的産出。

這不間斷電機的發明，能讓人類從勞苦的工作中解放出來，同時也意味着會帶來無限财富。

然而法拉第從始至終，都沒動過申請專利的念頭，更沒從其獲利一分。

但就在他的免費發明不斷地改善人類生活時，一種疾病卻突然向他襲來。

他才49歲，就開始嚴重失憶并深陷抑郁漩渦之中。

年輕時，法拉第從貧困中崛起，在這個最注重等級的社會中一躍成為那時最聲譽卓著的科學家。

從三十多歲起，他就陸續發明了電動機、變壓器、發電機，這些無論哪一項單獨拿出來都足以流芳百世的發明。

法拉第講座

過了那個碩果累累的壯年時期，他也越來越懷疑自己能不能讀懂這些科學規律。

而且，世人也都開始認為邁克爾·法拉第已經成為曆史，那個屬于他的時代已結束。

但就算失憶和憂郁不斷地困擾着他，他還是沒有放棄對科學的追求。

在病榻中，他再次提出了一個更偉大設想——磁場和磁力線。

那時用磁鐵和鐵屑來繪制圖案，在所有人眼裡都不是什麼稀奇事。

因為早在法拉第之前的幾個世紀，孩子們就開始喜歡玩這種鐵屑遊戲了。

隻是人們都默認那是鐵屑在作用，并沒有深究這其中的奧秘。

然而法拉第卻一直耿耿于懷，因為他發現不但是在磁鐵旁邊，就連在通電導線旁都有這種規律的圖案出現。

因此他也認為這肯定不是鐵屑在作用，而是磁鐵在産生有效作用。

那時，法拉第就已清晰知道在磁體周圍的空間裡存在着一種肉眼不可見的力場，并稱之為磁場。

他說任何物體周圍都存在着磁場，隻是有的弱有的強罷了。

他還說宇宙中的所有星球都是一個巨大的磁鐵，它們周圍都有着無數的力線，隻是人們看不見而已。

法拉第解開了困擾牛頓多年的謎題，這就是為什麼太陽不用直接接觸其他行星就能讓其運行的原因。

而太陽實際上并不是沒有接觸其到他行星，隻是人類肉眼看不見其作用而已。

然而不幸的是，雖然大家嘴上都說對法拉第的創造力崇敬有加，也十分佩服他在實驗領域的才華。

但是他們始終覺得看不見的“力”以及他關于引力的理論太過玄乎、純屬臆造，是法拉第老糊塗了。

因為根本沒有任何事實可以支撐他的想法，當時甚至還有人公開譴責他的理論，說這種“看不見的力線”是對牛頓的亵渎。

然而法拉第就是吃了小時候沒受過正統教育的虧，無論多努力都無法給出該理論精确的數學方程。

這是他無法跨越的障礙，不被理解使他晚年陷入了更深的抑郁中。

晚年的法拉第

不過法拉第又是幸運的，他的電磁理論雖提出了十幾年無人欣賞。

但在他生命中的最後幾年，還是有另一位偉大的科學家麥克斯韋接過他的衣缽，用完美的數學公式證明了他電磁理論的猜想。

此外，麥克斯韋還将該理論推向更深層次的高度。

麥克斯韋

這種概念之後也給了一個世紀後愛因斯坦極大的啟示，他用自己力場的語言來描述了屬于他的引力理論。

而在愛因斯坦的學習牆上，就有着法拉第的一張照片，與牛頓、麥克斯韋放在一起。

他們四位，也被稱為物理學史上的四巨匠，共發起人類三次偉大的科學革命。

在看到自己的電磁理論由麥克斯韋真正解開，法拉第也在1867年心滿意足地辭世。

那時倫敦就有人提議停電3天向法拉第緻哀。

但我們都知道這是不可能會實現，因為這個世界離開了電已經不能再正常運轉了。

*參考資料

宇宙時空之旅：電之驕子.寰宇地球 .2014.07.12

方圓.平凡不掩光華：邁克爾·法拉第.科學家.2014.09

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