数理化通俗演义- 第32节

　　“法拉第先生，听说你最近准备进皇家学院了，我劝你还是撤回你的申请。”　

　　法拉第自从入得这个恩师的门来，便是一边求知，一边受气，一直忍了十年。想不到这关键的时候，这个当年引他进皇家学院的恩人，却会在皇家学会的大门将他阻拦。他头也没抬，用冷静而压抑着愤怒的声调答道：“是他们要提名的，我本人从来就没有递过什么申请，你让我撤回什么呢？”　

　　“那你就劝他们撤回。”　

　　“那是他们的事儿，我不想干涉。”　

　　戴维怕把事情弄僵，便缓和一下口气说：　

　　“我不是不同意你添加学会，只是你现在年纪还轻，再过几年添加也不迟嘛。”　

　　“戴维爵士，我年纪还轻，今年也已经三十一岁了，可是你当年加入皇家学会是二十四岁啊！”　

　　这一句话将戴维噎得只见口张，不闻有声，他啪地一声摔门去了。　

　　1824年1月8日，皇家学会就法拉第的会员资格进行无记名投票，在只有一票反对的情形下顺利通过。这一票正是戴维所投的。至此，这对师生的矛盾发展到顶峰。　

　　却说法拉第在皇家学院受这种闲气，就更要咬牙干出个样子。自从1820年奥斯特宣布电能使磁针偏转后，法拉第就想，这一定是电产生了磁，才影响到磁针，果然到1825年皮鞋匠出身的电学家斯特詹在一块马蹄形软铁上通电后竟能吸起四公斤的铁块，不久又一美国人改进实验吸起了三百斤重的铁块，电真的变成了磁，而且力量这样巨大。法拉第反过来想，磁为什么变不成电呢？如果能变成电，那力量也一定不会变小的。自从1821年他做完那个电绕磁转的实验后，脑子里就每时都在转着这个问题。他在笔记本上写了：“转磁为电”几个大字，口袋里常装着一块马蹄形磁铁，一个线圈。就这样苦思苦想，常验常试。他常先是用磁铁去碰导线，电流计不动，在磁铁上绕上导线，还是没有动。干脆把磁铁装在线圈的肚子里，接上电流计，指针依然不动。法拉第就这样颤来倒去，从1821年开端到1831年不觉已过去整整十年，脑汁绞进，十指磨破，也没变出一丝丝电来。一天，他又在地下实验室干了半天，还是毫无结果，他说了声：“算了吧！”气得将那根长条磁铁向线圈里通地一声扔进去，仰身向椅子上坐去。可是就在他仰身向椅子上坐的一刹那间，他忽然看见电流计上的指针向左颤动了一下。他赶快眨了一下眼，再看指针又在正中不动了。他想也许是看花眼了，因为人们在高度集中精力的实验中，有时看到的只是自己希望的假象。他这么想着就欠着身子将磁铁抽出来再试一次。不想这一抽指针又向右动了一下，这回可是真真切切的。他忙又将磁铁插回，指针又同左偏了一下。唉呀，有电了，磁成电了。十年相思苦，一朝在眼前！法拉第将那磁铁在线圈里不停地抽出插入，上上下下就如同捣蒜一般，把个桌子弄得咚咚直响，那电流计上的指针也就像拨浪鼓似的左右摇个不停。这时法拉第那个贤惠温柔的妻子萨拉见他到时还不上来吃饭，又端着一盘面包、牛奶，几样小菜送到地下室来，刚一推门见法拉第正对着线圈“捣蒜”，便噗哧一声笑着喊道：“迈克尔，开饭罗！“法拉第抬起头，扔掉磁铁像一只小鸟一样飞到萨拉面前，展开双臂搂住她的肩膀，就地打了一个旋。萨拉手中的牛奶面包菜碟统统掉在地上。她喊道：“迈克尔，你怎么啦，牛奶撤了，盘子打了，你吃什么呀。“　

　　“不要了，什么也不要了。今天有电了，有电就够了，只要有电就行了！“　

　　他这样语无论次地念了一段“了了”歌，便翻身去记日记：“1831年10月17日。磁终于变成了电……“　

　　各位读者，磁变地电这种伟大发现的幸运何以偏偏落到一订书徒出身的法拉第身上？原因很多，但有一点却应引起我们特别的注意。就是十年前奥斯特通过实验将电变磁，法拉第听说后即反过来这么一想：磁能不能变电？这便是一种相似思维。原来世界上的事物都是互相联系的，而这种联系常常表现为它们之间的各种相似，抓住这个相似点也即抓住了它们的纽带，伟大的发现常常由此而始。阿基米德身在澡盆悟出浮力定律；牛顿见苹果落地而推及地球与苹果相互吸引，终发现万有引力；富兰克林由毛皮摩擦的电火花而想到雷鸣电闪，因此而探得电的本质；波义耳因酸雾使紫罗兰褪色便反向联想到以此来检验酸硷，竟发明了化学试剂。善发现物与物之间的相似，善由这相似现象进而探究其内在的规律。犹如进瓜地而先理其藤，藤在手则瓜无所漏；入迷宫而先导其路，路既通则保无所遗，新的发现就会层出不穷，层层递进。我们在以后各回目中还将看到许多科学家对各种思维方法的妙用。　

　　闲话少叙，却说这法拉第虽发现了磁变电，但他还是穷追不舍。他先将直棒磁城换成马蹄形的，将线圈换成一个铜盘，铜盘可以连续摇动，这样就可以获得持续电流了。这是世界上第一台发电机。　

　　实验做成了，他又在理论上探索。磁电之间是靠什么联系转换的呢？牛顿总结过万有引力，认为引力是在空间起超距作用，没有速度。法拉第想，不对。磁铁周围有磁力线，有一个磁场，导线周围也有电场，它们是通过场相互作用，而且有速度。但是，他的数学基础太差，不会推导这个公式，一时也无法用实验有效性，他在发明权问题上是吃过几次亏的，便将这个思想先写了出来，以免将来有人又来抢头功：　

　　我倾向于把磁力从磁极向外散布，比做受扰动的水面的震动，或者比做声音现象中空气的震动；也就是说，我倾向于认为，震动理论将适用于电和磁的现象，正像它适用于声音，同时又很可能适用于光那样。　

　　这些想法，我希望能用实验实现。但由于我的许多时间用在公务上，这些实验可能拖延时日，在实验进行的过程中，这些现象可能被他人首先观察到；我希望，通过本文档存放在皇家学会的文档柜里，那么将来我的观点被实验验实，我就有权声明，在某一个确定的日期，我已经有了这样的观点。就我所知，在当前除我本人以外，没有人知道这些观点，也没有人能说自己已经有了这样的观点。　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　法拉第于皇家学院

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1832年3月12日　

　　却说法拉第将这个假设封成一个锦囊存入皇家学院的柜子后，就静等有知音人上门求见了。到底有没有人来，且等下回分解。　
　
第三十八回
茶壶煮饺子笨女婿失去讲座，实验加方程物理学登上高峰
——电磁理论的创立

　　上回说到法拉第通过实验发现电磁感应现象，并从直观的猜想出发提出了力线、场的假设，但是他一时无法用实验去证实，便将这预言封了一条锦囊存入皇家学院地下室的文件柜里，专等知音上门。

　　他1832年3月将这预言存起来，就这样静静地整整等了二十三年，还未见有一人上门，也未听到一句能理解他的热乎话。相反，倒是常有不少人，包括当时一些著名的物理学家，常讽刺挖苦他连牛顿这个老祖宗也翻脸不认了。他在工作得实在很疲倦时，靠在椅子上闭目养神，有时会想起开普勒在发现三定律后说的那段话：反正我是发现了，也许到一百年后才会有人理解。唉，看来此生我只好忍受这种发现的孤独了。一天他正这样唉声叹气地翻着每天收到的一大叠学报、杂志，忽然眼前一亮，一篇论文的题目跳进眼帘：《论法拉第的力线》。他就如铁汉拣着一块甜面包一样，一口气将那些字，连标点都扫了个精光。这确是一篇好论文，是专门阐述他的发现、他的思想的，而且妙在文章将法拉第充满力线的场比做一种流体场，这就可以借助流体力学的成果来解释；又把力线概括为一个矢量微分方程，可借助数学方法来描述。法拉第从小失学，未受正规学校训练，最缺的就是数学，现在突然有人从数学角度来为他帮忙，真是如虎添翼。他忙看文章的作者是谁，却是一个陌生的名字：詹姆斯•；克拉克•；麦克斯韦。从这一天起他就打听这个作者，但是就如这篇突然出现一样，作者也突然消失，真是来无躁去无影。法拉第只好望着天花板叹气了。

　　就在法拉第乍喜又忧、无可奈何之时，通往苏格兰古都爱丁堡的大路上正匆匆走着一个小伙子。他满脸热汗，衣襟敞开，像有什么急事在搅得他心绪不宁，催得他行步如风，埋下头来只顾赶路。这人正是麦克斯韦（1831…1879）。他本是在伦敦剑桥大学毕业后留校工作的，但是前几天突接家里来信，说父亲病重，便放下手头的工作赶回老家来了。

　　麦克斯韦生于1831年11月13日。正好是法拉第发现电磁感应那一天后的第三十三日。好像上帝将他送到人间就是专门准备来接法拉第班似的。麦克斯韦九岁那年母亲因肺病去世，于是他从小与父亲相依为命。他父亲是一位极聪明、极不受传统束缚的工程师，一次他将桌上摆了一瓶花教儿子昼写生。不想卷子交来，满纸都是几何图形，花朵是些大大小小的圆圈，叶子是些三角形，花瓶是个大梯形，父亲摸着儿子稚气的脸蛋说：“看来你是个数学天才，将来在这方面必有所成。”于是便开始教他几何、代数。这麦克斯韦也真是个神童，在中学举办的一次数学、诗歌比赛中，他一个人竟囊括了两项头等奖，十五岁那年中学还未毕业就为了一篇讨论二次曲线的论文，居然发表在《爱丁堡皇家学会学报》上，十六岁考进爱丁堡大学，一次上课，他突然举手站起，说老师在黑板上推导的一个方程有错，这位讲师也不客气地说：“要是你的对，我就叫他‘麦氏公式’！”不想这位老师下课以后仔细一算，果然是学生对了，爱丁堡大学实在容不下他这个天才，1850年父亲又把他送到出过牛顿、达尔文的剑桥大学。1854年他以数学优等第二名的成绩毕业，立即对电磁生成浓厚兴趣。第二年即发表了《论法拉第的力线》。正当他才华初露要在这新领域里拓地夺标之时，忽得家信，便急急赶回家里来。

　　这麦克斯韦是一个孝子，一进家门见父亲形容枯槁，卧床不起，想起幼年失母，父亲拉扯自己的艰难，不觉抱头痛哭。接着他终日侍药床前，百般温顺。为能就近照顾病父，他又写信给剑桥大学，辞去职务，准备在离家不远的阿伯丁港的马锐斯凯尔学院任教，但第二年父亲便磕然长逝，他也就到马锐斯凯尔学院上任，主持一个“自然哲学”的讲座。

　　不想这麦克斯韦虽满腹学问，却极不害辞令，茶壶煮饺子，有货倒不出。他第一次登台，说起话来如机枪扫射一般，一堂课的内容半节课就讲完，他以为已讲清的问题，学生却瞪目摇头，他再讲一次，学生的思想还是赶不上他的舌头。第一堂课就这样草草而过。他满头大汗，学生满肚子意见，校方虽还不好意思说什么却也露出不满。麦克斯韦从小学习拔尖，一直受老师同学的尊重，何曾尝过这种为人耻笑的滋味。第二天一早他就夹着几