1791年9月22日,在英国萨里郡纽因顿镇,一位名叫詹姆斯·法拉第的贫穷铁匠迎来了他的第三个孩子的诞生。
是的,这个孩子就是后来被称为“交流电之父”的英国著名物理学家、化学家迈克尔·法拉第( )。

迈克尔·法拉第 (1791~1867)
法拉第的家庭条件十分贫困。 一家人的生计靠父亲打铁为生。
1796年,法拉第5岁时,他的家人从纽因顿搬到伦敦,并在曼彻斯特广场附近租了一间马车房。
虽然家境贫寒,但法拉第的父亲仍然坚持让法拉第和弟弟上小学,并告诫他们要勤奋诚实,做正直的人,不要贪图名利。 父亲的教诲对法拉第后来的生活产生了深远的影响。
几年后,法拉第的父亲因劳累过度病倒了。 无奈之下,全家人只得靠救济度日。 法拉第的小学教育也被迫终止(只持续了两年)。
1803年物理学家毕奥,12岁的法拉第为了谋生开始在街头卖报纸。 第二年,他来到布兰福德街的一家书店,成为书店学徒,学习装订手艺。
小法拉第工作非常勤奋、灵活,很快就赢得了书店老板里博先生的信任和喜爱。
下班后,法拉第主动去书店阅读大量书籍。 其中,不仅包括《哈姆雷特》、《李尔王》等莎士比亚的经典文学作品,还有《大英百科全书》、《化学讲座》等科学名著。
年轻的法拉第求知若渴,被书中的知识深深吸引。 他很想实践一下书上记录的实验过程。 然而,作为一名贫困学徒,他没有钱购买实验设备。 所以,他只能用废品来做一些简单的物理和化学实验。
1810年,在哥哥的支持下,法拉第有幸参加了学者塔图姆领导的青年科学组织伦敦城市哲学会。 通过参加哲学会的一系列活动,他初步掌握了物理、化学、天文、地质、气象等方面的基础知识,为后续的研究工作打下了良好的基础。
在此期间,法拉第听了十几场塔图姆的自然哲学讲座。 每次讲座结束后,法拉第都会重新抄写他的笔记并绘制设备图表。 他甚至把笔记装订成一本精美典雅的《塔图姆自然哲学讲座》送给了里博先生,这让他高兴极了。
法拉第的勤奋好学也感动了书店里的一位顾客。 他是皇家学院的唐斯先生。 作为鼓励,唐斯先生送给法拉第四张汉弗莱·戴维教授在皇家科学院科学讲座的门票。
汉弗莱·戴维是一位伟大的科学家。 23岁成为皇家学院的化学教授,33岁成为皇家学院的灵魂。

汉弗莱·戴维 (1778~1829)
1812年2月,20岁的法拉第连续听了四次大卫教授的讲座。 他被精彩的讲座内容震撼,加深了对科学研究的热爱,并决心投身其中。
于是他写信给当时的英国皇家学会主席约瑟夫·班克斯爵士,希望能在皇家学会找到一份工作,哪怕自己在实验室里洗瓶子。
结果焦躁不安的法拉第等了整整一个星期也没有得到任何答复。 他忍不住前往皇家学院询问,但得到的答复只是冷冷的一句话:“班克斯爵士说,你不需要回信!”。
换做是别人,受了这样的羞辱,估计都会放弃了。 但固执的法拉第并没有放弃。
不久之后,他又鼓起勇气写了第二封信。 这次,他直接写信给汉弗莱·戴维,并附上他精心整理装订的《汉弗莱·戴维爵士的演讲》。
汉弗莱·戴维收到这封信后深感震惊——他没想到,在短短4个多小时的演讲中,法拉第竟然记下了386页笔记! 所有内容一字不漏,凡是未详细说明的细节均已补全。
当晚,汉弗莱·戴维回信给法拉第,毫不犹豫地表达了自己的钦佩之情——“先生,我愿意成为您听话、谦卑的仆人。我很高兴为您服务。我希望这是我能做的。”
作为一个社会公认的学者,汉弗莱·戴维能写出这样的文字,并且写给一个不知名的学徒,简直是不可想象的。
1813年3月,22岁的法拉第终于进入皇家学院,成为助理实验员和汉弗莱·戴维的助手。
对于法拉第来说,他的科学研究生涯正式开始了。

法拉第年轻时
不久之后,汉弗莱·戴维在法拉第的助手的陪同下出发,前往欧洲大陆国家进行考察。

虽然他实际上是助理,但他的公开身份却是仆人。 法拉第对此并不关心,他也没有自卑感。 在他看来,这次考察是一次宝贵的学习机会,只要能学到东西。
果然,通过这次考察,他结识了许多著名科学家,参加了各种学术交流活动,大大开阔了他的视野。 聪明勤奋的他还学习了法语和意大利语。
1815年5月,法拉第回到英国物理学家毕奥,在汉弗莱·戴维的指导下开始做一些独立的研究工作。 很快,他取得了多项化学研究成果。 1816年,法拉第发表了他的第一篇科学论文。
1820年,发生了一件改变法拉第和全人类命运的事件。
今年,丹麦物理学家汉斯·赫斯蒂安·奥斯特在一次演讲中意外发现,当他给一根电线通电时,旁边的小磁针会发生偏转。

随后,奥斯特对这一现象进行了三个月的反复实验,最终通过一篇题为《论磁针的电流冲击实验》的论文,正式向学术界宣布他发现了电流的磁效应。
这一发现震惊了整个物理学界。 几个月后,比奥和萨瓦特在老大拉普拉斯的帮助下,发现了空间中电流产生的磁场大小的定量规律。 这就是著名的毕奥-萨伐尔定律。 借助毕奥-萨伐尔定律,我们可以计算出空间中任何电流产生的磁场大小,但这种方法在实际使用中会比较麻烦。
又过了两个月,安培发现了一种更实用、更简单的方法来计算电流周围的磁场。 这就是安培电路定理。 顺便说一句,安培还总结了一个非常实用的规则,可以帮助确定电流产生的磁场方向,这就是安培定则(也是高中时学过的右手螺旋定则)。
奥斯特的发现也引起了汉弗莱·戴维和威廉·沃拉斯顿的注意。
威廉。 沃拉斯顿 (W.) 是汉弗莱·大卫的同事和朋友,也是一位重要的化学家,也是钯和铑元素的发现者。

威廉。 沃拉斯顿 (1766~1828)
戴维和沃拉斯顿开始研究电和磁,但进展甚微。
1821年,英国《哲学年鉴》主编邀请大卫写一篇文章,回顾奥斯特之后电磁实验理论的发展。 大卫把这项工作交给了法拉第。
在收集数据的过程中,法拉第对电磁现象产生了极大的热情,开始转向电磁学的研究。
他仔细分析了奥斯特的实验,经过反复试验和思考,取得了一些研究成果。
当时,法拉第打算将结果告诉戴维和沃拉斯顿,但他们恰好不在。 法拉第的朋友建议他尽快公布自己的成果,以免被安培等人首先公布。 于是法拉第听从了建议。
没想到,法拉第的成果公布后,非但没有受到赞赏,反而遭到批评。 很多人认为法拉第抄袭了沃拉斯顿的研究成果。
法拉第请沃拉斯顿帮助他澄清。 沃拉斯顿坦率地承认他正在研究电和磁,但角度不同,因此法拉第无法向他借任何东西。
法拉第还请他的导师大卫帮他澄清。 然而,大卫并没有这样做。 他选择了保持沉默。
原因还是因为嫉妒。 法拉第的成就超越了大卫。 大卫内心深处无法接受这个现实,于是他开始打压法拉第。
戴维除了不帮助法拉第澄清之外,还干扰了法拉第的电磁研究。 1825年,戴维指派法拉第研究一个与电或磁无关的新项目——制造光学玻璃的方法。
这个实验持续了很多年,没有任何重大进展,简直就是浪费法拉第的时间。
法拉第的朋友们对法拉第的遭遇感到愤怒,于是联系了29名英国皇家学会会员,共同提议法拉第成为英国皇家学会会员候选人。 沃拉斯顿率先签约。
当大卫听到这个消息时,他非常愤怒。 他愤怒地跑到皇家学院实验室,勒令法拉第放弃他的资格。 法拉第压下怒火,冷冷地说道:“汉弗莱爵士,我既没有提名自己为皇家学会会员候选人,也没有提交任何证书,我能撤回什么呢?”
后来,为了阻止法拉第成为会员,大卫一再推迟投票,在最后的投票中,他投出了全场唯一的反对票。 然而孤独的大卫没能阻止法拉第成功当选为英国皇家学会会员。
1829 年大卫去世后,法拉第终于停止了光学玻璃实验,开始回归有意义的研究。
在电磁学领域,法拉第如鱼得水。 回国第二年,他发现磁力发电的关键在于相对运动。
1831年,法拉第发现,虽然一个通电线圈的磁力不能在另一个线圈中引起电流,但当通电线圈的电流第一次接通或中断时,另一个线圈中的检流计指针有轻微的偏转。
经过反复实验,法拉第证实,当磁力发生变化时,另一个线圈中就会产生电流。 他还设计了各种实验。 例如,当两个线圈相对移动时,磁力的变化也会产生电流。
就这样,法拉第提出了电磁感应定律。
同年10月28日,法拉第根据自己的理论研究,发明了盘式发电机。 这是人类第一次发明发电机。

盘式发电机
发电机的发明具有划时代的意义,也意味着巨大的专利利润。 然而法拉第自始至终都没有想过申请专利,也没有从中赚到一分钱。
从此,法拉第进入了科研成果的高产时期。
1834年,法拉第总结出法拉第电解定律:电解释放的物质总量与通过它的电流总量成正比,也与该物质的化学当量成正比。 这个定律成为物理学和化学之间的桥梁,也是通向电子发现的桥梁。
1837年,他引入了电场和磁场的概念,并指出场围绕着电和磁而存在,打破了牛顿力学中“远距离作用”的传统概念。
1838年,他提出了电力线的新概念来解释电和磁现象,这是物理学理论的重大突破。
1843年,法拉第用著名的“冰桶实验”证明了电荷守恒定律。
1845年,经过无数次的失败,他终于发现了“磁光效应”。 他通过实验证实了光与磁的相互作用,为电、磁、光的统一理论奠定了基础。
1852年,他提出了磁力线的概念,从而为经典电磁理论的建立奠定了基础。
尽管法拉第取得了举世瞩目的成就,但他始终为无法为电磁理论提供精确的数学方程而困扰。 由于法拉第小时候没有接受过正规教育,他的数学能力远没有实验能力那么强。
正当法拉第以为自己一生中永远看不到电磁理论被数学证明的时候,1865年,另一位伟大的科学家麦克斯韦接过了他的衣钵,用完美的数学公式(麦克斯韦方程组)证明了他对电磁理论的猜想。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 (1831~1879)
两年后,即 1867 年,迈克尔·法拉第毫无遗憾地去世,享年 76 岁。
法拉第去世后,伦敦有人提议停电三天,以悼念他。
法拉第的一生都在与自己的坎坷命运作斗争。 年轻时,他依靠个人努力实现了命运的逆袭,成功投身于科学。 中年时,面对恩师的压力,他忍辱负重,毫无怨言。
取得成就后,法拉第并不沉迷于名利。 他始终牢记父亲的教诲,谦虚低调,成为一名正直的学者。
1857年,英国皇家学会学术委员会一致决定任命他为英国皇家学会主席。 他多次拒绝了这一荣誉职位。 他说:“我是一个普通人。如果我接受英国皇家学会希望授予我的荣誉,那么我就不能保证我的诚实和正直,哪怕是一年。”
当英国王室准备授予他爵士爵位时,他多次婉言谢绝。 他说:“法拉第出身平民,并不想成为贵族。”
这就是伟大的电磁感应理论之父迈克尔·法拉第!

参考:
1.百度百科:迈克尔·法拉第
2. 图书馆:迈克尔·法拉第的故事
3、穿越时空之旅:电之骄子。 宇宙与地球
4.方圆。 平凡并不能掩盖荣耀:迈克尔·法拉第。 科学家
5.法拉第,商务印书馆
6.知乎:如何简单易懂地解释麦克斯韦方程组?长尾科技
