创立新说

1841 年的春天悄悄地来到伦敦。

法拉第推开实验室窗户，深深地吸了一口气。然后打开一本蓝皮册子，写下了当天实验的记录和编号，他脸上已经出现皱纹，两鬓也有些灰白了，只有那双褐色的眼睛，还是和青年时代一样，闪烁着和蔼的光芒。

是啊，在不断的探索和发现中，又一个十年过去了。这十年间，法拉第的电学实验研究成就辉煌。他超过了同时代许多著名的科学家，包括他的导师戴维和安培。因此，有人把法拉第称为“先知先觉”，甚至说他“可以闻出真理来”。法拉第听到这些过誉之词，都是摇头一笑。凡是他的同事和最亲近的人都知道，法拉第的每一项发现后面，凝结了多少心血，耗费了多少艰苦的劳动啊！他工作起来有一种决不后退的劲头。丁铎尔曾经说，他胸中蕴藏着固体燃料，一旦燃烧起来，决不会轻易熄灭。

法拉第这种不知疲倦的拼命精神，也常常使他夫人担忧。由于操劳过度，他得了严重的神经衰弱症，终于病倒了。1841 年盛夏，在医生的一再敦促下，法拉第离开英国，在他夫人陪同下到瑞士休养；他的内弟是一位颇有才华的画家，也陪同前往。

这是法拉第第二次出国旅行。沿途的自然风光，又象二十年前一样，使他神采飞越，心旷神怡。旧地重游，山河依旧，科学却已经大踏步地前进了。

这次疗养，对法拉第恢复健康有明显的好处。但是十年积劳，他实在是太累了。医生不允许他恢复工作，法拉第的研究中断了整整五年。

1845 年春天，法拉第恢复健康，重新回到实验室工作，这时他已经是五十四岁的老将了。按照一般说法，一个科学家最能够出成果的年龄在二十五岁到四十五岁之间，他的黄金时代好象已经过去。

但是事实恰好相反，法拉第一生最重要的贡献，就是在这个时期完成的。年龄并不是科学发明的决定因素，关键在于永远保持旺盛的斗志和孜孜不倦的探索精神。

法拉第克服了体力日衰的困难，继续顽强地攀登着。他很早就抱定一种想法，认为光和电磁现象有内在联系。当时电磁理论还没有建立起来，能够有这样天才的设想，实在叫人惊异。这大概要归功于他的科学信念和哲学思想。他相信世界是统一的，无论是磁、光、热还是引力，都应当有密切的联系。电磁的统一已经证实，他决心寻找电磁现象和光的关系。

法拉第采用的是他拿手的办法——实验。经过多次失败以后，他把一块

玻璃放在电磁铁的两极间，然后用一束偏振光①沿着磁力作用的方向透过玻璃，光线在磁力的作用下，它的振动面果然偏转了一个角度，磁力越强，偏转角度越大。这就是有名的磁致旋光效应，是法拉第对电磁学的又一个大功劳。法拉第满怀着胜利的喜悦，兴奋地在日记里写着：“这样一来，磁力和光有相互关系就得到了证明！”这个发现的时间是 1845 年，也就是法拉第恢复研究工作的同一年。

这个成功对法拉第很有启发，他又杀了个回马枪，把几年以前研究过的各种介质放进两个磁极之间，做同样的实验。他的设想是：可能其他物质也应该和玻璃有相同的反应。他使用的是一个比以前强大得多的电磁铁。意想不到的是，在实验过程中，法拉第发现了一个新奇的现象。他把一根玻璃棒放进磁铁两极间，玻璃棒居然表现出对磁力作用的反抗，停在同磁力垂直的方向上。这就是说：磁不但对磁性金属有作用，对其他材料也有作用，不同的只是前者顺着磁力方向，后者恰恰相反。

法拉第又惊又喜，他马上换成一根铜棒进行实验，铜棒也停在同磁力垂直的方向上，傲然不动。他又用木块代替铜棒，结果一样。这是多么奇妙的发现啊！他把身边所有的东西都放进两个磁极之间，一一进行试验，发现全部物质对磁力都有反应，其中大多数都表现出抗磁性。

法拉第全神贯注地做着实验，连吃晚饭的时间也忘掉了。他妻子只好把晚饭给他送到实验室来。她推开实验室的门，发现法拉第正埋头在一堆乱物中忙着，眼里不由流露出温和的责备，催促他赶快吃饭。法拉第见她从篮子里拿出一块面包和牛排，十分高兴。做妻子的还没有反应过来，法拉第已经把面包用一根细线悬挂起来，放进两个磁极之间。面包象受过训练那样，一动不动地停立在磁力交叉的方向上。法拉第朝着妻子眨眨眼睛，笑了笑，又用牛排做试验，取得同样的结果。法拉第夫人看着他的表演，简直哭笑不得。实际上根据法拉第当时的心情，如果不是因为磁铁不够大，恐怕连他夫人也会被吊起来，送进磁极之间去检验一番，因为他确信人体也是反磁体。

磁致旋光效应和反磁体的发现，给法拉第很大的启示。一个崭新的思想终于脱颖而出！

当时，“超距作用”的观念很流行。牛顿（1642－1727）曾经为超距观念苦恼过，但是最终他还是采用了超距的说法。一百多年来，牛顿力学成了物理学的主宰。“超距作用”观念不但支配了天体力学，也影响到电磁学。人们普遍认为，力的传递（包括电力和磁力）是即时而超距的，也就是不管传递多远都不需要时间，一个电荷或者磁极周围的空间，除了距离以外，一无所有。法拉第不随波逐流，他从大量的实验事实出发，对“超距观念”提出了怀疑。他相信“物质到处存在，没有不被物质占有的中空地带”，因此电力和磁力不能凭空传递。这个思想，法拉第酝酿了十几年，在没有找到充分的实验证据以前，他不愿意匆忙宣布自己的科学假设。摧毁旧学说，需要新的武器。法拉第终于找到了这种武器，那就是杰出的“力线”概念。

法拉第把铁粉撒在磁铁周围，铁粉立刻呈现出有规则的曲线，从一个磁极到另一个磁极，连续不断。法拉第把这种曲线称做力线。他进一步用实验证明，这种力线不只是几何性质的，它同时具有物理性质，导线里感应电流的大小，完全取决于导线截割磁力线的数目，而同导线的移动位置无关。换

① 光是一种电磁波，是横波，波的振动面限于某一固定方向的光，称做偏振光。

句话说，磁力线越密的地方，磁的强度越大。

用这种全新的眼光来观察，电荷或者磁极周围的空间不再是一无所有，而是布满了向各个方向散发出去的力线，电荷或者磁极就是力线的起点。从这一事实出发，法拉第在物理学上首次提出了“场”的概念。他把布满磁力线的空间称做磁场，而磁力就是通过连续的场传递的。牛顿力学“超距作用” 的神圣殿堂就这样被动摇了！

法拉第力线观念的建立，看起来不象发现电磁感应那样富于戏剧性，然而它在电磁学上的意义却是更深远的。可以说，法拉第对电磁理论最重要的贡献就在这里。著名科学家约瑟夫·汤姆逊（1856－1940）几十年以后曾经评论说：在“法拉第的许多伟大贡献当中，最伟大的一个就是力线概念了，电场和磁场的许多性质依靠它就可以简明而形象地表示出来。”

根据力线这一崭新的思想，法拉第提出了光的电磁学。1846 年他在《哲学杂志》上发表了论文《关于辐射线振动的思考》。这是法拉第全部科学著作中的瑰宝，它的光采直到几十年以后才被人们发现。在这篇论文里，法拉第定性地提出，电力线和磁力线的振动，就可以产生光和其他辐射现象。一个革命性的、使人耳目一新的学说，就这样诞生了。