重棗
1791年9月22日,邁克爾·法拉第出生在英國(guó)薩里郡紐因頓鎮(zhèn)的一個(gè)窮鐵匠家中。法拉第從小就飽受貧窮和苦難的折磨,然而,現(xiàn)實(shí)生活的百般阻撓并沒(méi)有毀滅掉他對(duì)科學(xué)的無(wú)限熱愛(ài)。許多年后,他作出了電力學(xué)的關(guān)鍵性突破,永遠(yuǎn)改變了人類文明。
愛(ài)讀書(shū)的窮小子
法拉第的家庭非常貧困,全家的生計(jì)都依靠父親打鐵維持。但僅僅幾年后,法拉第的父親積勞成疾,不幸病倒。無(wú)奈之下,全家人只好靠領(lǐng)取救濟(jì)度日,僅僅讀了兩年小學(xué)的法拉第被迫休學(xué)。1804年,13歲的法拉第為了生計(jì),來(lái)到布蘭福德街的一家書(shū)店,成為一名書(shū)店學(xué)徒,學(xué)習(xí)裝訂手藝。
年輕的法拉第求知若渴,工作之余,法拉第主動(dòng)閱讀了書(shū)店里大量的書(shū)籍。其中,既包括《哈姆雷特》《李爾王》這樣的莎士比亞經(jīng)典文學(xué),也包括《大英百科全書(shū)》《化學(xué)漫談》這樣的科學(xué)名著。他一直夢(mèng)想著有一天,可以親身實(shí)踐書(shū)里記錄的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
永不放棄的執(zhí)拗
1810年,法拉第開(kāi)始在哥哥的資助下參加一些學(xué)者的演講。演講內(nèi)容讓法拉第學(xué)習(xí)了物理、化學(xué)、天文、地質(zhì)等方面的基礎(chǔ)知識(shí),也為后來(lái)的研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。
1812年2月,21歲的法拉第參加了戴維教授的講座。被精彩的講座內(nèi)容所震撼的他,立刻寫(xiě)信給當(dāng)時(shí)的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)約瑟福·班克斯爵士,希望能獲得一份皇家學(xué)會(huì)的工作,哪怕在實(shí)驗(yàn)室里洗瓶子也行。然而,心神不寧的法拉第等了整整一個(gè)星期,卻沒(méi)有任何回復(fù)。
執(zhí)拗的法拉第并沒(méi)有放棄。他鼓起勇氣寫(xiě)了第二封信,直接寄送給漢弗萊·戴維,并附上了自己精心整理和裝訂的《漢·戴維爵士演講錄》。
收到書(shū)信的漢弗萊·戴維深感震驚——他沒(méi)有料到,自己總共才4個(gè)多小時(shí)的演講,法拉第竟然記下了386頁(yè)的筆記!所有內(nèi)容一字不落,沒(méi)細(xì)講的也都被補(bǔ)充完整。當(dāng)天晚上,漢弗萊·戴維就給法拉第回信,毫不吝嗇地表達(dá)了自己的欽佩之情——“先生,我愿是你的順從、謙恭的仆人,我很樂(lè)意為你效勞,我希望這是我力所能及的事。”作為一名社會(huì)公認(rèn)的大學(xué)者,漢弗萊·戴維能對(duì)一個(gè)無(wú)名小學(xué)徒如此尊敬,簡(jiǎn)直無(wú)法想象。
對(duì)法拉第來(lái)說(shuō),科學(xué)研究的生涯正式開(kāi)始了。
敲開(kāi)電磁學(xué)的大門(mén)
1813年3月,22歲的法拉第終于進(jìn)入皇家學(xué)院。名義上,法拉第是戴維的助理實(shí)驗(yàn)員,實(shí)際上卻是仆人一樣的助手,包括擦皮鞋、刷大衣什么都干。但是沒(méi)關(guān)系,只要能在實(shí)驗(yàn)室待著,法拉第就心滿意足。1815年,法拉第已經(jīng)被允許進(jìn)行一些獨(dú)立的研究工作。當(dāng)然,受戴維老師的影響,他主攻的方向還是化學(xué)。
1820年,一件改變法拉第以及整個(gè)人類命運(yùn)的事件發(fā)生了。丹麥物理學(xué)家漢斯·克海斯提安·奧斯特偶然發(fā)現(xiàn),當(dāng)他讓導(dǎo)線通電時(shí),旁邊的小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。隨后,奧斯特針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了三個(gè)月的反復(fù)實(shí)驗(yàn),最后通過(guò)名為《論磁針的電流撞擊實(shí)驗(yàn)》的論文,正式向?qū)W術(shù)界宣告發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。
這一發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了整個(gè)物理學(xué)界。大量的物理學(xué)家開(kāi)始參與到電磁學(xué)的研究中,比較著名的就有以其名字為電流單位命名的物理學(xué)家安培。同樣被吸引的,也包括漢弗萊·戴維。
1821年,英國(guó)《哲學(xué)年鑒》的主編邀請(qǐng)戴維撰寫(xiě)一篇文章,評(píng)述奧斯特之后的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)理論的發(fā)展概況,戴維把這一工作交給了法拉第。法拉第在收集資料的過(guò)程中,對(duì)電磁現(xiàn)象產(chǎn)生了極大的熱情,并開(kāi)始轉(zhuǎn)向電磁學(xué)的研究。
人類第一臺(tái)發(fā)電機(jī)
法拉第認(rèn)真地分析了奧斯特的實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和思考,很快就取得了一些研究成果。然而,讓法拉第沒(méi)想到的是,自己正要展開(kāi)更深入的研究時(shí),恩師戴維卻跑出來(lái)阻止。
也許是法拉第的成就超過(guò)了戴維,讓他內(nèi)心深處無(wú)法接受這樣的現(xiàn)實(shí),戴維一改往日對(duì)法拉第的關(guān)愛(ài),還干預(yù)起法拉第的電磁學(xué)研究。因?yàn)樾愿窈脱芯坷砟畈缓停ɡ诤痛骶S多有沖突。戴維還故意指派法拉第去研究一個(gè)和電、磁都無(wú)關(guān)的新項(xiàng)目——光學(xué)玻璃的制法。
直到1829年,戴維去世,法拉第才終于停止了光學(xué)玻璃的實(shí)驗(yàn),回歸電磁學(xué)研究。
重回電磁學(xué)領(lǐng)域,法拉第可謂如魚(yú)得水?;貧w第二年,他就發(fā)現(xiàn)了磁生電的關(guān)鍵在于相對(duì)運(yùn)動(dòng)。1831年,法拉第發(fā)現(xiàn),一個(gè)通電線圈的磁力雖然不能在另一個(gè)線圈中引起電流,但是當(dāng)通電線圈的電流剛接通或中斷的時(shí)候,另一個(gè)線圈中的電流計(jì)指針有微小偏轉(zhuǎn)。
經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn),法拉第證實(shí)了當(dāng)磁作用力發(fā)生變化時(shí),另一個(gè)線圈中就有電流產(chǎn)生。他又設(shè)計(jì)了各種各樣的實(shí)驗(yàn),比如兩個(gè)線圈發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),磁作用力的變化同樣也能產(chǎn)生電流。就這樣,法拉第提出了電磁感應(yīng)定律。
同年10月28日,基于自己的理論研究,法拉第發(fā)明了劃時(shí)代的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)。這是人類第一次發(fā)明發(fā)電機(jī)。
科學(xué)有多“簡(jiǎn)單”
此后的法拉第,進(jìn)入了科學(xué)研究成果的高產(chǎn)期。
小猜想:假如法拉第沒(méi)有發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理,那么……
1.發(fā)電,得換個(gè)別的方法吧!沒(méi)錯(cuò),小到汽車應(yīng)用,大到三峽發(fā)電站……各種發(fā)電機(jī)都是電磁感應(yīng)原理最基本的應(yīng)用。
2.特斯拉不用跟愛(ài)迪生打架了。交流電力變壓器同樣是以電→磁→電的過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。
3.想與遠(yuǎn)方的親人聯(lián)系,寫(xiě)信吧。各種無(wú)線電信號(hào)設(shè)備,也是電磁感應(yīng)的一種形式。
4.跟一切電器說(shuō)拜拜。電磁爐、微波爐、手機(jī)、抽油煙機(jī)……隨處可見(jiàn)的設(shè)備也是應(yīng)用了電磁感應(yīng)的原理。
與命運(yùn)斗爭(zhēng)的一生
盡管法拉第取得了舉世矚目的成就,但他一直為一個(gè)數(shù)學(xué)公式耿耿于懷。因?yàn)樾r(shí)候沒(méi)受過(guò)正統(tǒng)教育,所以法拉第的數(shù)學(xué)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)?zāi)芰δ敲磸?qiáng),導(dǎo)致他無(wú)法給出電磁理論精確的數(shù)學(xué)方程。直到1865年,另一位偉大的科學(xué)家麥克斯韋接過(guò)他的衣缽,用完美的數(shù)學(xué)公式證明了他電磁理論的猜想,才算彌補(bǔ)了法拉第的遺憾。
1867年,邁克爾·法拉第與世長(zhǎng)辭,享年76歲。
縱觀法拉第的一生,他都在和自己的坎坷命運(yùn)做斗爭(zhēng)。年輕時(shí),他憑借個(gè)人的努力,實(shí)現(xiàn)了命運(yùn)的逆襲,成功投入科學(xué)事業(yè);中年時(shí),面對(duì)恩師的打壓,他忍辱負(fù)重,不怨不艾;取得成就之后,法拉第并沒(méi)有沉迷于名利,他始終牢記父親的教誨,保持謙虛和低調(diào),做一個(gè)正直的學(xué)者。
這就是邁克爾·法拉第,以一己之力將人類帶入電氣時(shí)代的偉大科學(xué)家!
在書(shū)店工作期間,法拉第連續(xù)參加了塔特姆十幾次關(guān)于自然哲學(xué)的通俗演講。每次演講結(jié)束后,法拉第都會(huì)重新謄抄筆記,并畫(huà)下儀器設(shè)備圖。這份勤奮也為后來(lái)結(jié)交科學(xué)家漢弗萊·戴維教授埋下伏筆。
戴維去世后,法拉第并沒(méi)有懷恨在心,他摒棄恩怨,拿出了本就不多的積蓄給提攜自己的恩師修建了陵墓和紀(jì)念館。
法拉第之所以走上科學(xué)道路,起因就在于少年時(shí)聽(tīng)到了科學(xué)家們的演講,在他有能力之后他當(dāng)然要回饋社會(huì),在擔(dān)任皇家研究所實(shí)驗(yàn)室主任后,他就發(fā)起了星期五晚間討論會(huì)和圣誕節(jié)少年科學(xué)講座,并堅(jiān)持了19年之久。