1831年11月24日，世界知名物理學家、化學家的法拉第在英國皇家學會正式宣讀了“電磁感應現象”的論文，總結了引起感應電流的五種情況。就在這一天，人類文明進入了電磁時代，世界的面貌從此被徹底改變。法拉第不僅開啟了整個世界的電力應用，還為后來的麥克斯韋方程組提供了實驗基礎和理論框架。今天，就讓我們一同穿越時光，了解法拉第和他的“電磁奇跡”。

01 

自學踏上科研之路 

邁克爾.法拉第（1791-1867年）

1791年，邁克爾·法拉第（Michael Faraday）出生于英國薩里郡紐因頓鎮一個貧窮的鐵匠之家。雖然家境貧寒，但父親仍堅持讓孩子們上小學，并告誡他們要勤勞樸實，做一個正直的人，不要貪圖名利。正像很多窮人家的孩子一樣，他比較早熟。13歲時，由于家庭經濟越來越困難，他不能再上學了，便成了一個裝訂印刷作坊的徒工。從此，法拉第走上了自己謀生的道路。他手腳勤快、聰明伶俐，還很注意學習。他很快就學會了書籍裝訂的手藝，而且裝訂得又快又好，這樣，他就可以抽空看看裝訂好的那些書了，其中既包括《哈姆雷特》《李爾王》這樣的莎士比亞經典文學，也包括《大英百科全書》《化學漫談》這樣的科學名著。

法拉第還特別喜歡閱讀泰勒（James Tyler）的電學文章，閑暇之余經常到外面撿些舊瓶子之類的，進行簡單的化學和物理實驗。他把書上的每個實驗都做了一遍，親眼看到那些神奇的現象在自己眼前出現?？茖W引起了法拉第濃厚的興趣，各種實驗的操作培養了他極強的動手實驗能力，這些都為以后從事科學研究打下了初步的基礎。

法拉第的勤奮好學感動了書店的一位顧客，他就是英國皇家學院的當斯先生。作為鼓勵，當斯先生把4張皇家學院漢弗萊·戴維教授科學講座的入場券贈送給了法拉第。1812年2月，20歲的法拉第連續聽了戴維教授的四場講座，被精彩的講座內容所震撼，加深了對科學研究工作的熱愛，立志投身其中。

隨后，他鼓起勇氣，跨出了那大膽而簡單的一步：直接寫信給漢弗萊·戴維，并附上了自己精心整理和裝訂的《亨·戴維爵士演講錄》。收到書信的漢弗萊·戴維深感震驚——他沒有料到，自己總共才4個多小時的演講，法拉第竟然記下了386頁的筆記！所有內容一字不落，沒細講的也都被補充完整。當天晚上，漢弗萊·戴維就給法拉第回信，毫不吝嗇地表達了自己的欽佩之情——“先生，我愿是你的順從、謙恭的仆人。我很樂意為你效勞，我希望這是我力所能及的事?！弊鳛橐幻鐣J的大學者，漢弗萊·戴維能寫出這樣的文字，而且是寫給一個無名小學徒，簡直無法想象。

漢弗萊·戴維（1778-1829年）

圖片來源：英國皇家學院

1813年3月，22歲的法拉第終于進入皇家學院，成為一名助理實驗員，同時也是漢弗萊·戴維的助手。進入皇家學院后，年輕的法拉第有幸陪同老師去歐洲大陸考察，并接觸了如安培、阿拉戈、伏特等許多著名科學家。在戴維的指導下，法拉第深入研究各種科學現象并在1816年發表了第一篇科學論文，這是他人生的轉折點。戴維曾說過：“我對科學最大的貢獻是發現了法拉第?！?/p>

02 

十年磨一劍，法拉第開啟電磁學新時代 

1820年，丹麥物理學家奧斯特發現了載流導線的電流會作用于磁針，從而使磁針改變方向，他得出一個轟動整個科學界的結論：電流的磁效應。

如果電能夠生磁，那么磁也能生電嗎？很多科學家都開始了思考和嘗試，在安培提出了磁針轉動方向和電流方向的關系及右手定則的報告后，法拉第也對電磁學產生了極大的興趣，并開始探索電磁世界的奧秘。

1821年到1831年的十年間，法拉第對電流磁效應進行反復試驗和分析研究，認為電流與磁的相互作用除了電流對磁、磁對磁、電流對電流，還應有磁對電流的作用。

邁克爾.法拉第（1791-1867年）

圖片來源：美聯社

1831年，法拉第發現：一個通電線圈的磁力雖然不能在另一個線圈中引起電流，但是當通電線圈的電流剛接通或中斷的時候，另一個線圈中的電流計指針有微小偏轉。經過反復實驗，法拉第證實了當磁作用力發生變化時，另一個線圈中就有電流產生。他又設計了各種各樣實驗，比如兩個線圈發生相對運動，磁作用力的變化同樣也能產生電流。就這樣，法拉第提出了“電磁感應定律”。

同年10月28日，基于自己的理論研究，法拉第發明了圓盤發電機。這是人類第一次發明發電機。發電機的發明，具有劃時代的意義，也意味著巨大的專利收益。然而，法拉第從始至終，都沒動過申請專利的念頭，更沒從中獲利哪怕一分錢。

圓盤發電機

圖片來源：維基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Faraday's_law_of_induction#Further_reading

1831年11月24日，這一天對法拉第來說有著特殊的歷史意義，他在英國皇家學會正式宣讀了電磁感應現象的論文，并公開講解了一些新的實驗成果。圍坐在講臺邊的人們嘲笑地問道：“它有什么用？”法拉第冷靜地回應：“嬰兒會有什么用處？有一天他會長大的?！笔聦嵶C明，法拉第的這一理論奠定了電磁學的基礎，開創了電磁學研究的新時代，也永遠改變了人類的文明。

圖片來源：新華網

四十四歲時，法拉第得到了科學界領袖的認可：被牛津大學授予博士頭銜，其科研工作獲得了政府的大筆資助。法拉第進入了科學研究成果的高產期。

1834年，法拉第總結出法拉第電解定律：電解釋放出來的物質總量和通過的電流總量成正比，和那種物質的化學當量成正比。這條定律成為聯系物理學和化學的橋梁，也是通向發現電子道路的橋梁。

1837年，他引入了電場和磁場的概念，指出電和磁的周圍都有場的存在，這打破了牛頓力學“超距作用”的傳統觀念。

1838年，他提出了電力線的新概念來解釋電、磁現象，這是物理學理論上的一次重大突破。

1843年，法拉第用有名的“冰桶實驗”，證明了電荷守恒定律。

1845年，在經歷了無數次失敗之后，他終于發現了“磁光效應”。他用實驗證實了光和磁的相互作用，為電、磁和光的統一理論奠定了基礎。

1851年，法拉第通過實驗驗證了諾伊曼和韋伯提出的方程式，證明了在磁場中，運動導線所產生的感應電動勢只與導線切割的磁力線有關，為他的電磁感應定律畫上了一個圓滿的句號。

1852年，法拉第又提出了“場”的概念來解釋電磁現象?！皥觥币渤闪爽F代物理學中一個革命性的概念，直接質疑了牛頓萬有引力的超距作用，從根本上撼動了牛頓力學的基礎。這也啟發了愛因斯坦：廣義相對論就是一種“場”論。

1855年，麥克斯韋發表了對法拉第研究的論文《論法拉第的力線》。法拉第看到論文后找到了麥克斯韋，鼓勵他在電磁學方面有更多擴展和建樹。終于在1865年，麥克斯韋在基于法拉第的實驗結論上，進一步總結實驗成果，發展了電磁場理論，他將法拉第的研究與安培的電流理論相結合，提出了麥克斯韋方程組，完整描述了電磁現象的本質和規律，構建了經典電磁學理論大廈，統一了電磁學。

1867年，電氣科學的“創始人”法拉第在漢普頓宮逝世，享年76歲。他一生中取得了豐碩的科研成就，榮獲了眾多世界級學術獎項，被稱為“電學之父”和“交流電之父”。

邁克爾.法拉第（1791-1867年）

1931年，后人為紀念電磁感應發現100周年，在倫敦舉行了盛大的慶?；顒?。人們把法拉第的電磁感應稱做他最偉大的發現——為人類打開了電能寶庫。從此，人類迅速進入電氣時代。

縱觀法拉第的一生，他都在和自己的坎坷命運做斗爭。年輕時，他憑借個人的努力，實現了命運的逆襲，成功投入科學事業；中年時，面對逆境，他忍辱負重，不怨不艾；取得成就之后，法拉第并沒有沉迷于名利。他始終牢記父親的教誨，保持謙虛和低調，做一個正直的學者。他淡泊名利，全心投入科研工作，其研究成果不僅推動了科學的發展，也影響了人類認識自然界的方式。

這就是“電磁理論之父”法拉第的傳奇人生！

參考資料： 

1、鮮棗課堂：《【通信名人傳奇】邁克爾·法拉第》，小棗君；

2、《天才般的直覺：法拉第怎么發現電磁感應的？》，參見《物理學中的理論概念》中國科學技術出版社；

3、中國科學院大學：《十年磨一劍｜科學史小畫》，蒲雅杰。