19世纪最伟大的实验科学家是法拉第。

1803年,12岁的法拉第得到了一个意外的机会:有一位当斯先生在皇家研究所工作,他送给法拉第一张票。

法拉第很奇怪:送给我票干什么呢?当时的法拉第是无名之辈,也不是大学生,而是一名小小的装订工。

但由于他在1804年进印刷场当童工和学徒之后,经常忍不住经他手装订的书,并在业余时间经常看这些新书。所以,虽然他刚刚认完字后就没能上学,但他竟然利用这样的机会学到了不少科学知识。

他还利用业余时间做了化学实验并装配了发电机。

当斯先生见到法拉第如此勤奋好学时,就送给了法拉第一张票,这是大化学家戴维的科学讲座门票。

法拉第高兴极了,拿着纸与笔去听讲座。戴维的系列演讲共有4次,法拉第认真听讲并做了很详细的笔记。

他高兴地发现,从来没有上过学的他,竟然全部都听懂了。

法拉第1791年9月22日生于伦敦市郊的贫民区。他的父亲有10个孩子,靠做铁匠活养家糊口,所以,小法拉第只学会认字之后便再也没有上学。他一切靠自学奋斗。

戴维的讲座使法拉第对科学研究充满热爱和憧憬。

1812年12月,法拉第满怀希望地寻求帮助。他把自己从头到尾听到的戴维演讲的内容记录整理好,命名为《汉弗莱·戴维在皇家研究院4次化学哲学讲演的记录稿》。

然后,法拉第将笔记寄给了戴维教授,请他审阅。信中,法拉第诚恳地请求戴维给他一个助手的工作。

戴维其实对奖掖后学不感兴趣,在他身上没有谦虚的品质和吸纳的胸怀。他并不想与法拉第有多少联系,出于礼貌,他回了一封信,对法拉第好学的精神表示赞扬,而没有真正给予法拉第什么帮助。

后来,戴维与一位助手发生了矛盾,助手被戴维解聘了,他想到了法拉第的多次请求,于是写信对法拉第说,实验室里有一个工作,不过很艰苦,是洗刷瓶子,工资比法拉第做装订工还要低。但是他毫不犹豫地答应了,愉快地开始上班。

1813年,法拉第成为戴维的正式助手。应该说,戴维是被法拉第的勤劳、聪明、谦虚的优秀品质打动了。在皇家学院里保存的会议文件记载了这样的话语:

“迈科尔·法拉第,22岁。根据戴维爵士的观察,这个人能够胜任工作。他的习惯十分好,上进心强,举止和蔼严谨,聪明好学。”

1813年的秋天,法拉第随从戴维夫妇出访欧洲。他们在法国、意大利、瑞士等国同很多科学家交流,并且做了部分研究工作,这使法拉第得到正规的科学训练并且终身受益。

在出巡访问期间,戴维居高自傲,把法拉第以仆人身份看待,法拉第感激戴维的帮助,善良的他并不在意。

在学术访问中,法拉第见到很多著名的科学家,如伏打电池的发明者伏打。

1815年,法拉第与戴维一起,发明了矿工头上戴着的照明用具——矿工探灯。

1816年,法拉第发表了第一篇论文,成为一名有成绩的研究者。

法拉第在戴维处见到了奥斯特的来信,信中说明了电流的磁效应。于是,在戴维的指导和帮助下,法拉第的第一篇有关电磁学方面的论文诞生了。这为法拉第进入电磁学研究领域开启了大门。

1825年,法拉第在电化学方面取得了开创性的成果。他最先使用“电解”、“电极”、“阳极”、“阴极”等词。

法拉第在实验方面具有极高的天才,他没受过正规教育,因此其数学能力十分欠缺,但是他对实验的理解和洞察却是无与伦比的。

有一个例子可以说明。

1821年,英国化学家沃拉斯顿来到戴维的实验室。他有一个想法,告诉了戴维,二人共同设计了一个实验。

他认为,如果在磁石附近恰当的位置放上一条导线,导线通电后,就会发生转动。

他们二人设计了实验,但是却没有发生预想的结果。这却启发了法拉第。后来,法拉第成功地使小磁针在通电导线周围飞速旋转,电生磁的现象发生了。

法拉第相信,电与磁是可以相互转化的。

他开始寻找磁生电的实验。

在日记中,法拉第记下了“磁能转化为电”这一光辉的思想。他坚定不移地相信这一点,最后表明,他的物理推断力是极其惊人的。

法拉第把线圈和电流计连接好,把磁铁插入线圈或从线圈中拔出,之后去观察电流计,结果什么现象也没能发生。

其实,已经发生了电磁感应现象,不过法拉第没有想到电磁感应现象竟然是一种瞬间的过程。受奥斯特实验影响,法拉第认为电磁感应现象应该是一种稳定效应,结果法拉第屡次失败。

10年过去了。

1831年10月17日,法拉第在一个长筒外面绕上导线,将导线的两端连接上灵敏的电流表。然后用磁棒在线圈中插拔。突然,一瞬间,电流表的指针晃了一下,电流计发生了偏转!

法拉第高兴之余,一共做了几十个类似的实验,终于认识到电磁感应现象原来是一种很短暂的现象。

1831年,法拉第发表了论文,指出变化的磁场产生电流,这是一个划时代的发现。

法拉第从失败中认识到关键在于运动。一定要使磁线与线圈有相对运动。

为了解释电磁感应现象,法拉第于1837年提出了电场和磁场的概念。他认为电荷、磁体或电流在周围空间能够产生一种特殊的物质,即电场或磁场。电作用或磁作用正是通过场发生作用的,它们隔着其他物体也可能发生。

法拉第提出“力线”概念。这是法拉第电磁理论的核心思想。正是力线概念的提出,使得许多电磁现象的定性解释变得十分简单。

法拉第设计了世界上第一部感应发电机,第一个发现了电解定律,第一次发现真空放电现象中的“阴极暗区”,第一回谈到磁力线与电磁场。

是他,开创了电磁学研究的新时代。

1838年,人们发现早在6年以前法拉第就认识到:“磁力从磁极出发的传播类似于起水面波纹的振动或者空气粒子的声振动。也就是说,振动理论应用于磁现象,就像对声音所作的那样,而且这也是光现象最可能的解释。”

法拉第预言了电磁波的存在。

1845年,法拉第提出光的本性是电力线和磁力线的振动。

这鼓舞了麦克斯韦等人,从而发展为光的电磁说。

法拉第为人十分宽容。在他做出很大贡献时,戴维逐渐妒忌起来,在法拉第当选皇家会员时,只有戴维投了反对票。但是法拉第不忘戴维的培养和教导,在公开的场合和私下的交往中从不讳认,而且对戴维总是很感激。

法拉第对金钱和名誉看得很淡,他崇尚科学。一直到晚年,法拉第坚持作实验记录,并且开设讲座,希望大家具备科学精神。

法拉第拒绝了封授爵位,也拒绝了当选皇家学会会长。英俄战争时,政府请他研制毒气在战场上的运用,法拉第断然拒绝。

法拉第于1867年8月25日在伦敦逝世。

他那平凡的墓碑只有名字和生卒年,以标志他这位人类普通一员存在于世界的时间。

平凡的墓碑后却是一个伟大的灵魂。

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