法拉第、麦克斯韦和电磁场 改变物理学的人

迈克尔?法拉第(Michael Faraday)和詹姆斯?克拉克?麦克斯韦(James Clerk Maxwell)是有史以来*具胆量、*有创造力的两位科学家。两位相差40岁的科学巨人，发现了电磁场的存在，提出了一种全新的理论，颠覆了自牛顿时代以来盛行的力学世界观。科学作家福布斯和马洪通过丰富的传记细节，对两位巨匠的生活和他们的科学成就做了生动的描述。没有受过专业数学训练的法拉第是一个真正有创造力的思想家，他从装订学徒工一跃成为英国皇家科学研究所的所长。麦克斯韦被公认为是他那个时代*杰出的物理学家之一，他把法拉第的思想写成数学语言，从而创造了场的理论，将电、磁 和光统一起来，这成为包括爱因斯坦的狭义相对论在内的20世纪物理学的基础。 法拉第和麦克斯韦的合作成就催生了许多我们今天认为理所当然的技术创新——从发电到电视、卫星、手机等等。本书以流畅、清晰的语言讲述了他们的动人故事。读者通过本书可以欣赏到科学巨人的鼓舞人心的生活。

历史上两位杰出的、具有开拓精神科学家：迈克尔·法拉第（1791-1867）和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（1831-1879），于19世纪经过共同努力，揭开了电磁场的神秘面纱，创建了场理论，并利用场理论统一了电、磁和光。正如牛顿创立的力学理论解开了宇宙运行规律一样，法拉第和麦克斯韦的场理论打开了很多令人激动的新发现的大门。福布斯(Forbes)和马洪（Mahon），两位富有科学写作经验并具有物理和工程领域专业知识的作者，以温馨动人、引人入胜的笔法，撰写了本书。书中描述了法拉第和麦克斯韦的生活和他们的科学发现，勾画出改变了历史进程的富有灵感的两位科学家的饶有趣味的人物形象。

南希·福布斯 (Nancy Forbes) 是一位经验丰富的作家，著有超过25部科技科普著作。她也是美国物理学会和IEEE的特约编辑。目前任职于美国国防部。巴兹尔·马洪 (Basil Mahon) 著有多部传记作品，退休前就职于英国皇家机电工程公司，目前任职于英国政府统计局。

致谢
年表电磁场理论发展历史中的主要事件
序言
第一章学徒1791-1813年
第二章化学1813-1820年
第三章历史1600-1820年
第四章圆周力1820-1831年
第五章电磁感应1831-1840年
第六章一个猜想的影子1840-1857年
第七章法拉第的最后岁月1857-1867年
第八章那是怎么回事？1831-1850年
第九章社会与训练1850-1854年
第十章假想的流体1854-1856年
第十一章这儿没有人能够理解玩笑话1856-1860年
第十二章光的速度1860-1863年
第十三章一门巨炮1863-1865年
第十四章乡村生活1865-1871年
第十五章卡文迪什1871-1879年
第十六章麦克斯韦学派1850-1890年
第十七章新纪元1890年以后
注释
参考文献

     可以从很多地方开始讲述电磁场的故事。也许优选的地方是位于英格兰北部奔宁山脉西侧的大风肆虐崎岖不平的荒野。这就是艾米莉·勃朗特（Emily Bronte）在《呼啸山庄》中描绘的那个国度，那里人烟稀少，人们勇敢顽强，在羊都难以找到食物的荒芜土地上勉强度日。这里是迈克尔·法拉第（Michael Faraday）祖先的家园。 法拉第加入了基督教的一个小教派，称为桑德曼教派（Sande-manians），是以罗伯特·桑德曼（Robell Sandeman）的名字命名的。罗伯特·桑德曼是一名脱离了苏格兰长老会的苏格兰人，在18世纪中期来到英格兰。桑德曼教派的教徒工作努力，生活简单，语言平实。他们拒绝已建立的教会的所有服饰，他们坚持最简单的基督教形式——他们的整个教义被写在桑德曼墓碑的墓志铭中。尽管与外人友善，能容忍不同的观点，但他们基本上还是待在自己的社群里，做着各种各样的生意：法拉第的父亲，詹姆斯·法拉第（James Faraday），是一个铁匠，他的叔叔们分别是织布工、杂货店主、旅店店主和裁缝。 若不是因为波及范围很广的国内外大事造成的压力，迈克尔·法拉第可能就会在遥远的威斯特摩兰郡（Westmorland）的农村，平静地隐居下去。18世纪中后期，英国多年来一直与海上的敌对殖民势力作战，最后在与美国对阵中输掉了一场代价昂贵的战争。这些战争在英国国内造成了损失，跨过英吉利海峡的与法国之间的战争也是一触即发。与此同时，工业革命正在将英国乡村的人们吸引到城镇：农民离开土地前往铁厂、陶器厂和纺织厂。在这种背景下，威斯特摩兰郡的贸易下滑，但是詹姆斯·法拉第，刚刚娶了妻子玛格丽特（Margaret），需要钱来支撑刚刚组建的新家庭。于是，在1786年，他决定离开位于奥特吉尔（Outhgill）的每况愈下的铁匠铺，到伦敦碰碰运气。 法拉第一家在距伦敦桥以南大约一英里的一个叫纽因顿巴特斯（Newington Butts）的贫民区定居。伊丽莎白（Elizabeth）和罗伯特（Robert）两个孩子很快出生了，第三个孩子迈克尔也于1791年降临人世。詹姆斯从附近的一座名叫“大象和城堡”的驿站（现在这个名称用来命名附近的整个地区）学会了马蹄铁匠的工作，但却生意萧条。他对成功的希望落空了，而更糟糕的是，他的健康状况开始下降。他一直心存恐惧，害怕被送进债务人监狱或更糟糕的济贫院。有时，他不得不接受别人的捐助，捐助可能来自桑德曼教派的成员，以防止他的家人饿死。但他并没有对那些更幸运的人愤愤不平和嫉妒。孩子们生长在一个充满活力和爱心的家庭，虽然家很拥挤。迈克尔很快又有了一个妹妹，名叫玛格丽特，以他们妈妈的名字命名。这个家庭再次搬家，先是搬到了吉尔伯特街（Gilbert Street），然后又搬到了曼彻斯特广场附近的一个马厩旁边的房子，就在刚刚命名的牛津街旁边，现在是时尚百货公司的所在地，这条路在法拉第的时代还有其他故事：它原是泰伯恩街（Tyburn Street），被宣告有罪的男人们沿着这条路走完从纽盖特（Newgate）监狱去往绞刑架的最后一段路程。 经过初等教育后，13岁的迈克尔·法拉第开始作为一个学徒工为乔治·里博（George Ribeau）打工，里博在布兰德福德街（Blandford Stree！）附近经营着一家书报店。迈克尔成为这个地区大家熟悉的人物——一个“有着一大堆棕色卷发并且胳膊下夹着一捆报纸”的活泼的男孩。里博是一个有着进步思想的法国移民，他对由他照料的孩子们深感兴趣。他欣赏法拉第，很快提升他做装订学徒工——当时签了7年的合同。据我们所知，里博的学徒实际上没有一个最终成为装订工，这是因为他的开明的管理制度允许他们在其他方向自由发展自己的才能：一个学徒成为喜剧演员，另一个学徒则成为专业歌手。 日复一日地连续地装订书籍是一项单调乏味的工作，但它需要非常用心和灵巧的双手——注重质量，这在法拉第以后的生活中，是非常被注重的。然而，为他开启世界的却是书本本身：图画书、冒险故事、小说、哲学书籍，最主要的是任何关于物质世界的，以及人们试图了解世界是如何运转的书籍。他成了真理的追求者。他后来回忆说：“我是一个非常活泼、富有想象力的人。我可以像相信《百科全书》（Encyclopaedia）那样轻易地相信《天方夜谭》（Arabian Nights）。但事实对我来说很重要，它拯救了我。我可以相信一个事实，但总是反复盘问一个已有的定论”。。 他对各种主题阅读得越多，就越是意识到自己缺乏教育。然后，就在他需要的时候，他找到了一本书，这本书似乎是为他单独而写的，书名叫作《心灵的提升》（The Improvement of the Mind），作者为艾萨克·沃茨（Isaac Watts）牧师。法拉第全身心地投入到沃茨书中所叙述的自我完善计划中。他试图学会正确地讲话，并告诉朋友，每当他在谈话中犯了语法错误就要纠正他。他利用一切机会拓展知识面，开始制作一本“平凡的书”，列出事实，特别是科学事实，供将来参考。即使在这些简单的笔记中，他也努力遵循沃茨的建议，总是使用准确的语言，