跛腳的科學巨匠法拉弟

法拉弟(1791—1867)是十九世紀電磁學領域中最偉大的一位實驗物理學家。法拉弟的貢獻是巨大的，人們對他的評價是很高的。有人稱贊他：自伽利略以來，世界上從未看到過在一個人的頭腦中涌現這樣多種多樣的奇妙的發現，未必這樣快就會碰到另一個法拉弟。

但令人遺憾的是，他雖是個最偉大的實驗家，但不是一個杰出的理論家。誠然，他是一個出類拔萃的人材，但他只偏頗于實驗，這既是他的長處，但又因忽視了另一方面——他基本上不精通數學——就不能不又成為一個短處。法拉弟從小因為家境貧寒，幼年沒能受到完整的初等教育，十三歲就當上了書報裝訂工。但他積極好學，利用與書籍打交道之便讀了很多書，每天都去聽各種科學題目的報告和講演，后來在聽報告時認識了大科學家戴維，經戴維的指導走上了科學研究的道路，后來成為一名偉大的科學家。但也正是由于此種情況，法拉弟沒有受到過系統的數學訓練，而只是成為一個跛腳的科學巨匠。

法拉弟勤勤懇懇工作了四十多年。在電子方面的工作，全部匯總在他的巨著《電學實驗研究》中，此書有3362條，分為三十篇，詳盡地描寫了他所做過的各個實驗及分析了它們的物理實質，但在這部著作中卻幾乎找不到一條數學公式，缺乏精確的理論分析。這不能不使人感到遺憾。盡管，法拉弟以其驚人的想象力給電磁場描繪出一幅形象的圖象，提出場是力的線或力的管子所組成，法拉弟的思想方法改變了物理學的傳統觀念，奠定了電磁理論的基礎，但完全是一種定性的理論。他的力線和場的概念只是為麥克斯韋建立電磁場的數學理論提供了物理依據。法拉弟雖然具有極高深的物理思想以及卓越的實驗能力，但苦于不精通數學，無法用數學來描述電場和磁場，使他始終沒有能夠把他的發現和見解升華到精確的定量理論的高度，實際上，當時物理學已成功地用數學理論來描述了質點的機械運動，并且當時電磁學已建立了四大定律(庫侖定律、高斯定律、法拉弟定律、定培定律)。假如法拉弟具有牛頓和麥克斯韋的的橫絕一世的數學水平，加上他的場的和力線的設想，以及他高超的實驗技巧，憑借如前所述的當前物理學已有的理論和數學基礎，很有可能超前于麥克斯韋建立電磁場理論吧?其實就連我們很熟悉的法拉弟電磁感應定律的數學表達式，也不是法拉弟本人的作品。法拉弟只是用力線的慨念定性地描述了電磁感應定律，他在《論磁力線》中寫道：“無論導線是垂直地還是傾斜地跨過磁力線，也無論它是沿某一方向或沿另一方向，該導線都把它所跨過的力線所表示的匯總起來，……形成電流的力正比于切割的磁力線條數”。而電磁感應定律的精確的數學表達式，是由德國物理學家諾伊曼根據法拉弟的思想，從矢勢的角度推出的。

缺少以數學理論為基礎具有定量分析的理論，不能算是成熟的理論，而只注重實驗，不注重理論分析的科學家是令人遺憾的跛腳的科學家。最優秀的人材，應該是注重理論與實驗的結合，自覺地尋求這兩個方面的統一。否則，就象是一個會爬樹又無工具的人，盡管看到果實累累，但卻無法摘為己有。