应定律

一、法拉弟创造性地提出“磁能生电”的课题

1820 年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，在物理学界引起了强烈的反响．人们长期认为电与磁是两种性质不同的东西，彼此没有关系．由于奥斯特的发现，人们看到了电与磁之间存在着某种联系．法拉弟在称赞奥斯特的工作时说：“它猛然打开了一个科学领域的大门，那里过去是一片黑暗，如今它充满了光明．”随后，许多国家的科学家纷纷做各种实验，力图搞清电与磁的关系，尤其是法国科学家安培在这方面做了许多工作．他在了解了奥斯特的发现后，立即就提出了这样的思想：既然磁与磁之间、磁体与电流之间有作用力，那么电流之间是否也有作用呢？

1820 年 9 月 30 日，在奥斯特实验传到巴黎的一个星期后，安培就向科学院报告，两根平行载流导体，如果电流方向相同，就互相吸引；如果方向相反，就互相排斥．不久安培又发现通电的螺线管具有和磁相同的作用．他将导线绕成一个螺线管并通过电流，这时，旁边小磁针的转动表明螺线管的一端相当于北极，另一端相当于南极．若改变电流的方向，极性也随之改变．两个通电的螺线管之间，也遵循同性磁极相斥，异性磁极相吸的规律，同磁铁之间的相互作用完全一样．这说明电流与磁体之间、电流与电流之间的作用，同磁体与磁体之间的作用，具有相同的性质．在这些实验的基础上，安培于 1822 年提出了关于磁的本质的假说，认为一切磁现象均起源于电流，即分子电流假说．他说磁就是电流或运动中的电荷；磁体

的相互作用可归结为电流的相互作用，这种作用力称为“电动力”．因此， 人们把他在 1820 年—1827 年间提出的理论称为电动力学．安培对电学发展的贡献是杰出的，所以后来麦克斯韦称他为“电学中的牛顿”．安培曾试图通过磁的作用在导线中形成电流，但未能成功．

当法拉弟了解到奥斯特的发现后，也立即做了许多实验．1821 年圣诞节的早晨，法拉弟第一次表演了磁针围绕电流的转动，完成了沃拉斯顿在 1820 年曾经做过但没有成功的实验，从而成功地证明了电磁力是一种旋转力．在此之前，他还花了好几个月的时间调研了有关电磁学研究的文献，重复了别人做过的实验，最后写出了一篇《电磁学发展历史概况》， 这就成为他的电学研究的起点．

通过对电磁学发展历史概况的考察，使法拉弟敏锐地意识到这一领域是科学的前沿、生长点，他决心另辟新径开创新局面．他首先想到磁生电的问题．1822 年他在笔记里写到：“磁能生电”吗？这是一个富有创造性的课题，正象爱因斯坦所说：它“标志着科学的真正进步”这个创造性课题的提出，法拉弟一方面是受奥斯特发现的启发，另一方面也是他从小所受教育，所进行的工作影响的必然结果．在法拉弟看来，既然自然力是统一的，任何一种物理关系即因果关系，都应存在着它的反作用，即对称性．由 A 能产生 B，亦必然能由 B 产生 A．既然静电能感应静电、磁能感生磁，电流能产生磁，那么依此类推，磁也应能产生电流，电流也应能产生电流．这是在自然界和谐统一的自然图景上，用类比方法产生的课题．法拉弟之所以在头脑中具有自然界和谐统一的图景，主要是当时科学新成就的影响．当时自然科学的发展已提供了自然界是和谐统一的认识，尤其是电学的发展已揭示了电与化学的关系、电的热效应和光效应，以及电流的磁效应等等的联系．他就是在这种时代背景下开始接受教育和训练的．他在学徒时期，就深受自然力统一思想的影响，后来当他在 1813 年以助手身份随戴维到欧洲大陆作学术考察时，又亲眼目睹欧洲那些科学大师们也正是这样思考和研究问题的，他们都是力图从不同侧面揭示自然界的统一．同时，法拉弟自己的实践经验越多，实验研究越多，获得的例证也越多，相信自然界和谐统一的信念也越坚定，正是在这种思想认识上，再加上奥斯特发现的触动和启发，使他产生了“磁能生电”的研究课题，并立志为此而努力探索．