1820年，丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安Ørsted把电磁理论搞得一团糟。当时的自然哲学家认为电和磁是两种不同的现象，但Ørsted认为电流通过电线会在电线周围产生磁场。法国物理学家Andre-Marie安培看了Ørsted的实验演示，电流使磁针偏转，然后他发展了一个数学理论来解释这种关系。
英国科学家迈克尔·法拉第不久，《纽约时报》的编辑理查德·菲利普斯也加入了争论《哲学年鉴》请他写一篇关于电磁学的历史记录，这是一个只有两年历史的领域，而且显然处于不断变化的状态。
正如南希·福布斯和巴兹尔·马洪在2014年出版的书中所描述的那样，法拉第是这项任务的一个有趣选择法拉第，麦克斯韦和电磁场．他出生于1791年，在萨里郡纽灵顿村(现为南伦敦的一部分)的教会学校只接受过基本的教育。14岁时，他给一个装订工当学徒。他读了许多自己装订的书，并继续寻找机会学习更多的知识。1812年，就在法拉第的学徒生涯即将结束之际，这位装订商的一位客户给了法拉第一张汉弗莱·戴维在英国皇家学会举行的告别系列讲座的门票。
戴维只比法拉第大13岁，就已经是有名的化学家了。他发现了钠、钾和几种化合物，并发明了矿工安全灯．此外，他是一个有魅力的演说家。法拉第详细地记下了这些讲座的笔记，并将一份副本寄给了戴维，并要求聘用他。当皇家研究所有一个化学助理的职位空缺时，戴维雇用了法拉第。
法拉第(左)在1821年的一篇关于电动机的论文中没有承认他的导师汉弗莱·戴维(右)，戴维指责他剽窃。左:ullstein bild / getty images;右:bettmann / getty images
戴维指导法拉第，教他化学原理。法拉第有着永不满足的好奇心，他在皇家研究所的名声越来越大。但当菲利普斯让法拉第写评论文章的时候年报在美国，他只涉水过电磁学，对Ampère的数学有点望而却步。
本质上，法拉第是一个实验主义者，所以为了写出一篇详尽的叙述，他重新创造了Ørsted的实验，并试图遵循Ampère的推理。他的《电磁学的历史速写》匿名发表在年报，介绍了该领域的现状，目前的研究问题和实验设备，理论发展，以及主要参与者。(关于法拉第文章的总结，请参阅Aaron D. Cobb的文章迈克尔·法拉第的“电磁的历史草图”和实验的理论依赖刊登在2009年12月刊上科学哲学．)
在重建Ørsted的实验时，法拉第并不完全相信电像流体一样在电线中流动，就像水在管道中流动一样。相反，他认为电是导电材料之间的张力引起的振动。这些想法促使他不断尝试。
法拉第观察到导线在被磁极吸引和排斥时的圆周旋转。“非常满意，”他在笔记本上写道。
1821年9月3日，法拉第观察到导线在被磁极吸引和排斥时的圆周旋转。他在笔记本上画了一个顺时针绕着磁铁的南极旋转，逆时针绕着北极旋转。“非常满意，”他写道他的条目对当天的实验，“但使更有意义的仪器。”
第二天，他做对了。他拿了一个很深的玻璃容器，用一些蜡把磁铁固定在里面，然后往容器里装满水银，直到磁极刚刚露出表面。他把一根硬电线放在水银上，把仪器和电池连接起来。当电流流过电路时，就会在导线周围产生一个圆形磁场。当电线中的电流与固定在盘子底部的永磁体相互作用时，电线顺时针旋转。在仪器的另一侧，导线是固定的，磁铁可以自由移动，它绕着导线做圆周运动。
有关法拉第装置的有用动画，请参见本教程由国家强磁场实验室创造。如果你想建造自己的法拉第电机，这个视频将带你完成它:
虽然法拉第的装置很好地证明了这一概念，但它并没有真正的用处，除了作为一种客厅把戏。很快，人们开始抢购口袋大小的马达作为新奇的礼物。虽然法拉第最初的马达已经不存在了，一个是他建造的第二年会;它在皇家学会的收藏中，图片在顶部。这个看起来很简单的装置是电动机的最早例子，是第一个把电能转化为机械运动的设备。
法拉第发明的后果
法拉第深知快速发表的力量，他用不到一个月的时间写了一篇文章，《论一些新的电磁运动和电磁学理论》，发表在了下一期的《纽约时报》上科学、文学和艺术季刊。不幸的是，法拉第没有意识到充分承认其他人对这一发现的贡献的必要性。
论文发表不到一周，汉弗莱·戴维就指责法拉第抄袭，给了他的徒弟一个毁灭性的打击。
戴维的自负是出了名的敏感。他还对法拉第未能充分信任他的朋友感到不安威廉·海德·沃拉斯顿一年多来，他一直在研究电流和磁铁的旋转运动问题。Faraday在他的文章中提到了这两个人，以及Ampère， Ørsted和其他一些人。但他不认为任何人是合作者、影响者或共同发现者。法拉第并没有直接参与戴维和沃拉斯顿的实验，但他无意中听到了他们之间的对话，了解了他们的工作方向。此外，在早期的出版物中，给你的导师署名是一种常见的做法(现在仍然是)。
当法拉第的声誉开始超过他的导师时，法拉第在竞争激烈、对时间敏感的学术出版业中犯了几次错误。
法拉第努力为自己洗脱抄袭指控的罪名，并在很大程度上取得了成功，尽管他与戴维的关系仍然紧张。1824年，法拉第被选为英国皇家学会会员时，唯一投反对票的是学会主席汉弗莱·戴维。
在接下来的几年里，法拉第避免了在电磁学领域工作。这究竟是他自己的选择，还是戴维在皇家研究院给他分配了耗时的任务而强加给他的选择，这是一个悬而未决的问题。
法拉第的任务之一是挽救皇家研究所的财政，他通过重新激活系列讲座和介绍一个受欢迎的圣诞讲座来做到这一点。1825年，英国皇家学会请他领导光学玻璃改进委员会，试图重振被法国和德国镜片制造商夺去一席之地的英国玻璃工业。这是一项枯燥乏味的官僚工作，法拉第将其视为一项爱国义务，但苦差事和无情的失败给他的精神造成了伤害。
法拉第1831年的实验产生了变压器和发电机
1831年，戴维去世两年后，法拉第在玻璃委员会的工作完成后，他又开始用声学的方法进行电的实验。他与查尔斯·惠特斯通研究声音振动。法拉第特别感兴趣的是，当小提琴的琴弓被拉过轻轻覆盖着沙子的金属板时，如何看到声音振动，从而产生被称为克拉德尼图形的独特图案。这段视频展示了这一现象的实际情况:
共振实验!(完整版-带音调)www.youtube.com
法拉第研究了在液体表面形成的非线性驻波，现在被称为法拉第波或法拉第涟漪。他发表了他的研究，“关于一类特殊的声学人物;在振动弹性表面上的粒子群所呈现的某些形式上，在皇家学会的哲学汇刊．
法拉第仍然相信电在某种程度上是振动的，他想知道通过导体的电流是否会在相邻导体中引起电流。这导致了他最著名的发明和实验之一:感应环．1831年8月29日，法拉第详细记录在他的笔记本上他用特制的铁环做实验。他用三段绝缘铜线包裹着戒指的一边，每段大约24英尺(7米)长。另一边，他用大约60英尺(18米)长的绝缘铜线包裹起来。(虽然他只描述了组装好的戒指，但他可能花了很多天来包裹电线。现代实验者花了10天时间来做一个复制品。)然后，他开始向戒指的一侧充电，并观察不远处磁针的效果。令他高兴的是，他能够将电流从一组电线诱导到另一组电线上，从而创造了第一台变压器。
法拉第在1831年8月29日的笔记本记录中描述了他用铁丝捆绑的感应环做的实验——第一个变压器。赫尔顿档案/盖蒂图片
法拉第的实验一直持续到1831年秋天，这次他用的是永磁体。他发现他可以通过在永磁体的两极之间旋转一个铜盘来产生恒定的电流。这是第一台发电机，也是真正有用的电动机的直接祖先。
在电动机被发现的200年后，迈克尔·法拉第(Michael Faraday)因其在电磁学方面的所有工作以及他作为化学家、讲师和实验家的技能而被人们理所当然地记住。但法拉第与戴维的复杂关系也说明了指导(和被指导)、发表和持有(或不持有)个人恩怨的挑战。有时有人说法拉第是戴维最伟大的发现，这对戴维来说有点不公平，因为他本身就是一位值得尊敬的科学家。当法拉第的声誉开始超过他的导师时，法拉第在竞争激烈、对时间敏感的学术出版业中犯了几次错误。但他继续做着自己的工作——而且做得很好——为皇家研究院做出了持久的贡献。在他首次在电磁学上取得突破的十年后，他又在另一个方面超越了自己。对于一个自学成才、数学水平不高的人来说，这已经很不错了。
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本文的删节版刊登在2021年9月的印刷版上，题为“200岁的电动机”。
