1.天电地电是一家

    古时候，人们对电闪雷鸣这一惊心动魄的大自然奇观产生了许多神秘的看法。在我国曾有“雷公”、“电母”之说，在西方人们则把雷电说成是“上帝之火”。它能劈开树木、击毙人和牲畜，甚至烧毁高塔和宝殿；当有人受到雷击时，就被看作是上帝的惩罚。

    然而，到了18世纪中叶，有一个自学成才的科学家却向这些说法提出了挑战，他就是富兰克林（1706-1790）。富兰克林只上过两年小学，失学后在他父亲开的蜡烛作坊里帮工。他一有空闲，就坐下来读书。父亲见他如此酷爱读书，就把他送进了印刷所当徒工。他天天与书打交道，抽空阅读了很多书。富兰克林还有一个放风筝的爱好，而且玩法与众不同。他喜欢在水里放风筝，把线系在腰间，一边游泳，一边看着风筝在空中飞翔。

    1746年的一天，英国的斯宾士博士在美国波士顿举行了一次公开的电学表演。坐在观众席上的已近40岁的富兰克林，也被这种神奇的实验吸引住了。回到家里，他就用斯宾士送给他的几件仪器做起实验来。他还设法让伦敦的朋友四处购买电学仪器和图书。他简直对电着了迷，甚至把自己经营的印刷所也出让给了别人。

    几年中，他通过一系列实验发现电是一种存在于物质中的“要素”，它可以从一个物体转移到另一个物体，一物体得到电后就带了阳电，而同时另一物体则失去了电，这样它就带了阴电。他还发现带有不同电的两物体接触时，就会产生明显的电火花，这火花、响声多么像天空中的“上帝之火”啊！经过反复的实验和思考，最后富兰克林认定“上帝之火”也是一种电，是一种大自然中的电，天上的电和地上的电是一回事。

    富兰克林把这一想法写成论文，寄给了英国皇家学会去讨论。想不到却受到了权威们的嘲笑，他们说：“真是痴人说梦！纯属无稽之谈！”年近50岁的富兰克林并不因此而灰心丧气，他想若让这些人心悦诚服，就必须把天空中的雷电捕捉下来。怎样才能把雷电引到地面上来呢？他一连想了几天，也没有找到一个好办法。

    有一天，他正在为此而百思不得其解的时候，看见儿子正准备到野外放风筝，此时此刻，他回忆起了少年时代在湖中放风筝的情景，想着、想着突然一个大胆的设想产生了，何不用风筝把雷电引下来呢？他很清楚跟这个怪物打交道是十分危险的，但是为了探求真理，即使牺牲生命，他也在所不惜。

    1752年7月的一天，美国费城上空，乌云滚滚，雷声隆隆，一场大雨即将来临。就在这个时候，富兰克林和他的儿子来到野外，将一只大风筝放上了天空。风筝是用丝绸做的，顶端安了一根细铁丝，风筝用一根麻绳牵引着，绳的末端拴着一把铁钥匙，再在钥匙孔里系上一条丝带。他们就用这根丝带拉着风筝。

    开始，并没有什么异常现象发生。当倾盆大雨从天而降，带着雷电的云飘到风筝上空时，富兰克林发现绳索上原来松散的纤维，全向四周直立起来，他马上把钥匙和莱顿瓶接触，将雷电储存起来。然后他用金属叉去碰莱顿瓶，立即就迸发出了电火花。他们高兴地喊道：“天上的电捉到了！”

    这就是著名的“费城实验”。富兰克林冒着生命危险，揭穿了人类有史以来有关雷电的古老神话，证

    明了电闪雷鸣不过是大自然的一种放电现象，把“上帝”和雷电分了家。这一发现轰动了欧洲。

    富兰克林在实验的基础上还发明了避雷针。由于它能有效地保护建筑物免于雷击，所以避雷针很快就传到了世界各地。1780年，英王乔治三世因为富兰克林是美国独立战争中的风云人物，就想判处他“尖头避雷针”的死刑。他亲自下令把王宫等地的尖头避雷针砸掉，统统换上圆球形的，并且迫使持反对意见的皇家学会会长辞职。国王的这个荒唐决定立刻引起了全国的混乱。这简直是一幕叫人哭笑不得的闹剧。

    2.分道扬镳

    意大利的解剖学家枷伐尼对电震现象很感兴趣，他发现蛙腿在电刺激下会收缩。在他的实验室里，到处都是切掉了脑袋、剥掉了皮、掏去了内脏的死青蛙。

    1780年的一天，他妻子前来打扫实验室，当她把解剖刀往盘子里放的时候，无意戳着了死青蛙的大腿，只见蛙腿猛然抽搐了一下。“哎呀，这死青蛙怎么还动呀！”正在忙着做电震实验的伽伐尼听见妻子的惊叫声，立刻走过来。伽伐尼感到这一现象非常奇怪，就又试了一次，发现蛙腿的确抽搐了一下，并且同受到电刺激的情形完全一样，从此，伽伐尼认真研究起这个问题来了。他把青蛙用铜钩挂在铁架上，用一根金属棒去碰死青蛙的大腿，却没有抽动；又换另一根金属棒，仍旧没有抽动。

    伽伐尼没有得到任何结果，就准备把青蛙取下来。他一伸手却碰到一只蛙腿上，蛙腿又一下子碰到了铁架上，只见那条蛙腿突然抽动了一下。伽伐尼异常激动。他反覆进行了几次，结果事情确实如此。

    应该如何去解释这一现象呢？最后，伽伐尼认为在蛙腿的肌肉和神经之间存在相反的电荷，当蛙腿与铜钩和铁架形成回路时，蛙腿就会产生电流。正是生物电引起了蛙腿的收缩。

    1791年伽伐尼将他的发现予以公布。这一伟大的发现即刻轰动了科学界。多少年来，物理学家一直在寻求一种产生电流的方法，那时实验室的电都是通过摩擦得到的。伽伐尼发现青蛙的大腿会产生电流，这不比摩擦生电方便得多吗？

    意大利物理学家伏打读了枷伐尼的文章后，就着手进行了实验。在做了一系列实验之后，他对伽伐尼的有关生物电的解释发生了怀疑。他想引起蛙腿抽动的电可能是来自两种不同金属的相互作用。这样，伏打和枷伐尼在产生电的问题上就分道扬镳了。

    伏打回想起德国有人曾做过一个非常有趣的实验，把两块不同的金属片夹在舌尖时，就会产生一种味道，而用两块相同的金属片时就不会产生任何味道。

    伏打依照相同的道理，把许多铜片、浸透盐水的布片和锌片挨次叠在一起；当从两端引出的导线接触时，就会放出电火花，实验成功了。在没有生物参与的情况下，伏打用两种不同的金属产生了电流。

    为了能获得更强的电流，伏打把一块锌片和一块铜片浸在盛盐水的杯子里，让前一个杯子的锌片和后一个杯子的铜片相联，如此继续下去；这样，伏打就制成了世界上最原始的“电池”。

    1801年，拿破仑在巴黎召见了伏打。伏打在众人面前做了前所未有的电池表演，在众人的热情祝贺声中，拿破仑将二枚金质奖章授给了这位发明电池的科学家。

    3.电生磁和磁生电

    1812年的一天，法拉第在伦敦的街上，看到一张写着英国皇家学会邀请大科学家戴维讲演的海报。他看后很高兴，可是自己不过是个装订工，从哪里才能弄到一张入场券呢？

    法拉第（1791-1867）出生于铁匠家庭，还没读完小学二年级，就进了一家书籍文具店当学徒。他借订书之便阅读了很多书，对化学和电学逐渐产生了兴趣，甚至还做了许多化学实验。对于这位化学爱好者来说，他多么希望能听到化学权威的讲演啊！在好心人的帮助下，他终于如愿以偿。

    法拉第听得很认真，并作了详细的笔记，回家再把它誊写清楚，最后相当讲究地将笔记装订成册，寄给了戴维，并附信倾吐了自己对科学的热爱和追求，希望得到戴维的帮助。戴维看完了字迹工整的笔记和信后，很受感动。不久他就约见了法拉第。

    戴维幽默地说：“年轻人，科学可是个刻薄的主妇，对于尽力为她服务的人。她给的报酬是十分少的。你情愿一生侍奉这位主妇吗？”法拉第坚定地回答：“我十分乐意！”

    第二年，法拉第就当上了戴维的助手。从此，师徒二人朝夕相处，开始了共同探索科学奥秘的历程。有一次做实验，一种氯和氮的化合物爆炸了，爆炸发生得很快，法拉第的手被炸开了口，并炸去了一片指甲，戴维的手和脸也有几处受伤。事后，戴维风趣地对法拉第说：“幸亏没再炸瞎找的左眼！”原来，他的右眼在一次实验中已被炸瞎。

    1820年的一天，戴维收到了丹麦物理学家奥斯特的一篇论文，他就找来法拉第商量。原来，奥斯特在课堂上做演示实验时，无意中发现通电的导线旁边的磁针忽然转动了一下。这个现象说明电能生磁，从而引起磁针的偏转。

    法拉第不仅是个出色的科学家，而且还具备哲学家的素质，他认为在自然界纷坛复杂的变化中，存在着统一的原理。他想既然电可以生磁，那么反过来，磁能不能生电呢？经过反复思考，他坚信这个设想是科学的。1821年秋天，他在日记里写下了“用磁生电”的奋斗目标，并重重地描了描这几个字，以示他的决心。经过了近十个春秋的奋战。却一无所获。这时，他的恩师也去世了。面对这一切，法拉第没有丧失信心，他坚信自己的想法一定能实现。

    1831年10月，法拉第又设计了一个新的实验。他在一个长纸筒上分层绕上铜线，再把电流表接在线圈上。当他把一块条形磁铁插进线圈时，就在这一刹那，他惊喜地发现电流表的指针倏地晃动了一下；当他抽出磁铁时、电流表的指针又晃动了一下；但是当插入的磁铁不动时，电流表的指针则不动，在失败了无数次之后，法拉第终于明白：具有相对运动的磁才能产生出电。法拉第朝思暮想、为之奋斗了10年之久的目标终于实现了。

    根据这个原理，法拉第制成了世界上第一台原始的发电机。从此，人们便从蒸汽机时代进入了电气时代。

    4.重归于好

    18世纪末，法国有一位叫爱迪逊的博物学家。有一次他到非洲塞内加尔旅行。在途中他看到很多当地人围着一条刚刚捕获的鲍鱼在看热闹，这条很大的鱼在地上活蹦乱跳。爱迪逊感到很奇怪，就走进人群。他蹲下身仔细地观察着这条奇特的大站鱼，发现这条鱼很好玩，就用手指去捅那条鱼，没料到就在这一刹那，他不知被什么东西猛击一下，“哎呀！”一声，昏倒在地。

    看热闹的人顿时乱作一团，在好心人的抢救人，爱迪逊才清醒过来。他回想起了刚才发生的事情，当手指一碰着鲇鱼时，全身有一阵电麻的感觉，这和他以前做电学实验时手指碰到贮电的莱顿瓶时的感觉一模一样。其实，早在爱迪逊以前，渔民在捕鱼时就注意到了鱼的这种现象，但关于这种现象的实质却一直是个谜。

    法拉第对鱼放电的现象也很感兴趣，他想鱼发出来的电和机械产生的电是不是一种电呢？1838年，他设计了一个很有趣的实验。在一个水槽里放上一条活电鳗，让他的几个助手都把手浸在水槽里的不同部位。当法拉第刺激电鳗时，电鳗就放电了，助手们几乎同时喊叫起来。他们都受到了不同程度的电震，手离电鳗最近的，竟跳了起来。法拉第通过实验，绘出了电鳗周围的电流强度分布，从而证明了生物电和机械发的电是一回事。

    从此，分道扬镰的生物电和机械电又重归于好。

    5.光是电磁波

    1860年的一个天高气爽的秋日，一个青年人心情不安地贸然去拜访年近七旬的法拉第。他没料到法拉第竟像当年被戴维接见那样，热情地接待了自己。这个青年叫麦克斯韦（1831-1879）。

    几年前，当年仅23岁的麦克斯韦第一次接触到法拉第的电学名著时，就被他那新颖的实验和独到的见解吸引住了。这位从小就受到良好数学训练的青年科学家，产生了用数学改进法拉第理论的想法。他发表了一篇论文，对法拉第的力线概念进行了数学处理。

    麦克斯韦向法拉第详细地介绍了自己的想法，并且谦虚地请他指教。法拉第高度评价了麦克斯韦的见解，同时也诚恳地提出了他的不足之处；希望他不要仅仅停留在用数学解释他自己的观点，而是要敢于突破它。麦克斯韦没有辜负法拉第对他的期望，他把严密的数学推导与电磁实验的深入探讨结合起来。建立了精妙绝伦的麦克斯韦方程组。这一组被后人称为“神来之笔”的方程勾勒出了一幅完美的物理图景：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场；电场和磁场交相更迭构成了统一的电磁场；电磁场以波动的形式一圈圈地在空间传播，这就是电磁波。

    麦克斯韦还推导出电磁波的传播速度竟然与光速完全相同，由此他大胆预言：光也是一种电磁波，电、磁、光是统一的。

    由于麦克斯韦的理论深奥难懂，因此没有得到多少人的支持。最后，他在痛苦和孤寂中离开了人世，年仅48岁。

    在麦克斯韦去世以后，德国科学家赫兹于1888年用实验证实了麦克斯韦所预言的电磁波的存在，整个科学界为之哗然！麦克斯韦的理论终于放射出了瑰丽的光华。随着无线电通讯的实现，人类终于超越了那朝昆仑而暮苍梧的神话。

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