“自然科学家应当是这样一种人：他愿意倾听每一种意见，却要自己下决心做出判断。他应当不被表面现象所迷惑，不对每一种假设有偏爱，不属于任何学派，在学术上不盲从大师。他应该重事不重人。真理应当是他的首要目标。如果有了这些品质，再加上勤勉，那么他确实可以有希望走进自然的圣殿。”——法拉第 

1831年11月24日，世界知名物理学家、化学家的法拉第在英国皇家学会正式宣读了“电磁感应现象”的论文，总结了引起感应电流的五种情况。就在这一天，人类文明进入了电磁时代，世界的面貌从此被彻底改变。法拉第不仅开启了整个世界的电力应用，还为后来的麦克斯韦方程组提供了实验基础和理论框架。今天，就让我们一同穿越时光，了解法拉第和他的“电磁奇迹”。

01 

自学踏上科研之路 

迈克尔.法拉第（1791-1867年）

1791年，迈克尔·法拉第（Michael Faraday）出生于英国萨里郡纽因顿镇一个贫穷的铁匠之家。虽然家境贫寒，但父亲仍坚持让孩子们上小学，并告诫他们要勤劳朴实，做一个正直的人，不要贪图名利。正像很多穷人家的孩子一样，他比较早熟。13岁时，由于家庭经济越来越困难，他不能再上学了，便成了一个装订印刷作坊的徒工。从此，法拉第走上了自己谋生的道路。他手脚勤快、聪明伶俐，还很注意学习。他很快就学会了书籍装订的手艺，而且装订得又快又好，这样，他就可以抽空看看装订好的那些书了，其中既包括《哈姆雷特》《李尔王》这样的莎士比亚经典文学，也包括《大英百科全书》《化学漫谈》这样的科学名著。

法拉第还特别喜欢阅读泰勒（James Tyler）的电学文章，闲暇之余经常到外面捡些旧瓶子之类的，进行简单的化学和物理实验。他把书上的每个实验都做了一遍，亲眼看到那些神奇的现象在自己眼前出现。科学引起了法拉第浓厚的兴趣，各种实验的操作培养了他极强的动手实验能力，这些都为以后从事科学研究打下了初步的基础。

法拉第的勤奋好学感动了书店的一位顾客，他就是英国皇家学院的当斯先生。作为鼓励，当斯先生把4张皇家学院汉弗莱·戴维教授科学讲座的入场券赠送给了法拉第。1812年2月，20岁的法拉第连续听了戴维教授的四场讲座，被精彩的讲座内容所震撼，加深了对科学研究工作的热爱，立志投身其中。

随后，他鼓起勇气，跨出了那大胆而简单的一步：直接写信给汉弗莱·戴维，并附上了自己精心整理和装订的《亨·戴维爵士演讲录》。收到书信的汉弗莱·戴维深感震惊——他没有料到，自己总共才4个多小时的演讲，法拉第竟然记下了386页的笔记！所有内容一字不落，没细讲的也都被补充完整。当天晚上，汉弗莱·戴维就给法拉第回信，毫不吝啬地表达了自己的钦佩之情——“先生，我愿是你的顺从、谦恭的仆人。我很乐意为你效劳，我希望这是我力所能及的事。”作为一名社会公认的大学者，汉弗莱·戴维能写出这样的文字，而且是写给一个无名小学徒，简直无法想象。

汉弗莱·戴维（1778-1829年）

图片来源：英国皇家学院

1813年3月，22岁的法拉第终于进入皇家学院，成为一名助理实验员，同时也是汉弗莱·戴维的助手。进入皇家学院后，年轻的法拉第有幸陪同老师去欧洲大陆考察，并接触了如安培、阿拉戈、伏特等许多著名科学家。在戴维的指导下，法拉第深入研究各种科学现象并在1816年发表了第一篇科学论文，这是他人生的转折点。戴维曾说过：“我对科学最大的贡献是发现了法拉第。”

02 

十年磨一剑， 

法拉第开启电磁学新时代 

1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了载流导线的电流会作用于磁针，从而使磁针改变方向，他得出一个轰动整个科学界的结论：电流的磁效应。

如果电能够生磁，那么磁也能生电吗？很多科学家都开始了思考和尝试，在安培提出了磁针转动方向和电流方向的关系及右手定则的报告后，法拉第也对电磁学产生了极大的兴趣，并开始探索电磁世界的奥秘。

1821年到1831年的十年间，法拉第对电流磁效应进行反复试验和分析研究，认为电流与磁的相互作用除了电流对磁、磁对磁、电流对电流，还应有磁对电流的作用。

迈克尔.法拉第（1791-1867年）

图片来源：美联社

1831年，法拉第发现：一个通电线圈的磁力虽然不能在另一个线圈中引起电流，但是当通电线圈的电流刚接通或中断的时候，另一个线圈中的电流计指针有微小偏转。经过反复实验，法拉第证实了当磁作用力发生变化时，另一个线圈中就有电流产生。他又设计了各种各样实验，比如两个线圈发生相对运动，磁作用力的变化同样也能产生电流。就这样，法拉第提出了“电磁感应定律”。

同年10月28日，基于自己的理论研究，法拉第发明了圆盘发电机。这是人类第一次发明发电机。发电机的发明，具有划时代的意义，也意味着巨大的专利收益。然而，法拉第从始至终，都没动过申请专利的念头，更没从中获利哪怕一分钱。

圆盘发电机

图片来源：维基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Faraday's_law_of_induction#Further_reading

1831年11月24日，这一天对法拉第来说有着特殊的历史意义，他在英国皇家学会正式宣读了电磁感应现象的论文，并公开讲解了一些新的实验成果。围坐在讲台边的人们嘲笑地问道：“它有什么用？”法拉第冷静地回应：“婴儿会有什么用处？有一天他会长大的。”事实证明，法拉第的这一理论奠定了电磁学的基础，开创了电磁学研究的新时代，也永远改变了人类的文明。

图片来源：新华网

四十四岁时，法拉第得到了科学界领袖的认可：被牛津大学授予博士头衔，其科研工作获得了政府的大笔资助。法拉第进入了科学研究成果的高产期。

1834年，法拉第总结出法拉第电解定律：电解释放出来的物质总量和通过的电流总量成正比，和那种物质的化学当量成正比。这条定律成为联系物理学和化学的桥梁，也是通向发现电子道路的桥梁。

1837年，他引入了电场和磁场的概念，指出电和磁的周围都有场的存在，这打破了牛顿力学“超距作用”的传统观念。

1838年，他提出了电力线的新概念来解释电、磁现象，这是物理学理论上的一次重大突破。

1843年，法拉第用有名的“冰桶实验”，证明了电荷守恒定律。

1845年，在经历了无数次失败之后，他终于发现了“磁光效应”。他用实验证实了光和磁的相互作用，为电、磁和光的统一理论奠定了基础。

1851年，法拉第通过实验验证了诺伊曼和韦伯提出的方程式，证明了在磁场中，运动导线所产生的感应电动势只与导线切割的磁力线有关，为他的电磁感应定律画上了一个圆满的句号。

1852年，法拉第又提出了“场”的概念来解释电磁现象。“场”也成了现代物理学中一个革命性的概念，直接质疑了牛顿万有引力的超距作用，从根本上撼动了牛顿力学的基础。这也启发了爱因斯坦：广义相对论就是一种“场”论。

1855年，麦克斯韦发表了对法拉第研究的论文《论法拉第的力线》。法拉第看到论文后找到了麦克斯韦，鼓励他在电磁学方面有更多扩展和建树。终于在1865年，麦克斯韦在基于法拉第的实验结论上，进一步总结实验成果，发展了电磁场理论，他将法拉第的研究与安培的电流理论相结合，提出了麦克斯韦方程组，完整描述了电磁现象的本质和规律，构建了经典电磁学理论大厦，统一了电磁学。

1867年，电气科学的“创始人”法拉第在汉普顿宫逝世，享年76岁。他一生中取得了丰硕的科研成就，荣获了众多世界级学术奖项，被称为“电学之父”和“交流电之父”。

迈克尔.法拉第（1791-1867年）

1931年，后人为纪念电磁感应发现100周年，在伦敦举行了盛大的庆祝活动。人们把法拉第的电磁感应称做他最伟大的发现——为人类打开了电能宝库。从此，人类迅速进入电气时代。

纵观法拉第的一生，他都在和自己的坎坷命运做斗争。年轻时，他凭借个人的努力，实现了命运的逆袭，成功投入科学事业；中年时，面对逆境，他忍辱负重，不怨不艾；取得成就之后，法拉第并没有沉迷于名利。他始终牢记父亲的教诲，保持谦虚和低调，做一个正直的学者。他淡泊名利，全心投入科研工作，其研究成果不仅推动了科学的发展，也影响了人类认识自然界的方式。

这就是“电磁理论之父”法拉第的传奇人生！

参考资料： 

1、鲜枣课堂：《【通信名人传奇】迈克尔·法拉第》，小枣君；

2、《天才般的直觉：法拉第怎么发现电磁感应的？》，参见《物理学中的理论概念》中国科学技术出版社；

3、中国科学院大学：《十年磨一剑｜科学史小画》，蒲雅杰。