迈克尔·法拉第:线圈中插进一块磁铁,指针摆向电气时代

一八三一年八月二十九日,伦敦皇家研究所的实验室里,一只铁环上缠着两组互不相连的线圈,其中一组接电池,另一组接电流计。一个匠人出身的实验家合上开关的一瞬,电流计的指针轻轻一摆,随即回零;断开开关,指针又反向一摆。他没有放过这转瞬即逝的一摆。接下来两个月,他把磁铁在线圈里反复插进、抽出,指针随每一次插抽摆动,磁与运动可以生出电流。他叫迈克尔·法拉第,这一年,电磁感应被确凿地捕捉到。

法拉第生于一七九一年,伦敦南郊一个铁匠家,十三岁便去书铺当装订学徒。他靠店里的书自学,又去听当时皇家研究所首席化学家汉弗莱·戴维的讲座,把笔记装订成一册寄给戴维求职,由此做了实验室助手,随戴维游历欧洲大陆,在法国实验室里见过伏打、安培等大家。他没有受过系统的学校教育,数学也不算好,却有一双极稳的手和一种近乎执拗的直觉。一八二一年他已做出通电导线绕磁体旋转的装置,埋下十年后那只铁环的伏笔。

感应既明,他马上想到取之不竭的动力。他在马蹄形磁铁的两极之间立一只可转动的铜盘,轴与盘缘各接导线,铜盘一转,导线里便流出方向不变的连续电流,这就是圆盘发电机,人类第一台把机械能变成电能的机器雏形。他还提出「力线」的说法:磁体周围分布着看不见的力线,导体切割力线便生电流。这个不带方程的图景,后来被麦克斯韦接过去,用严密的数学发展成电磁场理论。一个做实验的人用线和针描述的直觉,由一个算方程的人写成了体系,两人一前一后,立起了电磁学。

优先权也要说清楚:电流的磁效应由奥斯特先发现,美国的亨利几乎在同一时期独立观察到自感等现象,彼此并无抄袭;但法拉第最早公开发表感应现象,并对其条件与规律作了系统研究,电磁感应的公布权因此归于他。他还发现了电解定律、抗磁性与磁光效应,拒绝了封爵,也坚辞皇家学会会长的提名,只为守住实验室的清静。他晚年为少年们连续主讲圣诞科学讲座,把蜡烛、火焰讲得满场入神,这个讲座一直延续到今天。

他晚年住在女王赐给的汉普顿宫宅中,一八六七年安然辞世。他没有把发现当作生财之途,圆盘发电机当年在不少人眼里还只是个玩具,连财政大臣问它有何用处,他也只答,将来你可以对它收税(大意);而今天每一座发电机、每一台电动机,用的都还是磁铁进出线圈那一刻的道理。指针的一摆,最终摆开了整个电气时代。

❝只要不违背自然的法则,没有什么会奇妙到不可能发生。(大意,其日记)❞