物联网是个什么东东?(之二)

物联网是个什么东东?(之二)

老赵认为:人和人沟通的欲望催生了电报,电话和手机,而人和机器沟通的欲望催生了物联网,物联网的出现将会让人更加的了解机器,更方便人驱动机器为人类服务。

昨天我们从电的发现开始,回顾了从电被发现到电流被发现,并且进一步应用这些科学知识,服务于人的沟通欲望的满足。然后电报并不是人的沟通欲望满的最后形式,于是人们沿着这条道开始了新的探索。今天我们主要回顾一下电磁波的发现过程。

1777年法国工程师库伦发现了测量静电力与磁力的实验验证方法。浪漫的库仑难以抑制内心的激动,把发现静电力和磁力之间关系的伟大发现写在了纸上,并在1785年推导出了以他本人名字命名的著名电磁学定量定律——库仑定律。库仑定律的发现在电磁学发展历史上具有里程碑一般的作用,它把人们一直以来当作“魔力棒”的磁石以定量计算的眼光重新进行了衡量,将电磁学的研究从定性上升到了定量的科学层次上。

但库伦一生并没有发现电和磁之间的关系,揭开电和磁之间关系的是之后的来自丹麦的科学家奥斯特。

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奥斯特是一位多才多能的科学家,他不但喜欢物理学、化学,而且对哲学也满怀热情。还好是在学术上,如果生活上也是这样,那他就成了一位处处留情的PLAY BOY,也就不会有他当时的成就。也正因为如此,在他的脑海中,科学的研究总是因为哲学的启迪而更加深入和坚定。受康德哲学与谢林的自然哲学的深刻影响,他一直坚信自然力是可以相互转化的,并通过他的第六感没有放弃对电与磁关系的试验研究。

南宋大诗人陆游曾经写过一首诗《文章》文章本天成,妙手偶得之。粹然无疵瑕,岂复须人为。君看古彝器,巧拙两无施。汉最近先秦,固已殊淳漓。胡部何为者,豪竹杂哀丝。后夔不复作,千载谁与期?小奥同学是不是读过这首诗我不知道。妙手偶得之他则运用的淋漓尽致。1820年的4月,在一次科学讲座即将结束之际,奥斯特抱着试试看的心情做了一次电流磁效应的实验。他把一条非常细的铂导线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方,接通电源的瞬间,发现磁针跳动了一下。这一跳,使有心的奥斯特喜出望外,竟激动得在讲台上摔了一跤。他并不知道,那一刻他已经成为了一个科学的媒人,通过小磁针做成的丘比特箭将电与磁这对陌生男女紧密地联系在了一起,还好这个过程没有借助于世纪佳缘。

物联网是个什么东东?(之二)

但是在那次实验中,磁针偏转角度太小了,而且又很不规则,这一跳并没有引起听众注意。自那天以后,细心的奥斯特花了三个月,做了许多次实验,发现磁针在电流周围都会偏转。在导线的上方和导线的下方,磁针偏转方向相反。在导体和磁针之间放置非磁性物质,比如木头、玻璃、水、松香等,却不会影响磁针的偏转。1820年7月21日,奥斯特把这一系列的实验结果写成名为《论磁针的电流撞击实验》的论文,正式向学术界宣告他发现了电流磁效应。至此,电与磁的秘密关系通过实验的方法被揭示出来。

1821年在读过奥斯特关于电流磁效应的论文后,法拉第被这一新兴的学科领域深深吸引,并在不久的实验中取得了一个重大的科学成果──发现有电流通过的导线能绕磁铁旋转。1831年10月17日,法拉第完成了在磁体与闭合线圈相对运动时在闭合线圈中激发电流的实验,他称之为“磁电感应”。经过大量实验后,他终于实现了“磁生电”的夙愿,宣告了电气时代的到来。

1837年,他又发现电介质对静电过程的影响,提出了以近距“邻接”作用为基础的静电感应理论。不久以后,他又进一步发现了抗磁性这一新现象。在这些研究工作的基础上,法拉第形成了“电和磁作用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。”于是,介质成了“场”的场所,而他也正式将“场”这一具有历史性的概念创立出来。

法拉第如浩瀚宇宙般深邃的物理思想,强烈地吸引了同在英国的一位年轻人——来自英国苏格兰爱丁堡的麦克斯韦(1831-1879)

麦克斯韦(詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,James Clerk Maxwell,1831~1879)。麦克斯韦认为,法拉第的电磁场理论比当时流行的超距作用电动力学更为合理,他抱着用严格的数学语言来描述法拉第理论的决心闯入了电磁学领域,并成为继法拉第之后集电磁学大成的伟大科学家。

他在前人成就的基础上,对整个电磁现象作了系统、全面的研究。1865年他预言了电磁波的存在。麦克斯韦经过理论推演,认为电磁波只可能是横向传导波,并计算了电磁波的传播速度等于光速。同时,他的灵感促使自己得出一个重要结论:光是电磁波的一种形式。这揭示了光现象和电磁现象之间的联系。这一理论也为现在的LED无线充电技术的出现奠定了基础。麦克斯韦将这些理论的论证和推导结论整理成册,于1873年出版了科学名著《电磁学通论》(Treatise on electricity and magnetism),系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。

物联网是个什么东东?(之二)

电磁波的发现为后来手机的出现和无线互联网的普及奠定了基础,老赵认为:手机控们每一次用手机之前应该给我们这位伟大的麦克斯韦上三柱香,来一碗红烧肉!对了,不知道他是不是吃素!

欲知后事如何,明天老赵接着给大家讲!


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