法拉第(32)_學達書庫

三二

　　這是一個劃時代的新發現。法拉第的信念——自然界的各種「力」是統一的，得到了證實。像過去一樣，法拉第不滿足於已經取得了的結果，他繼續實驗，研究磁場強度、磁極位置等因素對這個新發現的「磁致旋光效應」有什麼影響。為了對各種物質做試驗，法拉第改進儀器，用鐵錨做成一個巨型電磁鐵。原來沒有旋光性的物體包括一些液體，在強大的磁場作用下，也產生了旋光性。法拉第定在11月4日向皇家學會報告磁致旋光現象有，但是還沒有來得及報告，又有了重要的新發現。11月6日，法拉第發現了物質的抗磁性。那真是些緊張而又歡樂的日子。

　　法拉第已經54歲，仍舊接二連三地作出重大的新發現。他給自己的好朋友、瑞士物理學家德拉裡弗寫了一封長信，報告自己的工作，和朋友分享自己的歡樂。30年以前，法拉第背著獵槍跟在戴維爵士後面當聽差的時候，德拉裡弗的父親堅持要把他當做一個平等的科學家來款待，從此以後，他和德拉裡弗教授通信，後來又和教授的兒子通信，和他們成了好朋友。

　　由於發現磁致旋光效應和抗磁性現象，第二年法拉第獲得了倫福德獎章和皇家獎章，在皇家學會的歷史上，把這兩項獎章授予同一個人，是罕見的。作為一個天才的、勤奮的實驗物理學家，法拉第的聲譽越來越高，他是無與倫比的。

　　然而作為一個理論家，或者用法拉第自己的話來說，作為一個自然哲學家，他卻得不到承認。就在他獲得皇家學會兩枚獎章的1846年，他發表了一篇論文，題為《關於光振動的想法》。

　　這是一篇很短的奇特的論文。它的來歷很奇特。

　　本來定好，是惠斯通講他自己新發明的電磁記時器，可是惠斯通怕講不好，臨陣怯逃。皇家學院的講演大廳裡已經有幾百名聽眾在等候，法拉第沒有辦法，只能臨時對付著上去講了一通。因為沒有準備，法拉第向大家聲明，這不過是隨便談談他的一些「不成熟的想法」。這些「不成熟的想法」被法拉第的老朋友菲利浦斯拿去整理發表，後來又收在《電學實驗研究》中，就成了這篇《關於光振動的想法》。它的內容也有點特別——法拉第的三大卷《電學實驗研究》，講的幾乎全都是實驗所觀察到的實實在在的事情，在這篇論文裡他卻是談自己的想法。他說「我斗膽提出的觀點是：把（光的）輻射看做一種在力線中所作的高級振動。我們知道，物質的粒子就靠這些力線聯繫在一起，物質的質量也靠它們聯繫。我的觀點是要排除以太，但是並不排除振動。我相信，只有這種振動才能解釋那奇異、美妙、變化多端的偏振現象。這種振動同受擾動的水面上所產生的振動，同氣體、液體中的波是不一樣的，因為後面這類振動是直接的，是向著或者離開作用中心的，而前者卻是橫向的。」

　　這是一篇偉大的預言，它指示了今後幾十年光的電磁理論的發展方向——光是「力線的振動」，1865年麥克斯韋從理想上推出這個結論，1888年赫茲又用實驗加以證實：「排除以太」，1905年也在受因斯坦的相對論中得到了實現。然而，在當時，法拉第這篇具有遠見卓識的論文卻受到冷落。

　　力線、力線的振動、場法拉第的這些自然哲學思想，一般有數學修養的物理學家是看不上眼的；然而卻有兩位年輕的數學物理學家，被法拉第新穎的見解吸引住了。一個是格拉斯哥大學的自然哲學教授威廉·湯姆生，也就是後來的開爾文勳爵，另一個就是麥克斯韋。

　　1845年，21歲的湯姆生見到了法拉第。湯姆生敬仰這位年過半百的實驗大師，向他請教，法拉第第一次得到知音——一位認真對待力線的同行，和年輕人一見如故。不久之後，法拉第收到意大利物理學家阿伏伽羅寄來的一篇電學論文，論文中應用了高深的數學，法拉第看不懂，他把論文寄給湯姆生，請他談談看法。1845年8月6日，湯姆生給法拉第回了一封長信。年輕人不僅簡略地概括了阿伏伽德羅論文的要點，而且談了自己的正在從事的研究。在信的結尾，湯姆生談了一些自己的想法。他認為，根據力線概念，有三個問題是值得研究的：「我想，第三個從來沒有研究過的問題，是關於透明電介質對偏振光的作用。」

　　湯姆生說從來沒有研究過這個問題，這是不對的。

　　1822年，法拉第就曾經研究過這個問題，當時沒有得到結果，所以也就沒有發表。在相隔23年以後，法拉第重新尋找光和電磁的關係，無疑是受到了湯姆生這封信的影響。這次法拉第獲得了成功，發現了磁致旋光效應和抗磁性現象。後來，湯姆生也發表了幾篇關於電磁問題的論文。1853年發表的《瞬變電流》指出了萊頓瓶放電的振動性質。這是向著正確的方向前進。假如湯姆生沿著這條道路走下去，本來他是有可能完成創建電磁場理論的大業的。可惜這位10歲進大學、22歲當教授的天才科學家興趣太廣泛，他沒有堅持下去。用數學語言表述法拉第的物理思想，建立完整的電磁場理論，這個任務落到了麥克斯韋身上。

　　1831年11月3日，剛好在法拉第發現電磁感應以後不久，麥克斯韋出生在蘇格蘭首府愛丁堡。

　　跟出身寒微的戴維和法拉第不同，他家學淵源，祖上有不少學者名流。父親在鄉下有產業；職業是律師，興趣卻在科學技術上。

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