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第二节 法拉第从订书工到科学巨人

  19世纪初,伦敦有个很有名气的书店,老板是里波先生。这一天,从萨里郡来了一个13岁的男孩子,名叫法拉第。里波先生见他还算机灵,就把他收下学习当装订工。

法拉第出身贫寒,父亲是个铁匠,母亲识字不多,使他无法受到较多的教育。如今来到书店里,他就像掉进了一个知识的海洋里,每当接触到有趣的书籍时就贪婪地读起来。尤其是百科全书和有关电的书本,简直使他着了迷。每天干完活后,他就借着微弱的烛光下拼命地读书。他十分渴望能把书上讲的那些实验做一遍,可是一个穷学徒哪来的钱买仪器和药品呢!

这点儿困难可难不倒法拉第。他积攒了半个便士,就去买回一点儿最便宜的药品,又到药房里去拣别人扔掉的瓶子。他把这些拣来的、买来的东西抱回书店的阁楼上,一个小实验室就建成了。每天下工后,他除了看书,就埋头搞他心爱的实验。

法拉第可不是个书呆子,他的手也很巧,再加上态度和蔼,很多顾客都乐意把自己的书籍送来让他装订。在这些顾客中,有很多是皇家学会的会员,他们发表在书中的新观点,法拉第总是能先睹为快。

有一天,一位名叫当斯的顾客送给法拉第四张入场券,让他去皇家学会去听大化学家戴维的讲座。

1812年2月的一个晚上,法拉第生平第一次跨进皇家学会的大门,坐在阶梯形的讲演厅里。戴维终于出现了,他讲的题目是发热发光物质,法拉第发现自己完全能听得懂戴维的讲演,不仅心中暗暗惊喜,这说明自己多年来的苦读并非徒劳。

法拉第一连听了戴维的四次讲座,每一次都认真地做了笔记,随后又把这些笔记进行了仔细整理,附上插图,用漂亮的皮封面装订成册。他经常轻轻地翻阅它们,从事科学研究工作的渴望越来越强烈。他实在按捺不住自己心底的冲动,于是提笔给英国皇家学会会长班克斯爵士写了一封信,请求在皇家学院找个工作,哪怕是在实验室里洗瓶子也行。

信寄出去后,法拉第心神不宁地等了整整一个星期,却音信全无。他忍不住跑到皇家学院去打听,刚到门口就被看门人堵住了,他冷冰冰地告诉法拉第:“班克斯爵士说了,你的信不必回复!”

受到这样的屈辱,法拉第感到很伤心,但他却没有气馁。他从小就喜欢看父亲挥舞大锤,一下一下地将铁坯锻打成各种工具。

父亲曾经自豪地对儿子说:“铁匠面前永远没有顽铁。”法拉第把父亲的这句话牢牢地记在心上,一直激励着他顽强进取。

里波先生书店的楼上住着一位法国画家,名叫马克里埃,他曾经给拿破仑画过像,后来流亡到伦敦,借住在里波先生这里。法拉第想跟马克里埃学画,马克里埃答应教他,但条件是法拉第要替画家擦皮靴和收拾房间。马克里埃教得很不认真,脾气又不好,经常责骂法拉第。法拉第忍辱负重,终于学会了投影和透视的技巧。

从这段经历中,法拉第深深地体会到,人的命运掌握在自己手里,不能消极地等待,而要积极去争取。1812年圣诞节前夕,他鼓起勇气给戴维写了一封自荐信,随信还寄去了他亲自装订成册的笔记。戴维能够成为大化学家,与当年伦福德伯爵的提拔分不开,而这位自学成才的小学徒的经历和献身科学的精神,让他大受感动,于是他破例把法拉第介绍进皇家学会化学实验室,给自己当助手。就这样,科学圣殿的大门向一个名不见经传的学徒打开了!

在化学实验室工作了半年后,法拉第作为助手和仆人跟随戴维夫妇去欧洲旅行。

一路上,法拉第协助戴维做了许多化学实验,闲暇时戴维又给他讲了很多科学知识,这大大丰富了他的学问,增长了他的实验才干。在这次为时一年半的游历中,法拉第还有幸结识了许多大科学家,如安培、伏特等,参观了他们的实验室,大大开阔了眼界。

1815年,法拉第跟随戴维夫妇回到英国,便开始独立进行科学研究。1820年,法拉第结识了一个珠宝商的女儿,她的名字叫萨蕾。萨蕾是一位热爱科学的姑娘,当她得知法拉第自学成才的坎坷经历后,对他更加爱慕。萨蕾和法拉第结婚后,对法拉第照顾得无微不至,法拉第能够取得那么多成就,萨蕾也有一份功劳。

在1830年以前,法拉第主要是一位化学家。他制备了一些新的碳化合物,如由他命名的“高氯化碳”、四氯乙烯等,还成功地液化了好几种气体。即使他没有其他贡献,也称得上一位杰出的化学家。

法拉第最大的成就是在物理学方面。几千年前,人类就发现了电现象和磁现象,但一直把它们看作是风马牛不相及的两回事。法拉第发现了电和磁之间的密切联系,并且第一个用力线和场的概念来表达它们,为后来建立严密的电磁场理论奠定了基础。

法拉第是许多重要的电磁现象的发现者。他发现了电磁感应现象,总结出了电磁感应定律。发明了电磁学史上第一台电动机和发电机;他发现了电解定律,提出了电场、磁场等重要概念和力线的图像。现在化学和电学上的一些单位和定律,就是以法拉第的名字命名的。

法拉第还有着大胆而丰富的想象力。当时人们只知道万物都是由原子构成的,法拉第却提出电或磁不是由原子组成的,而是以空间中场的形式存在的。他设想带电体、磁体或电流周围空间存在一种从电或磁激发出来的物质,它们无所不在,起到传递电力、磁力的媒介作用。他把这些物质称为电场、磁场。

法拉第还提出电场和磁场是由力的线和力的管子组成的,正是这些力线、力管,把不同的电荷、磁体或电流连接在一起。

法拉第的杰出成就为他赢得了崇高的荣誉,一生中获得各国赠给他的学位和头衔多达94个,但他从不以此为傲,而是甘愿当个平民。他拒绝了制造商的高价聘请,谢绝了皇家学会会长的提名,还谢绝了维多利亚女王准备授予他的爵位。

法拉第不习惯于上流社会形形色色的游乐社交,他和妻子始终过着俭朴的基督徒生活。法拉第没有培养一个学生,但他的学生却数不清。晚年时他在皇家学院举办各种讲演活动,为青少年举办了一系列的通俗科学讲演。他的名作《蜡烛的故事》,就是他坚持19年举办的“圣诞节少年科学讲座”的结晶。

法拉第去世后,按照他的意愿,他的遗体被安葬在海洛特公墓,墓碑上只刻着三行字:“迈克尔·法拉第,生于1791年9月22日,殁于1867年8月25日。”

科学家逸闻

法拉第讲演

法拉第不仅是一位伟大的科学家,还是一位优秀的科普演讲家。在37年间,他总共做了126场科普演讲。在英国银行发行的20英镑钞票上,就曾采用过法拉第1855年12月27日做圣诞科普演讲的石版画作为背景图案,这次演讲的听众包括威尔士王子和阿尔弗雷德王子。

法拉第并不是个天生的演讲家,他的演讲技巧是苦练出来的。为了提高自己的演讲水平,他请来着名演讲术教师本杰明·汉弗雷·斯马特举办演讲课程,后来还请斯马特对自己进行一对一的辅导。1827年,他请斯马特出席他的科普演讲,给予现场指导。法拉第的另一位老朋友爱德华·马格拉斯也经常出席法拉第的讲座,给他挑毛病,并在法拉第演讲过程中不时举起专门让法拉第看的小牌子,上面写着“慢点”、“注意时间”等等。

科学小常识

法拉第效应

1845年9月,法拉第在实验中发现,原来没有旋光性的重玻璃在强磁场的作用下产生了旋光性,使偏振光的偏振面发生偏转。这是人类第一次认识到电磁现象和光现象之间的关系。磁致旋光效应后来被称为法拉第效应。

科学小常识

英国皇家学会

英国皇家学会是英国资助科学发展的组织,全称为“伦敦皇家自然知识促进学会”,成立于1660年,英国女王是学会的保护人。它是世界上历史最长而又从未中断过的科学学会,在英国起有全国科学院的作用。英国皇家学会共分两大学科领域,即物质学科领域(包括数学,通称A类)和生物学科领域(通称B类),下边又分设12个学部委员会。学会成员分为皇家会员、英籍会员、外籍会员三类。

皇家会员只产生于皇族,不定期选举;英籍会员每年至多选出40名;外籍会员每年至多选出四名。自1915年以来,皇家学会的历任会长都由诺贝尔奖金获得者担任。

科学小常识

法拉第电解定律

1833年~1834年,法拉第发现了两条电解定律(后来称为法拉第第一电解定律和第二电解定律)。法拉第电解定律适用于一切电极反应的氧化还原过程,是电化学反应中的基本定量定律,其中指明了电荷具有最小单位。后人为了纪念法拉第,特意用他的名字来命名电容的单位,简称“法”。

  
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