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4、電磁感應現象的發現者
法拉第
（1791～1867）
[傳略]邁克爾・法拉第，英國人，電磁感應現象的發現者，電解定律的創始人，人類迄至19世紀中葉最傑出的實驗科學家，是繼伽利略、牛頓以來的又一位近代物理學發展史上的裏程碑式的大師。
法拉第出身寒微。父親是一個鐵匠，家中經常為柴米油鹽犯愁。法拉第在少年時期並沒有顯示出異於常人之處，由於口語方麵的缺陷，他早早就輟學了。全家搬到倫敦後，年僅13歲的法拉第為謀生而成為一名書籍裝訂工。工作之餘，他閱讀了包括《化學問答》《大英百科全書》在內的大量的書籍，甚至自製了一架“電學儀器”來做簡單的化學實驗。
後來，他有幸為當時鼎鼎大名的英國科學家漢弗萊・戴維做助手，隨即進入英國皇家學院實驗室，成為這所“最高深的科學研究和最佳最專門化的科學講演之家”的一名成員。他其後的生活幾乎都是在皇家學院提供的、位於阿爾培大街的房子的最高一層（住宅）和最低一層（實驗室）之間度過的。1824年，他當選英國皇家學會會員；3年後，榮升為教授。從1839年至1855年，匯集了法拉第實驗成果和重大發現的科學巨著《電學的實驗研究》3大卷陸續出版了，這既是法拉第一生從事電磁學研究的實踐經驗和勞動成果的結晶，也是他留給人類的最寶貴的科學遺產。他曾寄語青少年：“希望你們年輕的一代，也能像蠟燭為人照明那樣，有一分熱，發一分光，忠誠而踏實地為人類偉大的事業貢獻自己的力量。”這也正是他一生的真實寫照。1867年8月25日，這位在實驗室裏耗盡畢生精力的物理學大師離開了人間。
[影響]法拉第誕生於電磁學異軍突起的新時代。在他之前，盡管英國人吉爾伯特、荷蘭人馬森布洛克、美洲的富蘭克林等先驅者在對電現象和磁現象的研究上不斷取得進展，盡管法國人萊諾發明的萊頓瓶及意大利人伏打製成的伏打電堆為科學家們研究電與磁提供了技術基礎，但諸如如何獲得強大而廉價的電力、電現象與磁現象之間的本質聯係等問題依舊困擾著人們，這些具有劃時代意義的問題最終被法拉第解決了。
從1816年到1830年，法拉第主要在化學領域內從事實驗，研究了玻璃的組成，硼酸的性質，錳和鐵的分離，以及不鏽鋼的生產（主要是為了科學研究，而不是為實際使用）。實驗過程偶爾也涉及磁的神秘現象，而且他的興趣也日益被吸引到“電磁轉換”的問題上來。他在致德・拉・裏夫教授的信中說：“磁力轉換的法則，簡單而又美麗。”就在丹麥物理學家奧斯特提出“電流磁效應”現象那年（1820年），法拉第也研製成功了電磁鐵，即在鐵或鋼塊外麵繞有通電導線時，鐵或鋼塊便成了磁鐵。既然電流能產生磁，磁能否產生電呢？法拉第決心向這個物理學未知領域上下求索。於是，在從1831年到1839年的8年中，他幾乎完全致力於磁與電的研究。由於當時還沒有製售電學儀器的商店，法拉第不得不親自設計、研製包括絕緣導線在內的最普通的電學儀器，他甚至用自己靈巧的雙手製造了一架極其靈敏的電流計。在最初的幾年中，實驗失敗了一次又一次，挫折、失望，甚至流言蜚語也蜂擁而至。但法拉第並不氣餒。1831年下半年，他在經過無數次實驗後終於將磁轉化為電，掀開了電磁感應現象的神秘麵紗。在此基礎上，他總結出了著名的“電磁感應定律”，即隻有當穿過閉合回路的磁通量發生變化時，回路中才會產生感應電流；而當回路不閉合的時候，由於磁通量的變化，也會產生電磁感應現象，這時並沒有感應電流，而存在感應電動勢。當穿過回路的磁通量變化愈大時，回路產生的感應動勢也愈大；當切割磁力線方向不同時，產生感應電動勢或感應電流的方向亦會有不同。法拉第電磁感應現象的發現和電磁感應定律的建立，是電磁學發展史上最重要的成就之一。
法拉第在電化學領域也取得了裏程碑式的成就，那就是電解定律的創立。早在為戴維擔任助手的最後一年（1811年），20歲的法拉第就自己動手完成了用電流方法來進行化學分解的實驗，即電解的實驗。20年後，他對電解課題再次顯示出強烈的關注。通過細致的測定和周密的分析，法拉第發現電解時所析出的物質數量與通電量兩者之間存在著嚴格的量的關係，並將之歸納為兩條基本定律。第一定律：不管電解質或電極的性質是什麽，由電解所析出之物的質量與電流強度及通電時間成比例，換言之，與通過溶液的總電量成正比；第二定律：一定量的電流量所析出之物的質量與這物質的化學當量成比例。後人將這兩條定律合稱為“法拉第電解定律”。電解定律的創立，為近代電子論的創立提供了強有力的實驗依據，使人類在認識物質結構的道路上邁出了一大步。於是，半個世紀之後，英國物理學家湯姆生發現了電子的存在；1911年，美國人密立根成功地測量出電子所帶電荷的精確值，這兩大進步都與法拉第的電解定律密不可分。
在新學說層出不窮、學術界崇尚爭論的時代，法拉第並沒有卷入各種泛泛的爭論之中，而是一頭紮在實驗室裏，通過實驗來發現新現象，創立新理論。他畢生在化學、物理學領域的諸多重大貢獻，無一例外地都是他卓有成效的實驗工作的結果。僅在電磁學方麵，他就進行了諸如導體的電荷分布、說明電容率特征、證明電荷守恒、光的偏振麵在強磁場中旋轉、揭示抗磁性和順磁性等的實驗。代表了法拉第一生研究最高成就的《電學的實驗研究》一書，與其說是一部科學著作，毋寧說是一部實驗記錄。閱讀此書的過程，實際上也是模擬實驗的過程，其所具有的啟發性是那些體係化的作品所無可比擬的。報童愛迪生在波士頓的一個書攤上買到幾本殘缺不全的法拉第的著作後，大受啟發，通過一個又一個實驗，完成了一個又一個發明。法拉第本人在研究過程中也有不少科學發明，如電量計、磁電發電機等，後者在當時還是一項了不起的成就。但法拉第顯然無意於製造機器或從事與經商有關的科技項目，而是更醉心於發現科學發展中尚未被發現的基本事實。所以，他沒有將他發明的發電機作公開展覽，更沒有利用這項發明去賺錢，隻是在皇家學會作了一個報告，淡然處之。在他看來，讓別人去利用他的發明造福於人類，他就感到心滿意足了。
[餘論]法拉第由一個社會地位低下、其貌不揚、隻受過2年正規小學教育的寒家子弟，變成一名碩果累累、功蓋千秋的科學巨擘，這本身就是一個奇跡。創造這個奇跡的不是上帝，而是法拉第自己。勤奮是他成功的階梯。謙虛克製的美德是法拉第成功的扶手。大化學家戴維之所以對他另眼相看，不斷提攜，與他的這種品質不無關係。戴維夫人總是視法拉第為仆人，甚至在公共場合不準他同席而食，他並不計較，泰然處之。成名之後，來自著名大學的獎狀、獎章雪片般地向他飛來，他卻把這些榮譽和地位的象征物全部束之高閣，連最親近的朋友也無法看上一眼。1857年，法拉第謝絕了要他擔任英國皇家學會會長的邀請，理由是“我決心一輩子當一個平凡的邁克爾・法拉第。”
（趙凱）
（1791～1867）
[傳略]邁克爾・法拉第，英國人，電磁感應現象的發現者，電解定律的創始人，人類迄至19世紀中葉最傑出的實驗科學家，是繼伽利略、牛頓以來的又一位近代物理學發展史上的裏程碑式的大師。
法拉第出身寒微。父親是一個鐵匠，家中經常為柴米油鹽犯愁。法拉第在少年時期並沒有顯示出異於常人之處，由於口語方麵的缺陷，他早早就輟學了。全家搬到倫敦後，年僅13歲的法拉第為謀生而成為一名書籍裝訂工。工作之餘，他閱讀了包括《化學問答》《大英百科全書》在內的大量的書籍，甚至自製了一架“電學儀器”來做簡單的化學實驗。
後來，他有幸為當時鼎鼎大名的英國科學家漢弗萊・戴維做助手，隨即進入英國皇家學院實驗室，成為這所“最高深的科學研究和最佳最專門化的科學講演之家”的一名成員。他其後的生活幾乎都是在皇家學院提供的、位於阿爾培大街的房子的最高一層（住宅）和最低一層（實驗室）之間度過的。1824年，他當選英國皇家學會會員；3年後，榮升為教授。從1839年至1855年，匯集了法拉第實驗成果和重大發現的科學巨著《電學的實驗研究》3大卷陸續出版了，這既是法拉第一生從事電磁學研究的實踐經驗和勞動成果的結晶，也是他留給人類的最寶貴的科學遺產。他曾寄語青少年：“希望你們年輕的一代，也能像蠟燭為人照明那樣，有一分熱，發一分光，忠誠而踏實地為人類偉大的事業貢獻自己的力量。”這也正是他一生的真實寫照。1867年8月25日，這位在實驗室裏耗盡畢生精力的物理學大師離開了人間。
[影響]法拉第誕生於電磁學異軍突起的新時代。在他之前，盡管英國人吉爾伯特、荷蘭人馬森布洛克、美洲的富蘭克林等先驅者在對電現象和磁現象的研究上不斷取得進展，盡管法國人萊諾發明的萊頓瓶及意大利人伏打製成的伏打電堆為科學家們研究電與磁提供了技術基礎，但諸如如何獲得強大而廉價的電力、電現象與磁現象之間的本質聯係等問題依舊困擾著人們，這些具有劃時代意義的問題最終被法拉第解決了。
從1816年到1830年，法拉第主要在化學領域內從事實驗，研究了玻璃的組成，硼酸的性質，錳和鐵的分離，以及不鏽鋼的生產（主要是為了科學研究，而不是為實際使用）。實驗過程偶爾也涉及磁的神秘現象，而且他的興趣也日益被吸引到“電磁轉換”的問題上來。他在致德・拉・裏夫教授的信中說：“磁力轉換的法則，簡單而又美麗。”就在丹麥物理學家奧斯特提出“電流磁效應”現象那年（1820年），法拉第也研製成功了電磁鐵，即在鐵或鋼塊外麵繞有通電導線時，鐵或鋼塊便成了磁鐵。既然電流能產生磁，磁能否產生電呢？法拉第決心向這個物理學未知領域上下求索。於是，在從1831年到1839年的8年中，他幾乎完全致力於磁與電的研究。由於當時還沒有製售電學儀器的商店，法拉第不得不親自設計、研製包括絕緣導線在內的最普通的電學儀器，他甚至用自己靈巧的雙手製造了一架極其靈敏的電流計。在最初的幾年中，實驗失敗了一次又一次，挫折、失望，甚至流言蜚語也蜂擁而至。但法拉第並不氣餒。1831年下半年，他在經過無數次實驗後終於將磁轉化為電，掀開了電磁感應現象的神秘麵紗。在此基礎上，他總結出了著名的“電磁感應定律”，即隻有當穿過閉合回路的磁通量發生變化時，回路中才會產生感應電流；而當回路不閉合的時候，由於磁通量的變化，也會產生電磁感應現象，這時並沒有感應電流，而存在感應電動勢。當穿過回路的磁通量變化愈大時，回路產生的感應動勢也愈大；當切割磁力線方向不同時，產生感應電動勢或感應電流的方向亦會有不同。法拉第電磁感應現象的發現和電磁感應定律的建立，是電磁學發展史上最重要的成就之一。
法拉第在電化學領域也取得了裏程碑式的成就，那就是電解定律的創立。早在為戴維擔任助手的最後一年（1811年），20歲的法拉第就自己動手完成了用電流方法來進行化學分解的實驗，即電解的實驗。20年後，他對電解課題再次顯示出強烈的關注。通過細致的測定和周密的分析，法拉第發現電解時所析出的物質數量與通電量兩者之間存在著嚴格的量的關係，並將之歸納為兩條基本定律。第一定律：不管電解質或電極的性質是什麽，由電解所析出之物的質量與電流強度及通電時間成比例，換言之，與通過溶液的總電量成正比；第二定律：一定量的電流量所析出之物的質量與這物質的化學當量成比例。後人將這兩條定律合稱為“法拉第電解定律”。電解定律的創立，為近代電子論的創立提供了強有力的實驗依據，使人類在認識物質結構的道路上邁出了一大步。於是，半個世紀之後，英國物理學家湯姆生發現了電子的存在；1911年，美國人密立根成功地測量出電子所帶電荷的精確值，這兩大進步都與法拉第的電解定律密不可分。
在新學說層出不窮、學術界崇尚爭論的時代，法拉第並沒有卷入各種泛泛的爭論之中，而是一頭紮在實驗室裏，通過實驗來發現新現象，創立新理論。他畢生在化學、物理學領域的諸多重大貢獻，無一例外地都是他卓有成效的實驗工作的結果。僅在電磁學方麵，他就進行了諸如導體的電荷分布、說明電容率特征、證明電荷守恒、光的偏振麵在強磁場中旋轉、揭示抗磁性和順磁性等的實驗。代表了法拉第一生研究最高成就的《電學的實驗研究》一書，與其說是一部科學著作，毋寧說是一部實驗記錄。閱讀此書的過程，實際上也是模擬實驗的過程，其所具有的啟發性是那些體係化的作品所無可比擬的。報童愛迪生在波士頓的一個書攤上買到幾本殘缺不全的法拉第的著作後，大受啟發，通過一個又一個實驗，完成了一個又一個發明。法拉第本人在研究過程中也有不少科學發明，如電量計、磁電發電機等，後者在當時還是一項了不起的成就。但法拉第顯然無意於製造機器或從事與經商有關的科技項目，而是更醉心於發現科學發展中尚未被發現的基本事實。所以，他沒有將他發明的發電機作公開展覽，更沒有利用這項發明去賺錢，隻是在皇家學會作了一個報告，淡然處之。在他看來，讓別人去利用他的發明造福於人類，他就感到心滿意足了。
[餘論]法拉第由一個社會地位低下、其貌不揚、隻受過2年正規小學教育的寒家子弟，變成一名碩果累累、功蓋千秋的科學巨擘，這本身就是一個奇跡。創造這個奇跡的不是上帝，而是法拉第自己。勤奮是他成功的階梯。謙虛克製的美德是法拉第成功的扶手。大化學家戴維之所以對他另眼相看，不斷提攜，與他的這種品質不無關係。戴維夫人總是視法拉第為仆人，甚至在公共場合不準他同席而食，他並不計較，泰然處之。成名之後，來自著名大學的獎狀、獎章雪片般地向他飛來，他卻把這些榮譽和地位的象征物全部束之高閣，連最親近的朋友也無法看上一眼。1857年，法拉第謝絕了要他擔任英國皇家學會會長的邀請，理由是“我決心一輩子當一個平凡的邁克爾・法拉第。”
（趙凱）
