法拉第法拉第

电和光

1819年，整个欧洲都在用电流做实验，这时奥斯特（Hans Christian Oersted， 1777—1851）正在哥本哈根大学教授物理课。他也不例外，在一次课堂演示中，他拿起一根通电导线，让它靠近一枚磁针。长期以来，关于电和磁的关系一直存在种种猜测。奥斯特也许猜想到了电流和磁铁相互间会有某种效应。果然他是对的。

这是一种突然瞬时的反作用，磁针晃动了，不过不是沿着电流的方向，而是与电流方向垂直。奥斯特改换电流的方向，磁针再次晃动。不过这次方向相反，但仍然与电流方向垂直。

奥斯特第一次在学生面前演示电与磁之间存在的联系，从而打开了一项新研究领地的大门：电磁学。后来证明，这是19世纪最有成效的领域之一。

一个古老的奥秘

电与磁的研究都可追溯到16世纪柯彻斯特的吉尔伯特的工作。吉尔伯特最先引入电力、电吸引和磁极这些名词。在1600年出版的《论磁》中，他论述了自己的研究，因此，人们普遍认为他是电学研究的奠基人。

17世纪，盖里克设计了一个可以产生静电的机器，1745年，马森布洛克（Pieter van Musschenbroek，1692—1761）和克莱斯特（Ewald von Kleist， 1700—1748）独立发现了莱顿瓶原理。不仅在科学上，而且在日常生活中，对电的兴趣普遍高涨，富兰克林对电的极性、电与磁的关系、电对熔融金属的能力等方面做了广泛的研究。

然而，在伏打发明伏打电池以前，还没有办法产生连续稳定的电流，所有的电源都是静态的。在伏打之前，电可以储存，但一瞬间就放电完毕（常常表现为强大的电击形式）。

但是，19世纪却迎来了电学上的伟大突破。一旦用上了电力，不仅会改变人们的生活方式，而且通过对电、磁以及它们关系的新认识，将会产生新的强大理论，从而改变人们对宇宙的看法。沿着这一方向，一位名叫法拉第的年轻人首先迈出了巨大的步伐。

吉尔伯特在他1600年出版的著作《论磁》中探讨了磁的特性。这是该书的一幅插图，一位铁匠锤击一根炽热铁棒的两端，分别是北极和南极，使之磁化。

伟大的实验家法拉第

法拉第是科学史中最让人崇拜和尊敬的人物之一，不同于他的同事们，他既没有受过什么教育，也没有闲暇时间。作为英国一位铁匠十个孩子中的一个，除了去学校学会读书写字，法拉第从来就没敢奢望进大学。12岁时，他就开始自己谋生，学校生涯就此结束。但是有些人往往有强烈的好奇心，他们不可遏止地要探寻这样一些问题，诸如：世界是什么组成的，或者为什么人们以这种方式行事，或者是什么使事物运转。法拉第就是这样一位具有不倦好奇心的人物。他还交了一点好运：找到一份在装订厂里当学徒的工作，就在他为书籍装订封面的同时，还贪婪地阅读书中的文字。他读了《大英百科全书》 （Enc yclopaedia Britannica）中关于电的文章和拉瓦锡的《化学基础论》。他还读了（并装订了）简·马舍特（Jane Marcet， 1769—1858）的《化学谈话》（Conversations on Chemistry），这本书在19世纪初是一本广泛流传的通俗读物。

随后另一个好运降临法拉第生活。一位顾客送给法拉第几张票，是皇家研究所戴维的四次演讲票。法拉第极为高兴，对那四次讲座的全部内容都做了详细记录，他把这些记录装订好后送给戴维，并附上一封希望在研究所当助手的申请书。几个月后，戴维果然给法拉第提供了这份工作。戴维的一个同事说，“让他洗瓶子吧，如果他确实不错，他会接受这份工作；如果他拒绝，那他什么事情也干不成”。这一工作的薪金比法拉第订书的工资要少，但这个机会他正求之不得呢。

不久，戴维在　1813年访问欧洲，随身带上法拉第作为秘书和科学助手。尽管戴维的夫人把法拉第当做仆人，但这位年轻人从无怨言，而是利用这个机会见到了科学界的关键人物，其中包括伏打、安培（André-Marie Ampère， 1775—1836）、盖吕萨克（Josep Louis Gay-Lussac， 1778—1850）、阿拉哥（Arago， 1786—1853）、洪堡（Alexander von Humbokit， 1769—1859）和居维叶。他们在欧洲各地旅行，从一个实验室到另一个实验室，完成各种实验，参加各种演讲，在这个过程中，法拉第接受了他从未有过的教育。

法拉第的实验技巧为19世纪许多关键性突破奠定了基础。

1815年，他们返回英国，法拉第正式成为实验室助理，负责皇家研究所的矿物收藏和仪器主管。他成了戴维在实验室里的得力助手，因为他灵巧、内行并且投入，经常从早上9点一直工作到晚上11点。几个月后，他的工资增加为年薪100英镑，这一年薪一直保持到1853年。

当法拉第读到奥斯特1820年做的实验后，他和科学界其他人一样，感到非常兴奋。奥斯特的磁针显示，电流不是像大家想的那样，沿着直线从导线的一端流向另一端，而是围绕着导线。巴黎的安培证实了这一思想，他证明，如果两根载流导线平行放置，其中一根处于可随意运动的状态，当两根导线电流方向一致时，它们互相吸引；如果电流方向相反，则互相排斥。

科学作家简·马舍特

简·马舍特是世界上第一批女性科学作家，在1805年完成《化学谈话》一书，1806年出版，1807年出第二版，后来又陆续出了许多版本　16个英国版本、2个法国版本，以——及16个以上美国版本——在19世纪早期成为最普及的化学读物。

她出生时名叫哈尔迪曼（Jane Haldimand），她的父母富裕且开明，让她受到和男孩一样的教育。哈尔迪曼有一位出色的家庭教师，在家庭教师那儿，她不仅接受传统的女性科目训练，包括舞蹈、绘画和音乐，还学习数学、哲学和天文学。

30岁时，哈尔迪曼与一名瑞士医学教授亚历山大·马舍特（Alexander Marcet， 1770—1822）结婚。马舍特夫妇成了伦敦社交界精英阶层的一部分，这个圈子里有许多科学家。婚后不久，简·马舍特开始为年轻人写作关于科学前沿的科普作品——其中包括瓦特蒸汽机的原理以及戴维、拉瓦锡、卡文迪什和布莱克的工作。正如她的书名所示，书的内容以想象中的谈话形式，围绕化学知识而展开，但不是科学家之间的谈话，而是在一位年纪较大的知识女性（布莲，被称为　B夫人）和两位年轻女性（凯洛琳和恩米丽）之间的谈话。

简·马舍特给年轻人写的书《化学谈话》也许帮助了年轻的法拉第，使他对科学发生兴趣，从而把毕生献给了科学事业。

B夫人利用插图和实验，鼓励她的年轻朋友　自己思考。例如，关于热辐射，B夫人说：“在我作出结论之前……我必须观察……不同的表面不同程度地（辐射热）。”恩米丽问道：“这些表面都在同一温度下吗？”“毫无疑问”，B夫人回答。为了说明这一点，她向凯洛琳和恩米丽出示一个用锡做成的方盒子，在它的四个面上有不同的纹理——一面抛光，一面熏黑，一面粗糙，还有一面磨砂。在方盒子中充满热水从而使四个面处于同一温度之下，然后，B夫人用平面镜把每一面辐射的热反射到温度计上。她的学生可以读到四种不同的读数，这样一来，读者也都明白了。不仅法拉第发现这本书吸引人，无数其他读者也和他一样喜欢这本书。该书是如此普及，促使简·马舍特继续写了其他的题材，其中包括：《自然哲学谈话》 （Conversations on Nature Philosophy，　1819 ）、 《矿物学谈话》（Conversations on Mineralogy， 1829）和《基督教的证据》（Eivdences of Christianity）。

法拉第自己动手做了一个简单的实验。1821年9月，他演示了“电磁旋转”，让载流导线围绕着一块固定的磁铁旋转，同时又让磁铁围绕一根固定的载流导线旋转。这是第一个原始的电动机。

遗憾的是，戴维因此而对法拉第生气了，他声称法拉第窃听了戴维与沃拉斯顿（william Hydewollaston，1766—1828）的谈话，因为谈话中涉及类似的实验。法拉第承认他也许受到谈话的启示，但是他的装置有实质上的不同，沃拉斯顿和历史也都承认这一点。

无论如何，这也许是法拉第最不足道的发现，他正在酝酿更大的发现。1822年，法拉第在他的笔记本中写道：“把磁转变为电。”奥斯特用电产生磁（磁针反映了磁力），为什么逆过程不可能发生呢？

法拉第从安培和另一位物理学家斯图根（William Sturgeon， 1783—1850）提出的设想开始着手。他先是准备一个铁环，铁环的一部分用线圈缠绕，合上电键即可引入电流。铁环的另一部分也缠绕线圈，然后连接到电流计。他想第一个线圈的电流也许会在第二个线圈中引起电流。电流计可以测量第二个电流并显示结果。

这一想法真的成功了——这正是第一个变压器——但是结果让人有点吃惊。尽管在铁环中有稳定的磁力，但在第二个线圈中却没有稳定的电流通过。取而代之的是，仅当法拉第闭合线路时，第二个线圈才会出现瞬时电流——电流计跳了一下。然后当他再次切断线路时，又产生了瞬时电流，标志是电流计又跳了一下。

法拉第在皇家研究所的实验室里。

由于法拉第不懂数学，他只能形象地解释这一现象，并且提出磁力线这一概念。他注意到，如果在纸片上撒有铁屑，上面放一块强磁铁，轻轻敲击，铁屑就会沿着他所谓的磁力线呈现出某种模式。他想象电流形成某种磁场，从源头向所有方向辐射^[1]。当他在实验中合上线路时，力线辐射出去，而第二个线圈则切割了这些力线。这时，第二个线圈里就有感应电流。当他断开线路时，力线“收缩”，第二个线圈又切割了力线，从而再次生成感应电流。他还研究了条形磁铁的力线、像地球一样的球形磁铁的力线和载流导线的力线。这是自从伽利略和牛顿提出机械论宇宙以来，第一次以一种更富创造力的新眼光来看待宇宙，这就是场理论的出现。

1831年，法拉第在皇家研究所的一次大型普及讲座中，用另一种方法演示了力线。他拿起一个线圈，把磁铁插入线圈中。与线圈相连的电流计指针开始晃动，当磁铁的运动停止时，晃动也停止。当他把磁铁取出时，电流计又有显示。磁铁在线圈里面运动，也有显示。如果把线圈移过磁铁，电流计也会显示。但是如果磁铁在线圈中静止不动，电流计就没有电流。法拉第发现了电磁感应原理。也就是说，他发现通过机械运动与磁的结合可以产生电流。这就是发电机的基本原理。［另一位物理学家，美国的亨利（Joseph Henry， 1797—1878）也精彩地演示了这一相同的思想，但是他没有及时发表。于是，一心专注于工作的法拉第获得了发现权的荣誉，对此亨利欣然接受］

当然，法拉第下一步的目标就是建造一台能够产生连续电流的发电机，而不是实验中那种断断续续的感应电流。为此他做好一只铜盘，使其边缘在永久磁铁两极间通过。当铜盘转动时，会产生电流，引出电流就可派上用场。通过水轮或蒸汽机推动轮盘转动，流水的动能或者燃料燃烧后的能量就转变成了电能。今天的发电机与法拉第的原始装置已经大不一样，经过50多年的改进它才投入实际应用，但它无疑是迄今最重要的电学发现。

从孩提时代起，法拉第就对自然力和自然现象的相互联系与统一性有深刻的信念，他承认，他在1844年发表的场理论和他对磁、电和运动的相互联系性的探讨，都是围绕这一信念而展开的工作。1845年11月5日，他在皇家学会宣读的论文《论光的磁化和磁力线的启示》一开头写道：

“我长期持有这一观点，几乎就是一种信念，就和许多自然知识爱好者一样：我相信，物质的作用力虽然形式不同，却有共同的渊源；或者，换句话说，它们是如此直接联系和相互依赖，以至于它们都是相互可转化的，并在其作用中拥有同等的能力。”

起初，没有多少人重视法拉第的场理论，但是法拉第对自然统一性的信念被焦耳、汤姆生、亥姆霍兹、克劳修斯和麦克斯韦以多种方式在以后几十年的工作中得到证实。

与此同时，法拉第和戴维之间的关系继续恶化。随着时间流逝，戴维不得不承认法拉第正在超过自己，于是他开始变得忌妒和怀恨。当法拉第的名字报到皇家学会，准备被接纳为会员时，戴维表示反对。尽管戴维一个人投了反对票，法拉第还是在1824年当选为皇家学会会员。1825年，法拉第成了实验室主任，1833年担任皇家研究所化学教授。法拉第是一位温文尔雅、忠于职守的人，他宁可把时间花在实验室里，或在家里陪伴妻子巴拉德（Sarah Barnard），对戴维的行为从不回击。他还有很多的事情要做。丁铎尔（John Tyndall， 1820—1893），作为法拉第在皇家研究所的继承人，曾这样形容法拉第：他“是一个容易激动、生性火爆的人，但是经过高度自律，他已经把这种火爆转变成了生命中的闪光和动力，而不是让其耗费在无谓的激动中”。

对于伟大的实验家法拉第，我们深怀敬意，正如英国物理学家卢瑟福（Ernest Rutherford， 1871—1937）在1931年所说：

“回顾过去，我们越是研究法拉第的工作，就越是感受到作为一个实验家和自然哲学家，他所具有的那种无与伦比的才能。 当我们考虑他的发现和这些发现对科学和工业进步的影响时，实在找不到相称的荣誉来纪念法拉第——这位所有时期里最伟大的发现者之一。”

苏格兰的理论家

麦克斯韦1831年出生，正好这一年，法拉第作出了最有影响的发现——电磁感应。儿童时代，麦克斯韦在数学上非常出色，以至于看起来像是有点反常，同学们叫他痴人。15岁时，他向爱丁堡皇家学会递交了一篇论文，论述椭圆曲线的绘制，论文给人的印象是如此深刻，以至于许多会员认为这不可能出自一位如此年轻的少年之手。在麦克斯韦30多岁时，他已经正确地解释了土星光环的概率特性（1857年），并且独立于玻尔兹曼提出了气体的运动理论（1866年）。

爱迪生

爱迪生（Tomas Edison，　1847—1931 ）对科学并不很感兴趣。他对电的性质也不太关心——这是科学家的事情。他要做的事情是制服电并让它表演节目，他希望电能够干活。爱迪生出生在美国俄亥俄州一个穷人的家里，很小就被母亲带着离开了学校，12岁时在穿行于密歇根州的火车上当报童。他不满足于仅卖报纸， 当火车在休伦港到底特律之间运行时，他开始在火车上兜售自己出版的小报。然而，报纸也不是爱迪生原本的兴趣，他把赚的钱用来买化学药品，在列车的行李车上建立了一个小型实验室。然而，有一次在实验中发生了爆炸，几乎毁了行李车，于是这位年轻的实验家和他的化学品全都被扔在了下一个车站上，化学研究就此中断。

1862年，他的兴趣转移到电报这一新的领域，很快便成为这个国家最快和最准确的电报员。他把赚到的钱用来购买有关电学书籍，其中包括法拉第的文集。他的下一项冒险是在1869年，他向纽约一家华尔街大公司提交第一项重大发明——一台经过改进的证券报价机。他想以5 000美元出售。但是还没有来得及报价，公司的总裁告诉他，不能多于40 000美元！爱迪生同意了， 当年他只有23岁。他以咨询工程师的名义开设了一家小型公司，专营发明业务，就这样站住了脚跟。为此，爱迪生经常一天工作20小时。

1876年，他在新泽西的门罗公园建立一家研究实验室。他的天才由此才真正显露。在他所谓的发明工厂，世界上一流的私人研究机构里，新发明源源不断地涌现。他与一群工程师们一起合作（高峰时总数达到80人），这位“门罗公园的巫术师”在生前总共取得了1 300多项发明专利。尽管他不是最令人喜欢的人物，对朋友很粗暴，对竞争者无情，但无论如何，他是大量电器发明和产品的始作俑者，这些发明和产品改变了世界的生活方式——包括1877年的留声机和1879年的白炽灯泡。第二年他用电灯照亮了门罗公园大街，使来自世界各地的记者大为惊奇。1881年，他在纽约珍珠街建立了世界上第一座电力站。19世纪90年代，爱迪生用他发明的活动电影放映机开始制作美国最初的商业电影，1894年，在纽约的一个“活动电影放映厅”里开始放映影片，尽管每次只能一个人通过很小的放映机观看。

爱迪生1931年去世，他是有史以来最著名的发明家之一。1960年他被选入美国名人纪念馆，这一表彰不仅是针对他的重大发明，也是针对他的数百种大大小小的其他发明。用美国国会的话来说，这些发明永远地“变革了文明”。

爱迪生（左）在他的实验室里［和他在一起的是德国—美国人电气工程师斯达因梅兹（Charles Steinmetz， 1865—1923） ］ 。

但是他始终对法拉第的工作充满兴趣。1855年12月和1856年2月，24岁的麦克斯韦正在剑桥大学三一学院任研究员，他提交了一篇特殊的论文——《法拉第的力线》。接着，在1864—1873年之间，麦克斯韦又把他的数学天才用于法拉第对电磁力线的猜测上，他试图为此提供必要的理论根据。

在这个过程中，麦克斯韦提出了一系列简单的方程式来描述磁和电的观察事实，并且证明，这两种力无法分离。这一不朽的工作就是电磁理论，证明磁和电不能单独存在。

麦克斯韦为了支持法拉第的场理论，证明了电磁场实际上是由电流的振荡造成的。他说，这个场从源头以恒定的速度向外辐射，其速率可以从特定的磁学单位和特定的电学单位之比计算得出，结果大约是186 300英里每秒。光就是以186 282英里每秒的速率传播的——麦克斯韦想，这一巧合太令人惊奇了，它不是偶然。 由此他得出结论，光本身一定与振荡着的电荷有关。他的结论是：光就是电磁辐射！他无法证明这一点，但它似乎就是一个有力的预言，这个预言一代以后就得到了证实。

但是麦克斯韦想得更远。他假设，光也许就是以不同速度振荡的电荷所引起的辐射。（已经找到证据，其中有许多是我们看不到的：1800年赫歇尔发现了红外线，是肉眼看不到的；1801年，里特尔在光谱的另一端发现了紫外线，也是肉眼无法看到的。）

1873年，麦克斯韦出版了论述电磁学的《电磁通论》 （ Treatise on Electricity and Magnetism）。这是一部辉煌的巨著，它为法拉第的场观点，尤其是针对电磁现象的见解，补充了数学的精确性和定量的预测。和扬一样，他假设以太作为一种媒质弥漫于空间中，电磁波就在这一媒质中传播，这个假设后来被否定了，但是他的方程组并不取决于以太的存在，它们在“经典”物理学的　日常世界中一直有效（尽管不适用于爱因斯坦的相对论物理学或量子力学的世界里）。

历史往往有奇怪的巧合，麦克斯韦1879年去世，这一年正好另一位伟大的理论物理学家爱因斯坦出生。如同麦克斯韦的工作对于19世纪的意义，爱因斯坦的工作也主宰了20世纪初直到现在的物理学。麦克斯韦没有活到能看到他的理论被实验证实，但是这种证据已不太远，不到十年，德国就有一位年轻的物理学家在实验室里做了这件工作。

麦克斯韦，他的电磁理论改变了物理学的研究。

赫兹的电磁波

赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857—1894）是亥姆霍兹的学生，1883年开始对麦克斯韦的电磁场方程组发生兴趣。亥姆霍兹建议赫兹尝试应征柏林科学院在电磁学方面的悬赏，这时赫兹正在卡尔斯鲁厄从事教学工作，他决定接受这个建议。1888年，赫兹设计了一个实验——假如光真的是一种电磁辐射，他的实验就可以检测到长波辐射的存在。他还设计了一种测量波的形状的方法，如果它出现的话。

杨、菲涅耳和光波

几乎人人都知道，或者至少他们是这样想的，光是由粒子组成的。牛顿早就确定了这一点。 因为，光不会转弯，而且光线是直射的。所以，当英国物理学家杨开始考虑光可能是一种波时，他面临的是一场多么艰　巨的战斗。

然而，波粒之争由来已久。［格林马尔第（Francesco Grimaldi， 1618—1663）曾经观察到，从两道狭缝穿过的一束光线变得比狭缝略宽些，表明光线有一些弯曲，他称之为“衍射”。］有些人以为这一争论难以裁决。

杨在孩提时代就异常聪慧，两岁开始念书，6岁已经把《圣经》读了两遍，学了12种语言，其中包括波斯语和斯瓦希里语。在后来的生活中，这一特殊的语言能力大有用武之地，1814年他成功地解译了古代罗塞塔石块上的象形文字，这个古迹是拿破仑1799年在远征埃及时发现的。

1801—1803年，杨和戴维一起，在伦福德的皇家研究所演讲，在这些年里，他研究了眼睛的解剖构造（发现散光是由于角膜不完善引起的）、颜色理论（和亥姆霍兹一起，发现了杨-亥姆霍兹三色理论，后来这一理论成了彩色电视和彩色照相的基础）以及光的本性。

为了检验波粒之争，杨做了一个试验，有时就叫做杨氏“条纹实验”，亦即让光穿过几个狭缝。在这些狭缝边缘，出现了几条模糊的光带。如果光是粒子而不是波，应该只出现一条清晰笔直的阴影。粒子理论无法解释这一新的光衍射现象。然后杨进一步思考，他想到两个音调有时会相互抵消。（一个很好的例子是公共场所扩音系统里的两个声音，它们同时发声，先是尖叫，然后突然无声。）原因是这两个不同的声调波长不一样。它们可能在开始时都处于波峰，然后波谷与波峰正好叠加，失去同步，相互抵消，就没有声音了。杨认为，如果光也是由波造成的，应该发生同样的干涉现象。他把光束投向两条狭缝，再照射到墙上。这两束光相互重叠，重叠之处形成亮条和暗条相间的图像。这说明光也和声音一样也存在干涉现象。杨就这样复兴了光的波动理论。

杨还提出，光是以横波传播——也就是说，与其出发点成直角，就像水波在海洋里的推进——和声音以纵波的形式传播不一样。这一思想有助于解决偏振光和双折射之类的问题。而麦克斯韦电磁理论建立，对整个电磁波谱都有意义——而光只是电磁波谱中的一部分。

但是光波理论仍然存在问题。如果光不是由粒子，而是由波组成的，那么，波要在某种媒介中才能传播，例如声波要在空气里，海洋里的波要靠水。（在大气之外，没有空气传播来自星星的光。）早期的波动理论家，包括　19世纪后叶的麦克斯韦——都认为空间必定充满着“以太”，光在其中呈波浪形传播，但找不到任何证据能证明“以太”的存在。与此同时，尽管越来越多的科学家转向波动理论，但光的行为有时依然表现出粒子性。迈克耳孙（Albert Michelson， 1852—1931）和莫雷（Edward Morley）在1887年证明，假设的以太并不存在。关于光的本性问题的争论，导致了20世纪某些最重要的发现。

杨复兴了光的波动理论。

巴比奇、拉夫罗斯和第一台计算机

随着19世纪有关电磁方面的发现接踵而来，不久就涌现了电灯、电动机以及成千上万的发明，这时有两个人做了一项远远领先于时代的工作，一位是巴比奇，另一位是拉夫罗斯。巴比奇（Charles Babbage， 1792—1871）是一位聪慧的英国发明家和数学家，他出生于德文郡，在剑桥大学上学，是皇家天文学会的创始会员（1816年成为皇家学会会员），他还帮助建立了分析学会和统计学会。鉴于他对统计学和数学方面的兴趣，又具有发明家的才能，他开始致力于设计一台能迅速自动完成复杂计算的“差分机”。

与此同时，拉夫罗斯女伯爵——英国诗人拜伦勋爵的女儿阿达·拜伦（Ada Byro，1815—1852）——也对数学产生了极大的兴趣。她在几何学方面自学成才，同时还通过各种渠道获得知识，包括从朋友、教师及天文学和数学班那儿。她和巴比奇在1833年相遇，两人带着对数字的激情开始合作。差分机是一种机械装置——不是电气装置——但是它依赖于程序概念，并且具有复杂的设计，可以进行广泛和困难的计算。拉夫罗斯在翻译和解释巴比奇关于差分机的论文中，显示出她对这一程序机器的概念有深刻的理解。然而，制造机器的钱用完了，巴比奇和拉夫罗斯还是未看到它投入工作。但是到了1991年，一组计算机专家按照巴比奇的设计笔记和图纸仔细推敲，发现设计是完善的，他们制作的巴比奇差分机运行良好。

拉夫罗斯女伯爵是第一位计算机程序师。

拉夫罗斯和巴比奇还合作设计了另一台机器——分析机，这台机器被认为是现代数字计算机的最早尝试。它可以从打孔的卡片上读取数据——和早期的数字计算机很相似——还可以储存数据和完成计算。拉夫罗斯负责写指令，或者叫做程序编制，在卡片上打孔留下记录，因此她被认为是第一位计算机程序师。 虽然当时的技术还无法使巴比奇的分析机投入工作，但是机器设计和程序编制的概念为今天的计算机奠定了基础——从手控式数学管理机到PC机，再到可连接多个终端设备的巨型计算机主机。

1979年美国国防部为了纪念拉夫罗斯对计算机程序编制的贡献，用她　的名字　Ada给一种　高级通用计算机程序语　言命名。

波出现了，他对波进行了测量。波长是2. 2英尺（66厘米）——相当于可见光波长的一百万倍。赫兹还证明了，他测量的波含有电场和磁场，所以有电磁特性。

赫兹找到的并不是光波，后来搞清楚，是无线电波。马可尼（Marchese Guglielmo Marconi， 1874—1937）在1894年把这种波用于无线通信。［无线电（Radio）是无线电报（radiotelegraphy）的缩略语——无线电报是通过辐射而不是电流发送的电报。］

赫兹成功地证明了电磁波的存在，验证了麦克斯韦方程组的正确性。

赫兹成功地证明了电磁波的存在，验证了麦克斯韦方程组的有效性。物理学中又一团大大的困惑有了着落。

纵观19世纪，一个新的模式开始出现在物理学中，这就是先提出一个设想，再通过实验来验证，再由数学理论予以强化。这是一个三重过程，越来越受到科学家的认同，它适合于迈尔和焦耳的热当量工作，法拉第、麦克斯韦和赫兹的电磁学工作，还适合于杨和菲涅耳对光本性的认识。

19世纪最惊人的成就是通过许多人之手——以及法拉第和麦克斯韦的特殊才能——不断理清思路，从而认识到这一伟大的潜在力量——电和磁。法拉第的电动机、变压器和发电机，几乎触及我们生活的每一个方面。而场理论和电磁学这样一些基本观念，其重要性不失为人类研究宇宙特性的历史长河中最有效的见解。

【注释】

[1]磁力线围绕电流，没有源头。——译者注