跛脚的科学巨匠法拉弟

跛脚的科学巨匠法拉弟

法拉弟(1791—1867)是十九世纪电磁学领域中最伟大的一位实验物理学家。法拉弟的贡献是巨大的，人们对他的评价是很高的。有人称赞他：自伽利略以来，世界上从未看到过在一个人的头脑中涌现这样多种多样的奇妙的发现，未必这样快就会碰到另一个法拉弟。

但令人遗憾的是，他虽是个最伟大的实验家，但不是一个杰出的理论家。诚然，他是一个出类拔萃的人材，但他只偏颇于实验，这既是他的长处，但又因忽视了另一方面——他基本上不精通数学——就不能不又成为一个短处。法拉弟从小因为家境贫寒，幼年没能受到完整的初等教育，十三岁就当上了书报装订工。但他积极好学，利用与书籍打交道之便读了很多书，每天都去听各种科学题目的报告和讲演，后来在听报告时认识了大科学家戴维，经戴维的指导走上了科学研究的道路，后来成为一名伟大的科学家。但也正是由于此种情况，法拉弟没有受到过系统的数学训练，而只是成为一个跛脚的科学巨匠。

法拉弟勤勤恳恳工作了四十多年。在电子方面的工作，全部汇总在他的巨著《电学实验研究》中，此书有3362条，分为三十篇，详尽地描写了他所做过的各个实验及分析了它们的物理实质，但在这部著作中却几乎找不到一条数学公式，缺乏精确的理论分析。这不能不使人感到遗憾。尽管，法拉弟以其惊人的想象力给电磁场描绘出一幅形象的图象，提出场是力的线或力的管子所组成，法拉弟的思想方法改变了物理学的传统观念，奠定了电磁理论的基础，但完全是一种定性的理论。他的力线和场的概念只是为麦克斯韦建立电磁场的数学理论提供了物理依据。法拉弟虽然具有极高深的物理思想以及卓越的实验能力，但苦于不精通数学，无法用数学来描述电场和磁场，使他始终没有能够把他的发现和见解升华到精确的定量理论的高度，实际上，当时物理学已成功地用数学理论来描述了质点的机械运动，并且当时电磁学已建立了四大定律(库仑定律、高斯定律、法拉弟定律、定培定律)。假如法拉弟具有牛顿和麦克斯韦的的横绝一世的数学水平，加上他的场的和力线的设想，以及他高超的实验技巧，凭借如前所述的当前物理学已有的理论和数学基础，很有可能超前于麦克斯韦建立电磁场理论吧?其实就连我们很熟悉的法拉弟电磁感应定律的数学表达式，也不是法拉弟本人的作品。法拉弟只是用力线的慨念定性地描述了电磁感应定律，他在《论磁力线》中写道：“无论导线是垂直地还是倾斜地跨过磁力线，也无论它是沿某一方向或沿另一方向，该导线都把它所跨过的力线所表示的汇总起来，……形成电流的力正比于切割的磁力线条数”。而电磁感应定律的精确的数学表达式，是由德国物理学家诺伊曼根据法拉弟的思想，从矢势的角度推出的。

缺少以数学理论为基础具有定量分析的理论，不能算是成熟的理论，而只注重实验，不注重理论分析的科学家是令人遗憾的跛脚的科学家。最优秀的人材，应该是注重理论与实验的结合，自觉地寻求这两个方面的统一。否则，就象是一个会爬树又无工具的人，尽管看到果实累累，但却无法摘为己有。