迈克尔法拉第先生是我知道的最美好的人，虽然我从来没有见过他，我们之间相距的不止是北京到伦敦的距离，还有一个多世纪的时光，但我还是要说，法拉第先生是我知道的品德最美好的人。

每当我读论文读不下去时，总会拿出法拉第的传记来读，他具有科学家的一切美德，他凭借着好奇心和勤勉的工作，生生把人类带入到了新的时代。他出生于贫苦的铁匠之家，没有接受过正规的教育，他受到过导师的嫉妒，同行的嘲讽，从事过多年毫无兴趣的工作，老年饱受失忆和抑郁症的折磨，但是他仍然做出了世界级的发现，感受到了“sense of beauty”，享受过不止一次“happist moment”（“sense of beauty”和“happist moment”，图灵奖得主姚期智院士认为这是科研带给研究者的两个礼物）。我从他的人生经历中，获得了极大的鼓舞。

对声音、相片和视频中的信息提取，成为当今计算机学科中非常重要的研究领域。我们希望无人汽车能“读懂”交通路况，我们希望语音助手可以听懂我们所说，帮我们完成一些琐碎的事情，最近有些科学家提出了高考机器人计划，希望在2020年之前，能让机器参加高考，通过一本线。

回顾计算机出现以来的历史，信息时代提高了人与人之间的交流能力。木心老人写的《从前慢》：“从前日子过得慢，车马邮件都慢，一生只够爱一个人。”至少如今我们知道电子邮件可以几秒内就从世界的一头奔向世界的另一头了，一天之内，我们就可以从地球的一边飞到另一边。当我们享受着这样的福利时，无疑我们走在了别人为我们搭建好的“高速公路”上。在本文中，我想回顾一下，这样的“高速公路”是如何建立起来的。

对于古人来讲，当今的信息传播速度显然像是魔法，从前信息传播的速度取决于马车的速度，邮差的速度，船舶的速度。而现代社会信息传播的速度是光速，是已知世界里最快的速度，这一切是如何达成的？

这一切要从牛顿说起，牛顿发现了平方反比定律后，仍然很迷惑，太阳是如何不通过接触就可以对地球施加力，这种不接触的神秘作用也是爱因斯坦的革命性发现的基础。贯穿这两个阶段的，是一位和牛顿，爱因斯坦同样伟大的物理学家，他的发现彻底改变了整个世界。

迈克尔法拉第（Michael Faraday, 1791.09.22-1867.08.25），出生于伦敦郊区的一个贫民之家，仅仅上过小学，1831年，他做出了关于电力场的关键性突破，彻底改变了人类文明。纵观他的一生，做出了数次极其重大的发现，包括发动机和电动机，把人类引入了电气时代。

但是法拉第从小并没有显示出成为一名伟大的物理学家的天分，他的童年生活十分凄苦，但是他十分好学，抓住了一切机会学习知识，这样的精神打动了一位他工作所在书店的一名老主顾，老主顾给了他一张门票，是当时伦敦颇为流行的活动——科普讲座，那次的主讲人是化学家戴维，戴维刚刚发现了几种新的化学元素，在英国科学界名声斐然。那时，人们对电还没有多少认识，因为当时的电由化学电池产生，所以研究电的多是化学家。

法拉第利用自己在书店学来的技能，整理了那次讲座的笔记，他把笔记送给了戴维，这个在伦敦打拼的穷小子，希望这个笔记可以打开他仰慕已久的科学的大门。也不知道是不是老天眷顾，在不久之后的实验中，戴维伤到了自己的面部，无法工作，他想起了那个笔记整理得特别漂亮的穷小子，他让法拉第为他工作，由他口述，法拉第来整理。自此，法拉第进入了科学的大门。

The first happiest moment

1821年，法拉第完成了第一个重大的电发明，在此之前，丹麦的奥斯特发现了在通电的线圈周围会产生磁场偏移的现象。戴维和沃拉斯顿等据此进行了研究，但是并没有得到什么成果。法拉第得到了启发，认定假如磁铁固定，线圈可能会运动，根据这种假设，他发明了人类历史上第一个电动机，这个发明的重大意义在于奥斯特只发现了使得指南针旋转的力的存在，法拉第却实现了长久的旋转运动。那时的电还只是新奇的玩具，法拉第的发明让利用电能成为了可能。

但是这并没有为法拉第带来荣誉，在学术圈里，有人评价他的工作剽窃了沃拉斯顿的成果，事实上，沃拉斯顿也认为法拉第的工作和他完全不一样。人们的眼光放在了法拉第的老师戴维的身上。只要这位科学巨擘为法拉第说句公道话，这些指责很快会烟消云散。但是戴维陷入了可怕的沉默，这比恶毒的谣言更可怕。对法拉第才能的嫉妒，让戴维保持了沉默。

随后这种冲突到达了极点，戴维让法拉第转向光学仪器性能改良的研究，这并不是法拉第擅长的领域。“法拉第的天才，在应用科学方面，实在没有充分发展。他的特长要到了知的境界即是光明和黑暗接触着的地带，才能充分表现出来，他长于发现而不是发明家。”但是法拉第仍然勤奋地工作着，直到戴维去世，他才回到电磁领域继续研究，他保存了一块玻璃来作为自己失败的纪念品。

The second happiest moment

人们知道静止的磁铁不会使附近的线路内产生电流，但是法拉第在发明电动机后，就一直有“磁产生电”的想法。1831年法拉第发现了电磁感应效应，即当一个运动的磁铁穿过线圈时，会产生电流，这也是公认的法拉第最伟大的发现，发电机的出现彻底改变了我们的生活，人类终于掌控了电，这个意义不亚于人类第一次掌控火。

与此同时，法拉第热心于科普工作，他发起了英国皇家学会圣诞节少年科学讲座，向青少年们展示科学的迷人之处，这个讲座成为了英国科学界的一个传统，赫胥黎来此讲过进化论，卡尔萨根来此讲过宇宙、黑洞等等。他坚守一个科学家的职责，拒绝为克里米亚战争制造化学武器。他的导师戴维获得爵士头衔后，热衷到处用爵士衔签名，法拉第却婉拒了英国皇家学会会长的提名和爵士称号的授予。

但是法拉第仍然勤勉地工作，在他60岁时，他将迎来人生中最伟大的发现。

Sense of Beauty

晚年的法拉第饱受失忆症和抑郁症的干扰，但是他仍然孜孜不倦地思考着终极问题，牛顿的疑问：“太阳是如何不通过接触行星，来让行星围绕它旋转的？”他精心设计了实验，希望能发现磁场和光的关系。他测试了无数的材料，溶液，物质，始终没有结果，他决定尝试一下上一次失败的纪念品，在那段被戴维束缚的岁月里，失败的纪念品——玻璃，他成功了。

法拉第发现如果偏振光通过磁场，其偏振作用就会发生变化，这证明了光和磁的某种关系。法拉第解决了牛顿的疑问，太阳是如何不通过接触行星，来让行星围绕它旋转的，事实上，太阳还是接触了行星的，用“场”的方式。那时，人们已经发现铁屑在磁场中会产生有趣的形状，法拉第细致地研究了磁铁和通电线圈中，铁屑的分布，提出了自己的理论——场。电磁力不仅存在于导体中，还可以延伸到导体周围的空间里。

同时代的科学家尊重他天才的实验能力，却不肯相信他关于光和引力的洞见，那是因为牛顿的超距作用深入人心，还有一部分原因是法拉第自身的原因，法拉第童年教育的缺憾比任何时候都显示出来，他无法用严格的数学语言来描述他的理论，同时代的物理学家们认为法拉第已经过时了。

幸好，童年接受过良好教育的麦克斯韦帮助了他，麦克斯韦的《电磁学通论》用数学语言描述了法拉第的理论，赫兹的实验证实了法拉第和麦克斯韦的想法，从此揭开了物理学新时代的大门。值得一提的是麦克斯韦英年早逝，他去世的那一年，下一位伟大的物理学家——阿尔伯特爱因斯坦出生。

Simplicity comes to complexity， but solution is simple.

这是今年的诺贝尔生理或医学奖得主坎贝尔在颁奖典礼上分享的一句话，历来的科学发现，直观上总是简洁而优美的，作为研究人员，我们能够体验这种美丽。法拉第的理论同样如此。

在他之前，人类不知道磁场的存在，但是不知不觉中使用了很久，指南针，信鸽，都是对磁场的使用。为什么地球会有磁场？因为电流产生了磁场，地球内核里，高温下的液态铁围绕着地核旋转，形成了地球的磁场。磁场保护了我们不受到宇宙射线的伤害，形成了一个相对稳定的生态环境。磁场的存在造就了地球上最壮丽的景色——极光。

简洁的理论，却揭开了更多复杂自然现象的面纱，这是法拉第带给人类的最后一件礼物。

最后，我引用诺贝尔奖得主哈罗德尤里的一句话，来铭记这位伟大的物理学家：

“我们要消灭众生的困苦和匮乏，带给他们愉悦和美丽。”