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法拉第合上开关,让电流流过第一个螺线管线圈,令他高兴的是,第二个线圈中出现了一股短暂的电流;然后他切断了线圈的电流,另一股稍纵即逝的电流出现在第二个线圈中,但奇怪的是,这一次,电流流向相反的方向。
这是一个划时代的发现,法拉第成功地用磁生成了电。
后来法拉第找到了一种更简单的方法来达到同样的目的:只要将条形磁铁插入螺线管线圈中,当把磁铁推进去时,电流流向一个方向;把磁铁拉出来时,电流流向另一个方向。
法拉第并不知道其中的原理,但他发现的电磁感应终有一天会改变世界,并将促进大规模发电的发电机的发展。
毫无疑问,电和磁之间存在着密切的联系,但最基本的问题仍然悬而未决。
电是什么?磁是什么?尽管这些谜团仍然困扰着法拉第,但经过那些开创性的实验,他已经对电和磁是如何工作的有了一定认识,这引导着法拉第产生了一个激进的(在当时可被称作“异端的”
)想法。
当法拉第拿着铁块靠近磁铁时,能真切地感受到磁铁的吸力,于是,他得出结论,磁铁周围的空间中一定散布着某种看不见但真实存在的东西。
当法拉第拿着用毛皮摩擦过的琥珀靠近碎纸时,琥珀吸住了细小的纸屑,他由此确信,电荷周围的空间中也充斥着某种真实但看不见的东西。
在法拉第看来,磁铁在周围的空间里建立起磁力场,而正是这个磁力场作用于金属。
类似地,带电物体在周围的空间中建立起电力场,而正是这个场作用于碎纸片。
想象中,法拉第似乎可以看到这些磁铁、电力场就像一阵风、一团雾,弥漫在空中。
以这种方式看待世界的只有他一个人。
在当时,人们都认为起主要作用的是电流,但法拉第坚信电力场才是关键。
在他看来,电场存在于导线周围的空间中,是能量的主要载体,导体只是电场的引导者。
电流仅仅是次级效应,是导体和电场相交的地方,由电场推动电荷的流动。
关于场的想法揭示了奥斯特和法拉第的发现中赏心悦目的对称性。
奥斯特发现的载流导线的磁效应,表明变化的电场会产生磁场;法拉第发现的电磁感应,表明变化的磁场会产生电场。
法拉第“场”
的观点之所以不被接受、被当作异端邪说,是因为艾萨克·牛顿的成功。
这个有史以来最伟大的科学家已经非常成功地将万有引力——另一种基本力——解释成“瞬间”
穿越太空的。
根据牛顿的万有引力理论,太阳的引力是直接作用于地球的,在太阳和地球之间不需要传递力的介质。
当然,这种“瞬间发生的超距作用”
(aatadistance)的想法是荒唐的。
事实上,就连牛顿自己也说:“这只是在建立可行理论时使用的一种假设而已。”
不幸的是,后来的物理学家们如此拘泥于万有引力理论,以至于忽视了牛顿本人的保留意见,转而执着于超距作用的错误观念。
尽管牛顿本人的思想与法拉第的观点之间并不矛盾,但这对法拉第毫无帮助,因为科学界的其他人并不这样想。
法拉第遭到了人们的嘲笑,更令他感到羞愧的是,他是一个出身卑微、自学成才的人,几乎不懂数学,而数学是受过大学教育的物理学家们的通用语言。
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