高中物理 科学足迹素材 新人教版选修3-2.doc

科学足迹
一、科学发现的启迪
诺贝尔奖获得者汤川秀树曾说，对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。奥斯特在18世纪末和19世纪初去德国、法国游学时，与当时欧洲的科学家进行了广泛的交流，这无疑使他扩展了科学视野。法拉第应《哲学杂志》之约，自1821年夏天开始撰写题为《电磁学的历史概要》的述评，于是他认真研究了奥斯特、安培等人的工作，阅读了大量文献。他正是从这时开始了寻求电磁感应的智力思考和实验探索。这不正是“对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感”吗？
历史表明，科学研究的真正魅力在于它的非功利性，然而大多数具有社会责任感的科学家都会将自己的发现、发明与人类的利益和命运联系起来。法拉第发现电磁感应之后，曾为此举行一次科学普及讲座，当时在场的英国财政大臣问道：“它到底有什么用呢？”法拉第认真地回答说：“啊，阁下，也许要不了多久你就可以对它收税了。”这段话后来成为关于科学成就与经济发展、社会进步关系的千古美谈。
科学史上许多重要的发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是能呼风唤雨的魔术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但并不是高不可攀的。麦克斯韦曾就法拉第的著作说道：“他既告诉我们成功的经验，也告诉我们不成功的经验；既告诉我们那些成熟的想法，也告诉我们那些粗糙的想法。读者的能力可能远不及他，但是感到的共鸣却常常多于钦佩，并且会引起这样一种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。”
二、伟大的科学家法拉第
法拉第出生于英国的一个铁匠家庭，曾经在装订工厂当过学徒。他利用这个条件，读了很多科学书籍，从中获得了丰富的知识。他喜欢做实验，还积极参加科学报告会。1813年，22岁的法拉第毛遂自荐，成了著名化学家戴维的助理实验员。
法拉第生活的时代，正值第一次工业革命完成。蒸汽机的应用催生了资本主义大工业，人类进入了工业文明时代，电力应用的前景已经初见端倪。这是一个需要巨人并产生巨人的时代。法拉第看到，伏打电池昂贵、产生的电流小，而自然界中的天然磁石比较丰富。如果可以由磁产生电，就能获得廉价的电力。他说：“我因为对当时产生电的方法感到不满意，因此急于发现磁与感应电流的关系，觉得电学在这条路上一定可以充分发展”。
法拉第能够发现电磁感应现象，是因为他坚信各种自然现象是相互关联的，各种自然力是统一的、“不可毁灭的”、可以互相转化的。法拉第通过广泛的实验研究，寻找电与磁、电与化学、光与磁、电磁场与物质等的可能联系，试图描绘一幅统一的物理世界的图画。法拉第还几次试图从实验上发现重力与电、重力与热之间可能存在的关系。他指出：“有一个古老而不可改变的信念，即自然界的一切力都彼此有关，有共同的起源，或者是同一种基本力的不同表现形式。这种信念常常使我想到在实验上证明重力与电力之间联系的可能性。”在类似思想的指引下，现代物理学家仍在不懈地探索自然界不同相互作用的统一的规律。
法拉第还认为，电磁相互作用是通过介质来传递的，并把这种介质叫做“场”，他以惊人的想像力创造性地用“力线”（即现代物理学说的磁感线和电场线）形像地描述“场”的物理图景。
法拉第在一生的探索中遭遇了多次失败。在他当年的日记中，“未显示作用”“毫无反应”“不行”等词语，记录着艰苦的探索历程。几十年的经历使他在晚年感叹道：“……就是最有成就的科学家，得以实现的建议、猜想、愿望和初步判断，也不到十分之一”。
法拉第谢绝了皇家学会会长、皇家研究院院长、伦敦大学教授等职位和头衔，也不肯接受贵族爵位。1867年8月25日，法拉第坐在书房的椅子上平静地离开了人世。他的学生和朋友丁铎尔（J.Tyndall,1820一1893）在《作为一个发现者的法拉第》一书中感慨地写道：“在他的眼中，华丽的宫廷和布拉顿高原上的雷雨比起来，算得了什么？皇家的一切器具，和落日比较起来，又算什么？我之所以说出雷雨和落日，因为这些现象在他的心里，都可以挑起一种狂喜……”
法拉第把一生献给了科学事业。生活在电气化时代的我们，应该永远缅怀他。