迈克尔 · 法拉第不只是英国的一位最伟大的实验家，仔细考察其人及其著作，便显露出他还是一位机敏的理论家。
1791年9月22日，迈克尔 · 法拉第（Michael Faraday）诞生于伦敦贫民区，是一位贫苦铁匠的第三个儿子。出身寒微的法拉第尽管未受到过正规教育却取得了科学上的显赫地位。他是英国的一位真正的大英雄，可是他那种科学上的“布鲁内尔”*的大众化形象对他死后的名望来说是不正确的。
在英国，正以好几种方式纪念法拉第诞辰200周年。9月底以前，继续在科学博物馆展览他的生平事迹及著作。关于法拉第和皇家协会的几部新书已经出版。印有他的名字和造像的一张新邮票和一张20镑的新纸币将要发行。9月20日在威斯敏斯特修道院举行悼念仪式。这一切都是为了以一定方式在英国公众当中提高法拉第的声誉。
设想请一个普通人说出六位著名科学家的姓名。他们可能是谁呢？阿尔伯特 · 爱因斯坦？艾萨克 · 牛顿？查理士 · 达尔文？理查德 · 菲恩曼（Richard Feynman）？詹姆斯 · 瓦特生（James Watson）？斯蒂芬 · 霍金（Stephen Hawking）？这些科学家与包括法拉第在内的别的科学家有何不同？说到底，他们皆因对理论科学有贡献而闻名。看来似乎我们是更看重上述各位大思想家了。
正如本文所述，法拉第不是一位大思想家。我们对他有一种固定不变的印象，即他是一位非常重于实践的科学家，总是在昏暗的实验室里用线圈、棒形磁铁和铁屑做着实验。没有谁会对以下论断提出异议，即他关于电的实验的各项发现戏剧性地、不可逆转地改变了社会的形态。但是对于许多只在学校里学过物理学的人来说，甚至这些成就都由于太普通而熟视无睹。与诸如弯曲时空、旋转黑洞等绝非学校物理课的必修内容的这类奇异现象相比，法拉第的成就可能像是平庸的。
我们关于法拉第的印象是在他去世之后一年后所虚构的结果。1868年，法拉第在皇家协会的继承人约翰 · 丁铎尔（John Tyndall）出版了一本小传，这本书成了未来对法拉第生平及成就的许多评价的一个标准。
在这部传记中，丁铎尔对法拉第的理论思想几乎持轻蔑态度，认为“…缺乏数理思维习惯所应具有的精确性”。丁铎尔认为最好是不脱离原实验事实，这些事实“…一定会形成迟早要形成的那种宏伟理论的基础”。这样一来，我们就应该赞佩法拉第使用实验仪器的能力，而不必注意他的推理能力。这一论断好像是说法拉第是一个没有数学素养的人，所以没有真正的资格对理论科学的问题发表意见。
丁铎尔不是独自一人在蔑视法拉第的学说。为了知道为什么，我们有必要回忆一下19世纪前半叶，在差不多200年前由艾萨克 · 牛顿所建立的物理学基础仍然是完美无缺的模式。诚然，牛顿关于光的微粒学说受到了托马斯 · 杨（Tomas Young）关于证明光的波动性的光干涉实验的威胁。但是杨自己却由于他的观点而受到这所科学机构的成员们的粗暴攻击。
牛顿发展了以现今仍为人所共知的力的概念为基础的各种学说，这些学说的核心是超距作用思想，即两物体可以在无直接接触的情况下互相施以力的作用。例如，在牛顿的引力学说中，两物体间的引力大小与两物体间距离的平方成反比。同样的平方反比律也适用于别的作用力。然而问题在于：假如这些力对物体（有重物体或带电粒子）而言是内禀的，则如何通过其间的空虚空间施加作用呢？
1831年8月29日，法拉第用一只绕了两条导线的软铁环进行了实验，两导线绕在对立的两边。他发现将一只电池与两导线之一接通或断开时，在另一导线中能感应出一股电流来。因为两导线互相绝缘，于是法拉第断定另一导线中的电流必定是前一导线中的电流所产生的力作用的结果。
法拉第在两个多月之内又进行了许多实验以检验这一思想。首先，他将一根棒形磁铁使其中心在一只螺旋线圈内作上下运动，于是成功地在线圈中产生了电流。他发现了电磁感应原理，从而奠定了电气工业的基础。
法拉第的感应实验使他深信超距作用不能解释他所看到的效应。假如你试将两只棒形磁铁的指北极推到一块儿，你就会真正感觉到半空中磁力之间的阻力。这种力好像是作用于物体的外部。法拉第设想物体之间的空间以某种方式承受了力的作用，于是开始形成力场的概念。感应之所以起作用是由于变化的电力或磁力场对导线的影响，导线中产生了感应电流。
法拉第最得意的演示之一是将铁屑撒在置于棒形磁铁上面的一张纸上从而将磁力场！的“力线”显示出来。这项实验以后被一代代小学生不断重复着。磁场中的铁屑沿着力线排列着，它们引人注目地震示了眼睛在正常情况下所不能见到的东西：在物体之间的空间中展开的美丽的力的图像。
这类图像使法拉第相信线圈中的感应电流决定于线圈所切割的磁力线数目。尽管这些力线在物体之外，力却是真实的；它能产生真实的作用。但是法拉第走得更远，他认为一切力原则上都是可以互相转换的，这就根本偏离了牛顿的力的概念。
所以，法拉第不是作为实验室的一个熟练的修理工而是作为一个具有明晰想象力的人而崭露头角的，而这种想象力又是由纯粹理性思辨锻炼出来的。由于对力的统一性确信不疑，便运用他作为实验家的超群的天资去追求他的信念。探索表面上完全不同的力之间的联系成为他科学生涯的主旋律。
可是，法拉第的基本统一性信念并不令人感到意外。他是一个虔诚的圣迪玛尼教派基督徒，一个要求绝对忠实和毫无保留地承担义务的原教旨主义者信徒修道会的成员。
法拉第觉得他的宗教信仰和他作为一个科学家和哲学家的活动并不相抵触。他认为他关于自然定律的各项发现是他“读自然界这部书”的连续过程的一部分，这在原则上与研读圣经以发现造物主的法则的过程毫无不同。造物主与自然界一体化的坚定信念贯穿着法拉第的生平和著作。
1845年8月30日，这一统一性观念引导法拉第去研究电、磁和光之间的关系。他着手进行关于电对光的作用的一些实验，但对此毫无建树而失败，于是法拉第转向磁光效应的研究。
一开始，法拉第又遭到了失败。他将多种透明材料置于由电磁体产生的磁力线中，然后在光通过每种材料时寻找对光的偏振态的作用。终于在1846年9月13日，他的坚持力得到了报偿。使平面偏振光通过一块他早在20多年前制造的铅硼玻璃的旧样品，光再现时其偏振面发生了转动。这就是磁光效应或称法拉第效应。它的发现对以后詹姆斯 · 克拉克 · 麦克斯韦发展电磁辐射波理论具有深远的影响。法拉第的日记中以他特有的风格记载着：“今日所得足矣”。法拉第使用了更强的电磁体很快便证明他所看见的这种效应是多种材料所共有的。他将各种材料在磁场中转动从而看到了光的偏振效应。他发现利用这种效应能绘出磁力线，这些力线和用铁屑所显示出来的完全一致。
到1845年9月底，他已得到足够的实验证据以证明这种效应不是由于磁场与光的直接的相互作用，而是由于磁场与光所通过的物质的相互作用所致。这是一项决定性的观测。磁力发生了变化，从一个只与一定的磁性材料有关或由一只电磁体所产生的力变成一个对一切物质均普遍存在的力。
法拉第用光做的研究给他一个对19世纪中叶科学所面临的另一个问题表示见解的机会。托马斯 · 杨关于光干涉的实验似乎证明光应该是一种波的思想。物理学家普遍同意：正如水波需要介质那样，光波也需要一种介质。这种无所不在的光波的介质被称为以太。
现在假如以太存在，它应该具有某些性质，使它不像那时已知的任何物质。这是一个可使想用牛顿的光微粒思想来非难波动论的保守派所利用的弱点。关于以太的争论变成全然是数学上的争论了，所以必定使法拉第相信这场争论的主角们忽视了最重要的一点。
1846年4月3日，法拉第出席了皇家协会的晚间讲演会以发表即席讲演。有这样一个传说，应邀演说人查理 · 惠斯通（Charles Wheatstone）还未来得及发表讲演就仓卒离开了现场（皇家协会现在仍有一个惯例：讲演者在准备开讲前先要在一间房子里关半小时）。法拉第讲了惠斯通的工作，但提前20分钟结束，决定增加一些他本人关于以太论的认识。
与一般见解相反，法拉第说他不相信以太存在。他设想光是一种力场中的波扰动。他想象振动沿着物体之间的力线传播着，很像能使振动通过一段拉紧的绳子那样。法拉第那时提出的见解，即无振动媒质的振动，激进得令人惊讶。
物理学家使用这个20世纪的准尺来评价19世纪科学家的贡献总是危险的。然而法拉第的思考证明了他有不可思议的先见之明。法拉第逝世之后20年的1887年，阿尔伯特 · 迈克尔逊和爱德华 · 莫雷以一个著名的实验证明了以太不可能存在，这一事实与光的干涉应效和别的波效应不可能相容。这种问题的答案全在量子场论中，其中光粒子（光子）是作为量子电磁场内的波扰动来对待的。
如果由你自己来评判，我们难道不应该称赞有这种远见的法拉第么？1849年他曾试图证明电力和重力可以互相转化。我们还记得他深信各种力有根本的统一性，所以他会合乎逻辑地通过实验来追求他的信念。虽然他失败了，但这并未使他过分不安。他写道：“结果全是否定的，但这并未动摇我对重力和电力间存在某种联系的强烈预感，尽管没有得到存在这种关系的证据”。
爱因斯坦在他后半生曾力全力以赴地在统一基本力方面进行了失败的尝试。现在已取得一些著名的成绩例如1960年底由谢尔登 · 格拉肖（Sheldon Glas-gow）、阿卜杜斯 · 萨拉姆（Abdus Salam）和斯特文 · 温伯格（Steven Weinberg）等人所完成的电磁力和弱核力的统一，然而目前为止，重力仍孤立于统一之外。
要是说法拉第在无论哪一方面都抢在现代场论的前头，那也是错误的。但是他关于力场的思想标志着他属于富于想象力的激进的思想家。因为他未将他的理论思想用数学来表述，而数学是理论物理学家的语言，所以这些思想未被他的同辈们认真对待。包括凯尔文勋爵和詹姆斯 · 克拉克 · 麦克斯韦在内的一些人则承认他对理论科学的贡献，但在这篇围绕着法拉第写成的传奇中，他的实验工作已使其余一切相形失色。但是法拉第拟建了现代物理学概念的构架，以后由麦克斯韦及别的学者以优美的数学形式加以表达。那么我们尊重他的著作、纪念他不仅是由于他是一位实验物理学家和化学家，而且也由于他是一位哲学家和场论的先驱。
[New Scientist，1991年9月21日]
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*Isambard Kingdom Brunel (1806~1859）英国造船及土木工程师。——译者注