自然科学名家名作中的为什么
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

为什么一部划时代的电学巨著却没有一个数学公式?

《电学实验研究》是法拉第在1855年出版的一本科学著作。这部著作系统总结了作者多年对电学进行实验研究的成就,特别是通过磁生电的实验研究,发现了电磁感应的基本定律。法拉第的成就为现代电工学奠定了基础,被广泛用于发电、送电等技术,为人类进入电气时代展示了美好的前景。

1820年,丹麦哥本哈根大学教授奥斯特发现,当导线上有电流通过时,导线旁的磁针就会发生偏转,这说明电和磁是有关系的,电流能产生磁场。这消息传到英国以后,引起了英国皇家学会会员沃拉斯顿的注意。他想,既然电能让磁动,磁为何不能让电动?他跑去找戴维,还设计了一个实验,在一个大磁铁旁放一根通电导线,看它会不会旋转。可惜没有成功,更可惜的是他一碰钉子就后退了。

皇家学会两大科学家失败的实验,让一个在戴维那儿当小学徒的法拉第记在了心里,事后他独自一人躲在实验室里研究起来。

1821年9月3日,法拉第取来一个玻璃缸,里面倒了一缸水银,正中固定了一根磁棒,棒旁边漂了一块软木,软木上插一根铜线,再接上伏打电池。电路一通,那软木轻轻地飘动起来,缓慢地绕着磁棒转开了。

以后,法拉第又研究将磁转化为电。他做了大量的实验,经历了无数的失败,耗费了10年的光阴,没有变出一丝丝电来。

1831年10月17日,法拉第把铜线绕到一个空的纸筒上,并把铜线的两端接到电流计上。当他把一条形磁铁插人圆筒时,电流计的指针动了;把磁铁抽出来时,指针也动了,不过,这次是向相反的方向移动,接着,又像刚才那样回复到原处。磁终于变成电了!电磁感应的现象被他发现了!原来,运动是产生感生电流的条件。只要有了运动,就会感生出电流。

法拉第虽然发现了磁变成电,但他还是穷追不舍。他先将直棒磁铁换成马蹄形的,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。这是人类历史上第一台发电机。

1855年,法拉第根据自己几十年的电学实验,出版了《电学实验研究》。在这部由3000多节组成的鸿篇巨制中,详细介绍了磁能转化为电能的实验研究,为人类新能源开辟了前景。然而,就是在这样一部划时代的电学巨著中,却没有一个数学公式。这与法拉第的家庭背景和他所受的教育密切相关。

法拉第是一个铁匠的儿子,1791年9月22日生于英国。14岁便辍学,到一个书铺做学徒。由于他对知识的渴求和好学不倦,后来一个偶然的机会,英国著名化学家亨利·戴维发现了他,使他成为自己的助手。

由于没有上过正规学校,法拉第对数学几乎一无所知,但是,他却有着超强的直观能力和形象思维能力。所以在整部书中,他没用一个数学公式,而是用了大量的直观图形总结了自己多年对电学进行实验研究的成就。后来,法拉第电磁理论缺乏数学描述的这一缺陷,由精于数学的英国科学家麦克斯韦补充完善。