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第34章 法拉第(1)

电磁感应现象的发现者

(1791.1867)

发现电磁感应现象、电解定律和光与磁的基本关系,创立现代电磁场的基本概念,为人类进入电气化时代做出了杰出的贡献。

法拉第父亲是铁匠,家中相当贫苦,却还得养活一家人,因此法拉第13岁就在装订厂工作,家里虽然没钱让他读书,但法拉第却对学习知识很渴望,一天,当装订厂的工人都已下班了,他却还靠窗坐下,津津有味读着《化学漫谈》。他完全被书中的内容所吸引,以致天黑了都不知道。忽然有人敲窗外的玻璃,才发觉是他的母亲,就吃惊地问:“妈妈,你怎么到这儿来?家中出了什么事吗?”

母亲看着法拉第一副认真的模样,心里一阵难过,心疼地说:“我看你这么晚还不回家,我不放心,所以就过来看看。现在天也早就暗了,别再看书了,这样对眼睛不好呀。”

法拉第却满脸欢喜地说:“妈妈,今天我又发现一门奇妙的学问一化学。我一定要好好研究一下。你知道我多么想成为一个有学问的人啊。”

母亲心里一阵难过泪眼盈眶,说:“上帝保佑你,孩子。你就好好努力吧,不过可得记住,人总是需要休息的。”

法拉第就凭着这样为求学问的忘我精神,奋发向上,努力自学成为一位举世闻名的科学家。

迈克尔·法拉第出身于英国伦敦南萨里郡的一个铁匠家庭。他5岁时,家搬到了伦敦曼彻斯特广场附近的一条小巷里。他的父亲是个穷铁匠,身体有病干不了活,全家的生活常常靠慈善机构的救济来勉强维持,有时一个星期他只能吃到一个面包。所以法拉第一生中几乎没有受过什么正规教育。

1805年,伦敦布郎德福街的一个书商允许小法拉第跟他当学徒,在他看来,这个聪明勤快的孩子和别人是不同的,他总是争取一切机会来阅读送来重新装订的旧书。《大英百科全书》第三版上有关电的词条,特别引起他的兴趣。他用旧瓶子和废木料做了一台粗糙的静电发生器,并做了一些简单的实验。每一次实验的成功,都给法拉第带来极大的欢乐。

当时伦敦经常举办一种自由参加的科学讲演会,法拉第经常去听演讲。不久后,他将所记录的四大本笔记加上他精心绘制的彩色插图,总共386页,又给它装订上皮制封面,送给了雇主看。深知学问重要的雇主为之感动,就介绍他认识了皇家学院的旦斯。旦斯给了法拉第几张入场券,让他去听当时大名鼎鼎的科学家戴维的讲座。他听了戴维全部的讲演,并做了详细的记录,还把它整理、装订成一本《戴维爵士讲演录》送给了戴维教授。

1812年秋天,法拉第学徒期满,将成为书报店的一名技术工人。可是,他希望自己有一天能够专门从事科学研究工作,献身于科学事业。于是他就将自己的笔记寄给皇家学会主席班克斯,希望因此能找到一个使他多接触科学的工作。他没有得到答复,于是他又将另一份笔记寄给了戴维,并写信给戴维介绍自己贫寒的家世及自己对科学的热爱。这不禁使戴维想起自己成长的过程。面对一个和自己一样敢于向命运抗争、勇于追求真理的年轻人,同情之心油然而生。

1813年1月,戴维约见了法拉第,深为这位年轻人坚韧不拔的精神所打动。在戴维博士的努力下,3月〗日皇家学院理事会作出决议:通过戴维%生接收法拉第为实验助手,周薪为25先令外加皇家学院顶楼上的两间住房。法拉第很快接到了戴维教授的回信,尽管这是个地位低微的职务,可法拉第什么都不在乎,进入科学殿堂的激动使他久久不能平静。

法拉第在皇家学院工作非常勤奋,并很快掌握了实验技术,成为戴维的得力助手。戴维一生中有过许多重大发现,但就像他后来所说:“我一生中最伟大的发现,是法拉第。”

1813年10月到1815年3月,法拉第跟随戴维途经法国、意大利、瑞士等地,有机会会见了当时许多知名的科学家并参观了他们的卖验室,这使他的眼界大开,他把这次旅行看作是一所“社会大学”。

1815年,法拉第回到英国,开始进行科学研究,并显露出了惊人的才干,成果累累。1816年,他首次在《科学季刊》上发表了他的第一篇科学论文《多斯加尼本生石灰的分析》。1817年到1818年,他发表了17篇化学分析方面的论文,其论文涉及的面很广。1820年,他把化学分析用于社会和生活方面。]821年,法拉第任皇家学院实验室总监和代理实验室主任,并开始进行电和磁的研究。

1821年4月的一天,沃拉斯顿教授对戴维说:两个金属碗中间夹一根导线,通上电流,然后拿一根磁棒移近导线,导线就会绕着自己的轴转。戴维很热心地帮沃拉斯顿安装好仪器来做实验,但实验没有成功。

当两个科学家正在讨论的时候,法拉第来到实验室。法拉第早就对电十分感兴趣,他整天忙于化学实验,反而把电的研究搁在一边。戴维和沃拉斯顿的讨论,像火星落在干柴上引起了他的兴趣,法拉第又重新研究起电来了。

一次他在一个玻璃缸中央立上一根磁棒,缸里倒上水银,露出一个磁极。用铜丝捆在软木上放到水银的缸里,导线一头接在磁棒的一极,另一端通过铜线再与磁棒的另一极相接,接通电源后,导线开始移动了。

当时谁能想到,这竟是世界上第一个马达。法拉第的试验是电磁学上的一个重要的突破。法拉第报告了自己的实验结果并详细说明它和沃拉斯顿的电磁转动实验的不同之处。

1821年的圣诞节,大家都忙着过节,法拉第又做了一个电磁转动的实验。这次他是让通电导线在地球产生的磁场里转动。一根导线通上电转了起来,把电池正负极掉换过来,导线又反转起来。

沃拉斯顿看了实验大加赞赏,他称赞了这位勤奋的青年。此前有许多关于法拉第剽窃沃拉斯顿成果的传言,至此也就销声匿迹了。法拉第又开始去研究合金钢、玻璃、氯气……

1825年2月7日,法拉第被任命为皇家学院实验室主任。1833年,他在皇家学院获得教授的头衔,那时他已经43岁。戴维和沃拉斯顿去世后,法拉第又重新研究电磁学。

1831年10月17日,磁转变成电的试验成功了,法拉第把这种磁棒运动在线圈内所感应出来的电流叫“磁电”,为了同“伏打电感应”区别开来,他把这种感应称为“磁电感应”。接着他根据电磁感应原理制造出世界上第一台发电机。有了它和变压器,电就可以大量地产生出来,电从此就从科学家的实验室走向了工厂、农村和每一个家庭。

法拉第拒绝了各种有丰厚报酬的商业性技术研究,潜心钻研试验。皇家学院院长诺森伯兰公爵去世后,学院理事会请法拉第出来当院长。一个没有受过正规教育按周拿工资的实验助手,经过半个世纪的不懈努力,终于登上科学的顶峰,现在可以当上皇家学院院长,这将在科学史上传为佳话,但是法拉第谢绝了这一邀请。

法拉第避开荣誉,荣誉却紧紧盯住他。每有一次重大发现后,国内外的大学、学会和科学学会就纷纷给他颁发荣誉奖状、奖章和学位,他把这些荣誉证书统统放在盒子里。盒子里还有一张法拉第自己写的证书:“在这些成绩记录和重要事件中,我谨记下一件事的日子,作为荣誉和幸福的源泉,这件事的重要性远远超过其他——我们是1821年6月12日结婚的。”

1858年,英国维多利亚女王赐给法拉第汉普顿宫的一所房子。1867年8月25日,法拉第坐在书房的一把椅子上,安详地停止了呼吸。如果他同意,他会被安葬在威斯敏斯特大教堂公墓,和牛顿相邻,但他坚持要像普通人一样安葬在海格特公墓。

在法拉第的一生中,他用可操作的、可重复的实验演示来解释科学原理的能力是无与伦比的。他可能是世界上最杰出的实验天才,他对于大自然统一性的坚定信念帮助他确立了电和磁之间的新的联系,并导致他对各种物质的电磁性进行研究。他创造了许多至今仍普遍采用的电子学术语,变压器、电动机和发电机以及场物理,都起源于他具有开拓性的科学研究。

法拉第与电磁学

法拉第由一个社会地位低下、其貌不扬、只受过两年正规小学教育的寒家子弟,变成一名硕果累累、功盖千秋的科学巨擘,这本身就是一个奇迹。创造这个奇迹的不是上帝,而是法拉第自己。勤奋是他成功的阶梯。做订书工时,他利用午饭休息时间,在其他工人出去呼吸新鲜空气的时候,贪婪地从自己装订的书籍中汲取营养。他曾向母亲袓露心声:“我一定好好钻一钻。你知道我多么想成为一个有学问的人呀!”成为皇家学会会员后,他也不曾有丝毫松懈。在致德·拉·里夫教授的信中,他说:“由于埋头在实验里,我连吃饭的时间也没有了。”为了工作,他在1836年摆脱了皇家学院主席的身份,1837年取消了早上的讲演,1839年决定在一周内有3天不接待任何客人。谦虚克制的美德是法拉第成功的扶手。大化学家戴维之所以对他另眼相看,不断提携,与他的这种品质不无关系。戴维夫人总是视法拉第为仆人,甚至在公共场合不准他同席而食,他并不计较,泰然处之。法拉第曾因质疑戴维发明的“安全灯”的安全性而受到恩师的反感,后者在法拉第候选皇家学会会员时投了惟一的反对票。对此,法拉第并未怀恨在心。他曾无意中在皇家学会图书室看到戴维的画像,立刻用充满感情的发抖的声音,对友人杜马说:“我的朋友,这是一位伟大的人!”成名之后,来自著名大学的奖状、奖章雪片般地向他飞来,他却把这些荣誉和地位的象征物全部束之高阁,连最亲近的朋友也无法看上一眼。185"7年,法拉第谢绝了要他担任英国皇家学会会长的邀请,理由是:“我决心一辈子当一个平凡的迈克尔.法拉第。”

法拉第刻苦自学,只要有心,任何事情都可能成功,由于他的兴趣和目标,发现了电,因之带给人们巨大的幸福。而一生当中,虽然我们会遭遇诸多困难,但天下无难事,只要有毅力与恒心去做,上天自然会给你成就的。