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| 中外科学家发明家丛书：法拉第 （十六） | 发布于:2014/07/17 | |
| 首先是英国著名学者，比法拉第小40岁的麦克斯韦继承了法拉第开创的 事业。麦克斯韦出生于1831年11月13日，这恰好是在法拉第发现电磁感应 后不久。他们两人的出身、所受的教育程度、特长、性格等方面是迥异的： 一个来自社会最底层，一个出身名门；一个小学没有毕业，一个则是牛津大 学的高材生；一个擅长实验，一个精通数学；一个善于运用直觉把握住各种 现象的本质、设计合理的实验进行观察与总结；一个能够建立理论模型运用 数学技能，进行证明与提高。这么多能力侧重点的不同，并没有妨碍他们物 理想象上的一致性：他们都坚信场的物质性，反对牛顿的“超距”学说；他 们的目标是一致的——建立一个全新的、不从属于牛顿自然哲学体系的电磁 学理论。 麦克斯韦大学毕业后，就致力于电磁学的研究，他十分推崇法拉第的研 究成果。当年法拉第发现的电磁感应现象可以归纳为一句话：变化的磁场能 够激发电场。而反过米，变化的电场能否激发磁场呢？这个问题许多年一直 得不到解决。1861年和1862年，麦克斯韦发表了四篇论文，在论文中，他 以充足的理论数据、严谨的推理证明，找到了问题的答案——变化的电场也 能激发磁场。在40年前，奥斯特和安培的实验证明电流能够激发磁场，他们 使用的电流，能使导线发热、能使化合物电解，这种电流叫做传导电流。而变化的电场虽具有电流的某些性质，但是并不明显，叫做位移电流。 法拉第发现电磁感应——变化的磁场激发电场，完全是通过实验得以证 实，他亲眼目睹了激发出来的电场效应；麦克斯韦提出位移电流——变化的 电场激发磁场，则是依靠理论分析。这两个发现可以说是理论加实践的最佳 产物，它们就如同电磁场理论的双腿，缺一不可。正是因为有了这两者，场 论才最终站立起来，阔步前进了。 然而，韦克斯韦的位移电流理论没有得到准确实验的印证，所以场论还 不能称为是一套完整的理论。 历史是要留给科学的继承者来写的。 1887年的一天，在一间蒙得漆黑的实验室里，德国青年物理学家赫兹正 在用实验验证麦克斯韦的电磁场理论。他在两个金属小球上接通高压交流 电，“嗞——嗞——”，小球中间跳过了电火花。如果麦克斯韦的位移电流 理论是正确的，那么这时就该有电磁波辐射产生。赫兹全神贯注，眼睛盯住 实验室另一头的电磁波接收器——那也是用铜丝联接的两个金属小球。忽然 “嗞——嗞——”，接收器的两个小球之间也跳过了一个很小的蓝色火花。 能量跃过了空间，位移电流产生了，这是波！电磁波就这样诞生了。赫兹测 定了电磁波的频率与波长，算出它的传播速度：每秒30万公里——与光速一 样，这与麦克斯韦的预言相符。场论胜利了。 法拉第——麦克斯韦——赫兹，实验——理论——再实验，这是场论发 展的道路，也是场论之所以成功的原因。赫兹的实验轰动了全世界，它预示 着人类将获得新的技能。1901年，意大利的马可尼与俄国的波波夫分别实现 了利用电磁波进行无线电传播。无线电报、无线电广播、无线电话、电视、 雷达……数不尽的无线电技术，在人类社会蓬勃发展起来。所有这一切，都 是源于法拉第的场论思想。 八、尘世中的伟人 天堂里的圣人 光阴茬苒，年华消逝。对于法拉第来说，过度的辛劳，长期的紧张和全 身投入的科学研究生涯使他过早地进入了衰老期。 |
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