按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页,按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页,按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部!
————未阅读完?加入书签已便下次继续阅读!
展,因此有人把这一发明与滑铁卢大败拿破仑并列为 1815年英国的两大胜
利。
法拉第还参加了由一群热情的青年组织的伦敦市哲学会,他常在会上讲
演化学与物理。于是早先性格沉默、不敢在大庭广众下说话的他,练就了过
硬的演讲本领,能十分自如地在众目睽睽之下慷慨陈词了。此时,他所撰写
的一些研究论文也开始纷纷发表。
学习、实验、讲演、写文章,构成了法拉第生活的全部内容。就这样,
时光一年年地过去了,他虽然已经快30岁了,可还是孑然一人。除了回家看
望母亲和参加哲学会的聚会外,他几乎哪儿也不去,过着极为简朴的生活。
就在这时,一位名叫萨拉的姑娘冲进了他原先宁静的生活圈子,在他的
心灵湖面上激起了涟漪。萨拉是一位性格开朗、温文尔雅、聪颖贤惠的好姑
娘,她没有许多青年女子常有的虚荣心和对金钱的贪欲。法拉第正是爱上了
… Page 8…
她这一特点。
1821年6月12日,法拉第和萨拉结婚了。在以后将近50年的共同生活
中,他们互敬互爱,真挚的爱情火焰始终熊熊燃烧。在法拉第取得成功之时,
她和丈夫共同分享喜悦;当法拉第失败之后,她更分担丈夫的痛苦与不安。
她平平淡淡,不慕虚荣,终生与法拉第一起过着清贫而自足的生活。正因为
有她为法拉第的事业付出了自己全部的心血与爱心,也就在很大程度上推动
了法拉第向科学高峰迈进的步伐。所以当今天我们称颂法拉第的巨大成就
时,萨拉的名字也是不应遗忘的。
四、成就与风波
这一时期,整个欧洲科学界的研究焦点是电和磁的关系。
从人类茹毛饮血的祖先开始,就对天上的闪电和雷鸣感到无限恐惧。后
来,有人发现了静电现象,知道电有两种:正电和负电。1793年,意大利学
者伏打发明了能够产生持续电流的伏打电池。从此,电学从静电的领域进入
了流电的领域,研究电流各种效应的流电学大踏步前进了。
流电学所取得的第一个伟大成就,是电解,科学家们运用电解化合物的
手段,发现了多种新的化学元素。
流电学所取得的第二个伟大成就是发现了电流和磁的相互关系。
通过几个世纪的研究,科学家们在思索:电有正负极,磁也有正负极,
那么电和磁之间到底有没有联系呢?许多科学家对此进行了研究,但都没有
得到准确的研究成果,这个问题悬而未决,直到 1820年才得到了初步的解
决。就在这一年,丹麦哥本哈根大学奥斯特教授经过几年的反复研究,向科
学界公布了电流的磁效应:在通电流的导线周围磁针产生偏转现象。这一下,
轰动了整个科学界,英国也不例外。电流对磁能产生作用,这是毫无疑问的
了,那么它们之间的相互关系到底是怎么样呢?各国科学家都朝着这个方向
而努力。不久,法国科学家比奥和萨伐尔,确立了电流对磁极作用的定量规
律,他们的结果后被称为比奥—萨伐尔定律。法国科学家安培还建立了电流
与电流间规律的安培定律。
戴维此时已经是英国皇家学会的会长。他也在研究电流和磁的相互关
系,并取得了一些进展,但比起法国同行来就逊色多了。而且,他已经把自
己的很大一部分精力投向了贵族社会的时髦享受与交际应酬。他没有想到,
电磁学的下一步进展,就要由他的助手法拉第来完成了。
1821年4月,英国另外一位与戴维齐名的著名科学家华拉斯顿来找戴
维。他认为:既然通电的导线能使磁针发生偏转,那么如果在两个金块中间
夹一根直导线,通上电流,然后拿一根磁棒移近导线,那么导线就会绕着自
己的轴转起来。说完后,他就在戴维的实验室里进行了实验,但反复试验后
并没有出现华拉斯顿预期的结果。于是他放弃了试验。当法拉第听他们讨论
这一实验后,凭着自己的实际经验认为:这实验是有可能成功的,因此他开
始着手做此实验。经历了多次失败后,在分析原因时,他意识到了:导线应
该是绕着磁铁公转,而不是像华拉斯顿所认为的自转。
有了这个想法后,法拉第设计了新的试验用具,开始了新的实验。由于
他的不懈努力与实际能力,1821年9月3日,他终于看到了他所想象的一幕:
导线绕磁铁自行旋转起来 (见图1)。“它转动了!成功了!”法拉第兴奋
地围着实验台大喊大叫。经过多次重复的实验,都出现了相同的结果。这时,
… Page 9…
法拉第有一种预感:他所作的电磁转动实验,是一个很重要的结果。因为无
论是奥斯特还是安培,他们只是证明了磁力的存在,而现在他却证实了这种
磁力能使通电导线不停地转动。这应该是电磁学的一个突破。于是,他写了
一篇实验报告寄给了《科学季刊》。10月号的《科学季刊》,马上刊登了法
拉第的这一重要的新发现。
然而,法拉第没有想到的事发生了。有人说他的研究成果是“剽窃”的,
这一研究成果本应属于华拉斯顿。起初,法拉第认为:这是误会,于是他向
人们解释他与华拉斯顿两人实验的不同,但许多人还是不以为然,以为法拉
第如同窃贼一样把华拉斯顿即将到手的科研成果窃取到自己的名下。这种蛮
不讲理的指责使法拉第十分痛苦。这是有生以来的第一次,他的荣誉、他的
人格受到了贬损和玷污。
这时,法拉第与戴维的关系也出现了裂痕。本来,华拉斯顿对别人传言
法拉第“剽窃”自己的“成果”,心里很清楚到底是怎么一回事,也就不以
为然。但戴维却觉得心里有气,他认为:关于电磁转动,是华拉斯顿根据自
己的理论提出来的。华拉斯顿亲自设计并且动手实验,他戴维也参加了实验。
虽说当时功亏一篑,但只要再努一把力,他们就一定会成功的;然而半路杀
出一个法拉第,把自己垂手可得的果实“抢”走了。更让他生气的是,欧洲
大陆上那些科学杂志,马上翻译登载了法拉第的论文,并且对法拉第大加称
颂,什么“科学界的新星”啦,“巧妙无比的实验”啦,这些赞词让戴维极
为不满。戴维嫉妒了。老师嫉妒学生、提拔者嫉妒被提拔者、大人物嫉妒小
人物,这是因为后者超越了前者。
戴维开始有意地压制法拉第了。不久,法拉第写了一篇关于氯气液化新
发现的论文。按照当时的习惯,助手的研究报告和论文要经过有关的教授审
阅;再加上有上次事件的教训,法拉第把自己的论文呈请戴维过目。戴维看
过后,在论文开头加了一段开场白,强调他本人是这次研究工作的发起人;
在结尾还注解这次新发现的结果是他早就设想过的。法拉第对此举感到气
愤,但也无可奈何,因为戴维毕竟是他的恩人和老师。然而,法拉第也意识
到了戴维在嫉妒他,有意压制自己。戴维在法拉第心目中的偶像地位也就因
此而逐渐动摇了。
接着发生了一件更触目惊心的事情。
1823年,由于法拉第在化学、物理研究方面的新发现,他被提名为皇家
学会会员候选人。按照传统的选举新会员的规定,候选人能否最终入选,需
要得到大多数正式会员的同意。此时,华拉斯顿教授已经声明过:那些所谓
法拉第“剽窃”他的实验成果的传闻,纯系乌有,成果是属于法拉第自己的;
他首先表示同意法拉第入选,另外大多数的学会成员也对法拉第入会表示了
认可。只有一个人表示了反对意见,这就是戴维。他说法拉第现在入选皇家
学会还早了点,还需要再锻炼一段时间。所以,他私下要法拉第自己退出候
选人的选举,法拉第表示拒绝。接着他又以皇家学会会长的身份要求提名支
持法拉第当选的会员们撤消他们的提议,也没有成功。
戴维成了孤家寡人,最终没能够取消法拉第的候选人资格。他只能采取
拖延选举日期的办法,拖了半年,直到1824年1月才举行选举。皇家学会会
员的选举是无记名投票,但是这一次大家都很清楚,是谁投了反对票。
进入了英国皇家学会的法拉第,在科学研究的道路上更是如鱼得水,不
断取得新的成就。1825年,法拉第升任皇家实验室总监。1829年,他被晋升
… Page 10…
为教授。此时,他38岁。
法拉第从一个订书工匠,通过自己的努力与才智,终于一步一阶地跃升
到最高科学尊位。
五、转磁为电和电磁感应定律
在证明了电可以转化为磁后,许多科学家放慢了前进的脚步。但迈克
尔·法拉第却在想一个新问题:“既然电可以产生磁,那么反过来,磁能否
产生电呢?”“如果能够转磁为电,那么人类将得到一种新的、源源不断的
能源。”
“必须转磁为电。”这是1822年法拉第在自己工作日志上写下的目标。
日复一日,年复一年,法拉第不断地进行着各种试验。他的口袋里装满
了磁铁、导线和线圈。他坚信:电流产生磁场是一种感应,那么就一定会有
磁转为电的反感应。
金属导线一通电流就产生了磁场,绕有导线的铁块一通电流就成为电磁
铁。那么,怎样通过磁铁使导线中产生出电流来呢?他把磁铁静置于由铜丝
绕成的线圈中,没有电流产生;将一根通电导线与磁铁挨近线圈,也没有电
流产生……在几年的试验中,法拉第使用过各种形状的磁铁,变换了磁铁与
导线或线圈的各种相对位置,进行了多次试验。但所有的方法都没能使导线
中产生电流。
失败一个接一个,挫折与失望不断袭击着他。每次实验前希望获得成功
的愿望,都在无情的实验结果面前破灭了。然而,失败并没有动摇法拉第的
决心,时间的延续也没能磨灭他转磁为电的坚定信念。他承受着失败带来的
苦痛,继续坚持试验,每次都进行仔细观察,不断总结失败的教训及其原因。
就这样,十年的时光过去了。
历史记下了1831年10月17日这个不平凡的日子。这一天,法拉第像往
常一样进行着实验。这次,他准备了一根22厘米长、2。2厘米粗的磁铁棒,
另外又把67米长的铜丝绕在一个导线圈上,在铜丝的末端接着一个电流测量
表。 (见图2)
实验时,法拉第将磁棒一端接近线圈,这时电流测量表的指针如同以前
实验时显示的那样,一点没动。他使磁棒与线圈平行,但指针还是没有反应。
这时,法拉第猛地把磁棒插入线圈,突然,他朝思暮想的现象出现了——电