科學(xué)的求實精神(2)

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1、第第55講講科學(xué)的求實精神科學(xué)的求實精神(2)(2)梁昌洪2009.4.23上一講我們初步討論了科學(xué)的求實精神。開門見山，說明了科學(xué)的求實精神最簡單，又是最難做到。我們身邊的不求實現(xiàn)象隨處可見。同時點明了：素質(zhì)是科學(xué)求實的關(guān)鍵，科學(xué)家開普勒以高超的求實素質(zhì)發(fā)現(xiàn)了行星的“橢圓”軌道。2.法拉第堅持求實發(fā)現(xiàn)“場”和“電磁感應(yīng)”在近代物理史上，沒有任何人比法拉第的求實精神更令人感動。法拉第(1791-1867).出身英國，自小家庭貧寒，父親是一名鐵匠。他僅上到小學(xué)二年級便輟學(xué)回家。12歲到倫敦布朗福街2號訂書鋪當(dāng)學(xué)徒，也分送過報紙，正是訂書鋪的

2、工作使他如饑如渴的攫取人類的知識，提高自己素質(zhì)。法拉第法拉第在晚年回憶訂書鋪的七年，猶如上了七年(社會)大學(xué)?？梢娔婢呈窍嗤亩瞬煌?，因而會得出截然不同的結(jié)果。大家都說，機遇降臨在有心人的身旁。突然來臨法拉第身邊的機遇是—著名大化學(xué)家戴維(SirHumphryDavy1778-1829)要在皇家學(xué)院作演講。戴維當(dāng)時才35歲，他已名揚四海。28歲創(chuàng)立電化學(xué)，拿破侖破例向他授了勛章。29歲那年采用電解法他發(fā)現(xiàn)了鉀、鈉元素。30歲又分離出鋇、鍶、鎂、錋。轟動了世界化學(xué)界。1812年初秋，法拉第終于通過一位常來書鋪買書的皇家學(xué)會會員的幫助，弄到

3、了四張戴維演講會入場券，從而拉開了法拉第人生的另一大幕。小學(xué)二年級的法拉第沒有其它辦法吸引戴維的注意。除了他在Davy的四次講演中非常用心聽講，并作出詳盡的筆記，且回家重復(fù)每一個實驗除外，法拉第采取了一個大膽而又幼稚的舉動——他把Davy的講演筆記藝術(shù)性地謄寫了一遍。凡是可以發(fā)揮的地方，他都根據(jù)自己的體會給出了補充，為了說明文意，還精心繪制了許多圖表，并說明Davy所進行的一些示范實驗，然后寄給Davy。并寫了一封充滿激情的信。述說貧窮身世，要求Davy介紹工作。幾天之后，Davy即要約見法拉第，并于1813年3月做了Davy的助手。戴維

4、的推薦意見是我們科學(xué)界的一個楷模。他寫道：“邁克爾·法拉第，一個22歲青年，根據(jù)我的觀察，這個人能夠勝任工作。他的習(xí)慣很好，上進心強，舉止和藹，十分聰明。”Davy一生發(fā)現(xiàn)建樹極多，但應(yīng)該說，其最大的貢獻是他發(fā)現(xiàn)了法拉第，并為法拉第創(chuàng)造了成為杰出科學(xué)家的最重要條件。法拉第得知學(xué)歷、數(shù)學(xué)、物理等科班知識他是不具備的。他所唯一具備的是超群的求實素質(zhì),和對實踐敏銳的眼光。也正是這一點，他做出了一般人根本做不出的成績。法拉第發(fā)現(xiàn)了“場”(Field)。楊振寧博士把場的發(fā)現(xiàn)認為是20世紀物理學(xué)中非常重要的概念。他把電流的紙板上放上磁粉，很明顯的磁力

5、線使他堅定了場的概念。場的出現(xiàn)使我們真正認識到了——波是可以離開源的，也就是說波是源的一種異化。IFarady由磁粉發(fā)現(xiàn)了力線和場關(guān)于法拉第“電磁感應(yīng)”的發(fā)現(xiàn)，那一直是物理史中經(jīng)久不息的趣聞佚事。它對于電磁對稱性的研究起到了關(guān)鍵的作用。2.1電生磁的“第一次握手”歷史上，電學(xué)和磁學(xué)的研究，很長一段時間是作為兩個獨立的分支。人們對于磁的認識似乎遠要比電來得早，盡管西方學(xué)者總喜歡舉出吉爾伯特(WilliamGilbert)《論磁》作為這方面的代表，但是，指南針作為古代四大發(fā)明之一始終是我們中華民族的驕傲，不論怎么說，地球本身存在著這固有的磁場

6、，是磁學(xué)初期發(fā)展的強大動因。電學(xué)的早期研究則可以列出摩擦起電，富蘭克林(BenjaminFranklin)天電和地電的統(tǒng)一實驗以及庫侖(CharlceAugustedeCoulomb)定律。真正把電和磁首先聯(lián)系起來的是丹麥學(xué)者奧斯特(HansChristianOersted)，他在1820年發(fā)現(xiàn)電流可以影響鄰近的磁針。其所做的實驗是直觀且樸實的，也就是在電流線周圍的小磁針發(fā)生了環(huán)形的偏轉(zhuǎn)。這一工作的最杰出之點在于它揭開了電(或是電流I)能夠產(chǎn)生磁，把兩個原先獨立的分支聯(lián)系起來了，從而使電磁發(fā)展史揭開了新的一頁。奧斯特本人也是首創(chuàng)了“電磁學(xué)

7、”(Electromagnetics)這一名詞。在這一工作中有一個不應(yīng)忽略的細節(jié)：奧斯特試驗中所產(chǎn)生的磁實際是磁場，盡管他本人沒有場的概念，奧斯特還用紙片阻隔在電流和磁針之間，磁針依然偏轉(zhuǎn)。然而重要的場的概念重要與他擦肩而過。另外，還應(yīng)該看到奧斯特實驗之所以獲得成功，除了他敏銳的洞察力而外，還在于當(dāng)時的條件（即伏打電池所能產(chǎn)生的電流I）足以使其產(chǎn)生的磁場遠超過地磁物而發(fā)生磁偏轉(zhuǎn)。在物理史上，先進思想由于實驗條件不足而無法證實的事例并不罕見。2.2Faraday的對稱性思想關(guān)于法拉第（MichaelGaraday）發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，一直是

8、作為物理史上最優(yōu)秀的范例之一而被人們津津樂道。自學(xué)成才的法拉第具有直觀，簡明和單刀直入的科學(xué)風(fēng)格。他是物理史上提出力線和場觀點的第一人，而且貫徹始終。眾多的研究者都注意到：法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的