苹果为什么会落在地面？

相信上过物理课的人都能脱口而出——万有引力。

然而说到为什么会存在万有引力，可能就没有什么人知道了。

毕竟就算是发现了万有引力的牛顿本人，都不知其所以然。

牛顿只是对模糊的引力给出了公式，解释了行星如何围绕太阳运转。

但连他自己都搞不懂，太阳是怎么做到不用直接接触，就能使地转星移，苹果落地。

所以万有引力诞生的原因，也在那个时代被打上了一个问号。

在这一百多年里，都没人能对此给出解释。

直到另一位巨人——法拉第的诞生，才开始使困扰牛顿多年的问题慢慢被解开。

除此之外，他还“驯服”电子，发明了第一台电动机、发电机，直接把人类推向第二次科技革命。

法拉第

从此以后，人类才彻底告别的黑暗。

如果没有他的发现，我们可能还活在那个没有任何电子产品的时代。

而且在历史上，更没有哪一项技术能像电那样完全渗透到人类的生活。

然而你怎么也想不到，就是这么一位伟大的科学家，小时候只上过两年小学。

法拉第肖像

用贫困与卑微来形容法拉第的前半生，是最贴切不过的。

1791年迈克尔·法拉第就降生于伦敦一个贫困的铁匠家中。

他是等13岁的哥哥工作赚钱了，才勉强凑齐上学的学费。

但这来之不易的学习机会，在法拉第看来就是一场噩梦。

他从小就口吃，连字母“R”都读不准。

所以他总是将自己的名字Faraday念成Fawaday。

那时刻薄的老师就经常挖苦他口吃的毛病，有时心情不好还用教鞭打他。

就算贫穷，也不至于卑贱。

所以忍无可忍的法拉第母亲，便愤然地把他接回家中。

就这样，法拉第的一生中只接受过一些“听说读写”的启蒙教育。

而这也成了他日后科学生涯最大的短板。

13岁那年，贫困的生活也使法拉第成了万千报童中的一员。

但他跟其他报童却截然不同，除了送报订书外，他还格外喜欢读书。

而报童这份工作，则给他平淡的人生带来了第一束光。

在这七年的报童生涯中，他每天晚上都抱着书如饥似渴地吸收着知识的养分。

而书中描写的各种神奇的电现象和化学实验，更是使法拉第流连忘返。

一颗关于电与化学的种子在他心底，悄悄地发芽。

在20岁前，除了比别人多读了些书，法拉第可以说是一无所有。

但第21年，他便迎来了人生最大的转机。

那时，上流社会中开始流行一种新奇的娱乐——大众科学。

而贫困的法拉第，却意外的获得了4张汉弗莱·戴维的科学讲座门票。

戴维可是当时首屈一指的科学家，不但发明了矿灯和笑气，连钾、钠、钙、镁、钡、锶、硼等都是他用电解法发现的新元素。

爵士戴维

每个晚上，汉弗莱·戴维都把电现象当表演一样向台下的达官贵人展示。

例如把2000个大型化学电池置于地下室，电闸拉下瞬间，伴随着一道亮光，所有人都惊叹鼓掌。

但法拉第却从不把这当表演来看，因为在他眼里这神奇的现象，正是科学。

所以每个晚上他都捧着笔记本，一字不漏地记录下戴维的每一句话和每一个实验现象。

戴维的讲座，下图为地下配置的2000个化学电池

利用当报童时学到的技能，法拉第便把笔记重新抄写了一遍，配上精美的图片，并装订成册。

此后，他做梦都梦到与戴维相会，一起在科学的圣殿中遨游。

那时，偷偷躲在阁楼看书，已再也不能满足这位少年的好奇心了。

法拉第年轻的肖像

他像无头苍蝇似的，就带着他那厚厚一本笔记，敲响了戴维的大门。

好巧不巧，还真的被他撞对了——戴维正在招募一位临时助手。

而他那本精心准备的笔记，就刚好成为了他求职成功的敲门砖。

所以从1813开始，法拉第也成了戴维身边不可或缺的助手。

在戴维教导下，他学到了更多新鲜的科学知识。

奥斯特

那时候，戴维都在研究一种神秘的现象——奥斯特的电生磁现象。

如果导线中有电流通过，那它附近的磁针便会发生偏转。

但是电只能产生一瞬的亮光和使磁针发生暂时的偏转。

不少人也猜测，这不过又是用于观赏娱乐的新奇玩具，没有实际用途。

但在法拉第眼里，这绝对隐藏着什么奥秘。

所以在做戴维助手之余，他便开始花大量空余时间来设计自己的实验。

那时大家的思路都是，电能够使磁铁暂时偏转，那么只要把这短暂的偏转变成持续的偏转，人类就可以利用这种持续的力工作了，但是谁也没有试验成功。

然而未受过正统教育的法拉第却思维跳跃地想到另一个方法——把磁铁固定住，那么线圈就可能会动起来。

根据这种设想，他设计了无数个实验，终于在1821年发明了一种简单的装置。

他把条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中，再将一根接有电源的金属杆插在水银里。

只要有电流通过金属杆，金属杆就会绕着中心的磁铁不断地旋转。

别看这个装置如此简陋，它可是世界上所有电动机的祖先。

可以毫不夸张地说，我们现在的商业、工业、乃至日常生活都来源于法拉第这划时代的发明。

很快法拉第的发明就传开，这也使他一时间成为伦敦最炙手可热的大红人。

但人红是非多，他在不久后便在这上面栽了跟头。

那时所有人都议论，戴维的徒弟可真是个天才。

虽然戴维自己也说法拉第是他最大的发现，但被助手超越他心里却不是滋味。

所以正当法拉第最如日中天的时期，他便被戴维直接打入了“冷宫”。

法拉第当时被他派去研究一个和电、磁都无关的新项目——破解英国光学玻璃制法。

甚至在29位皇家学会会员联名提议法拉第当选会员时，戴维都私下命令他放弃资格，并投下了全场唯一一张反对票。

老实人法拉第虽然伤心，但他还是十分敬重戴维，他心里始终觉得没有戴维就没有他今天的一切。

所以对玻璃一窍不通的法拉第，还是乖乖的花了整整8年时间，去学习炼玻璃。

但玻璃的制法一直是商业秘密，法拉第也很难参透光学玻璃中的奥秘，造出来的玻璃是一次比一次烂。

直到1829年戴维去世，才使法拉第得以从毫无建树的玻璃研究中解放出来，回到了属于自己的电磁研究中。

在最爱的领域里，法拉第可谓如鱼得水，回归第二年就发现了磁生电的关键在于相对运动。

那时，他将一块磁铁穿过导体线圈，线圈中便产生了电流。

没错，这个实验就是电磁感应最著名的实验，也是我们高中物理课堂曾做过的切割磁感线实验。

很快，法拉第又根据电磁感应现象制成了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。

这台发电机的诞生，使电磁感应第一次实现了连续电流的产出。

这不间断电机的发明，能让人类从劳苦的工作中解放出来，同时也意味着会带来无限财富。

然而法拉第从始至终，都没动过申请专利的念头，更没从其获利一分。

但就在他的免费发明不断地改善人类生活时，一种疾病却突然向他袭来。

他才49岁，就开始严重失忆并深陷抑郁漩涡之中。

年轻时，法拉第从贫困中崛起，在这个最注重等级的社会中一跃成为那时最声誉卓著的科学家。

从三十多岁起，他就陆续发明了电动机、变压器、发电机，这些无论哪一项单独拿出来都足以流芳百世的发明。

法拉第讲座

过了那个硕果累累的壮年时期，他也越来越怀疑自己能不能读懂这些科学规律。

而且，世人也都开始认为迈克尔·法拉第已经成为历史，那个属于他的时代已结束。

但就算失忆和忧郁不断地困扰着他，他还是没有放弃对科学的追求。

在病榻中，他再次提出了一个更伟大设想——磁场和磁力线。

那时用磁铁和铁屑来绘制图案，在所有人眼里都不是什么稀奇事。

因为早在法拉第之前的几个世纪，孩子们就开始喜欢玩这种铁屑游戏了。

只是人们都默认那是铁屑在作用，并没有深究这其中的奥秘。

然而法拉第却一直耿耿于怀，因为他发现不但是在磁铁旁边，就连在通电导线旁都有这种规律的图案出现。

因此他也认为这肯定不是铁屑在作用，而是磁铁在产生有效作用。

那时，法拉第就已清晰知道在磁体周围的空间里存在着一种肉眼不可见的力场，并称之为磁场。

他说任何物体周围都存在着磁场，只是有的弱有的强罢了。

他还说宇宙中的所有星球都是一个巨大的磁铁，它们周围都有着无数的力线，只是人们看不见而已。

法拉第解开了困扰牛顿多年的谜题，这就是为什么太阳不用直接接触其他行星就能让其运行的原因。

而太阳实际上并不是没有接触其到他行星，只是人类肉眼看不见其作用而已。

然而不幸的是，虽然大家嘴上都说对法拉第的创造力崇敬有加，也十分佩服他在实验领域的才华。

但是他们始终觉得看不见的“力”以及他关于引力的理论太过玄乎、纯属臆造，是法拉第老糊涂了。

因为根本没有任何事实可以支撑他的想法，当时甚至还有人公开谴责他的理论，说这种“看不见的力线”是对牛顿的亵渎。

然而法拉第就是吃了小时候没受过正统教育的亏，无论多努力都无法给出该理论精确的数学方程。

这是他无法跨越的障碍，不被理解使他晚年陷入了更深的抑郁中。

晚年的法拉第

不过法拉第又是幸运的，他的电磁理论虽提出了十几年无人欣赏。

但在他生命中的最后几年，还是有另一位伟大的科学家麦克斯韦接过他的衣钵，用完美的数学公式证明了他电磁理论的猜想。

此外，麦克斯韦还将该理论推向更深层次的高度。

麦克斯韦

这种概念之后也给了一个世纪后爱因斯坦极大的启示，他用自己力场的语言来描述了属于他的引力理论。

而在爱因斯坦的学习墙上，就有着法拉第的一张照片，与牛顿、麦克斯韦放在一起。

他们四位，也被称为物理学史上的四巨匠，共发起人类三次伟大的科学革命。

在看到自己的电磁理论由麦克斯韦真正解开，法拉第也在1867年心满意足地辞世。

那时伦敦就有人提议停电3天向法拉第致哀。

但我们都知道这是不可能会实现，因为这个世界离开了电已经不能再正常运转了。

*参考资料

宇宙时空之旅：电之骄子.寰宇地球 .2014.07.12

方圆.平凡不掩光华：迈克尔·法拉第.科学家.2014.09