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第七十八章 傑出的實驗天才——法拉第
邁克爾·法拉第（1791—1867）是著名的物理學家、化學家和物理化學家。發現電磁感應現象、電解定律和光與磁的基本關係，創立現代電磁場的基本觀念。為人類進入電氣化時代做出了傑出的貢獻。
法拉第出身於英國倫敦南薩裏郡的紐英頓一個鐵匠家庭。他5歲時，家搬到了倫敦曼徹斯特廣場附近的一條小巷裏。他的父親是個窮鐵匠，身體有病幹不了活，全家的生活常常靠慈善機關的救濟來勉強維持，有時一個星期他隻能吃到一個麵包。所以法拉第一生中幾乎沒有受過什麽正規教育。
法拉第12歲時，到一個名叫裏波所經營的書店裏當了報童。一年後，裏波正式收他當裝訂學徒工。法拉第幹活非常認真，在很短的時間裏就學會了裝訂書籍的手藝。工作之餘他利用所有的時間去拚命讀書，有如巨大的海綿一樣在知識的海洋中貪婪地吸吮著。書是人類知識的寶庫，法拉第正是通過勤奮讀書才走上了他的科學之路的。當他在讀《大英百科全書》和瑪西特夫人的《化學漫談》時，不僅被書裏講的電現象和那些化學實驗深深地吸引住，還照著書上的實驗方法一個一個地去試著做。
1810年初，法拉第在街上看到了一張塔特姆先生舉辦的“自然哲學講演”公告，為了能聽到塔特姆的報告和表演，他四處求助，終於如願以償。在近兩年的時間裏，他聽了塔特姆先生十幾次講演。他把聽講記錄經過精心的整理，並裝訂成書，使得來此裝訂書的皇家學院的亞當斯先生看後感到驚訝，遂送了他幾張皇家學院由戴維主講的演講會的票。法拉第聽了後，深受感動，他決心去尋找自己的科學道路。在戴維的幫助下，他如願到了皇家學院工作。法拉第在皇家學院工作非常勤奮，並很快就掌握了實驗技術，成為英國化學家戴維的得力助手。戴維一生中有過許多重大發現，但就像他後來所說：“我一生中最偉大的發現，是法拉第。”
1813年10月至1815年3月，法拉第跟隨戴維途經法國、意大利、瑞士等地，有機會會見了當時許多知名的科學家和參觀了他們的實驗室，使他的眼界大開，他把這次旅行看作是一所“社會大學”。
1815年，法拉第回到英國，開始獨立進行科學研究，顯露出了驚人的才幹，成果累累。1816年，他首次在《科學季刊》上發表了他的第一篇科學論文《多斯加尼本生石灰的分析》。1817年至1818年，他發表了17篇化學分析方麵的論文。其論文涉及的麵很廣，如安息香酸性質和棕櫚酸成分分析等。1820年，他把化學分析用於社會和生活方麵。1821年，法拉第任皇家學院實驗室總監和代理實驗室主任，並開始進行電和磁的研究。
1821年4月的一天，戴維的朋友沃拉斯頓教授來到實驗室，要求戴維幫助做一個實驗，即在兩個金屬碗中間夾一根通電導線，再拿一根磁棒移近導線，導線就會繞著自己的軸旋轉起來。但他們試了幾次都失敗了。沃拉斯頓請法拉第想辦法減少導線與金屬碗之間的摩擦，也未做成。後來，法拉第通過反複的實驗和思考，並仔細地考察了沃拉斯頓的實驗，認識到通電導線在磁場作用下不可能發生“自轉”。假如使磁體固定，則通電導體可能會繞磁體“公轉”；假如導線固定，則磁體可能會繞導線轉動。這樣，他製作了一個“電磁旋轉器”，並獲得成功。他於1821年10月21日發表了他的第一篇電磁學論文《論某些新的電磁運動兼磁學理論》，總結了他的這一發現。
法拉第在實現了電流使磁體的轉動後，他聯係到磁鐵可以使鐵塊感應帶磁，靜電可以使導體感應帶電，電流能產生磁等現象進行了反複考慮後，於1822年在他自己的日記中寫下了一個嶄新的研究課題：“把磁轉變成電”。但是由於他要做的研究太多，沒有能集中全部精力來研究這個課題。1823年他研究並發現光偏振麵的磁場中的旋轉，即磁致旋光效應。1824年，他被選為皇家學會會員。1825年他接替戴維任英國皇家學會實驗室主任。
1813年法拉第在10天之中進行了一係列的實驗，令人信服地證實了電磁感應現象，即磁場強度的變化會感生電流。法拉第在這些實驗的基礎上設計了一套裝置，將銅盤在大的永久磁極間旋轉，把盤的軸心和邊緣接上導線就引出電流，這就成功地製造出了世界上第一台發電機。電磁感應現象的發現，在電學發展史上是一劃時代的發現，它預示著人類即將進入電氣化的時代。為闡述這些帶根本性的發現，他先後提出了磁力線和電力線概念，以彌補他的數學知識的不足。法拉第的力線及其相互關係的概念極為重要，後來麥克斯韋在此基礎上推導出一組方程，成為現代電磁理論的基礎。法拉第的另一重要發現是就電解質的作用創立了相對電容率（即電解常數）的概念，後來電容的單位法拉就是以他的姓氏命名。除此之外，法拉第還證明五種不同形式的電，如摩擦電、伽伐尼電、伏打電、感應電及溫差電，其本質都是一樣的。此外，1833年到1834年他還得出電解的基本定率即法拉第電解定律；1834年發現了自感現象；1845年發現了磁光效應，同年又發現了物質的抗磁性；1851年他發表了《論磁力線》的論文，文中用磁力線的概念成功地描述了電磁感應定律。總之，他創造出許多至今仍被普遍采用的電學術語。
法拉第是世界上最傑出的實驗天才，他一生致力於科學研究事業，從不圖虛榮。他把成名後世界各國贈給他的所有榮譽狀和獎章都收藏起來，連最親近的朋友都沒有給看過，他說：“我從來沒有為追求這些榮譽而工作。”
1867年8月25日，法拉第在他的坐椅上安安靜靜地去世了。他為科學事業貢獻了他的畢生精力。遵照他生前的遺言，參加葬禮的隻有他家裏的幾個親人，他被安葬在海格特公墓。墓碑上也隻刻著三行字：
邁克爾·法拉第
生於一七九一年九月二十二日
歿於一八六七年八月二十五日
法拉第的一生之所以能對科學做出如此巨大的貢獻，除了他堅信各種物理現象之間存在有待發現的基本關係，不顧多次失敗，堅持實驗的刻苦執著和富於創造的精神，更重要的是他具有唯物主義的物理觀和辯證法的思想。正如他自己曾說過：“自然哲學家應當是這樣一種人：他願意傾聽每一種意見，卻下決心要自己作出判斷。他應當不被表麵現象所迷惑，不對每一種假設有偏愛，不屬於任何學派，在學術上不盲從大師。他應該重事不重人，真理應當是他的首要目標。如果有了這些品質，再加上勤勉，那麽他確實可以有希望走進自然的聖殿。”這正是法拉第為科學事業做出巨大貢獻的真實寫照。
法拉第出身於英國倫敦南薩裏郡的紐英頓一個鐵匠家庭。他5歲時，家搬到了倫敦曼徹斯特廣場附近的一條小巷裏。他的父親是個窮鐵匠，身體有病幹不了活，全家的生活常常靠慈善機關的救濟來勉強維持，有時一個星期他隻能吃到一個麵包。所以法拉第一生中幾乎沒有受過什麽正規教育。
法拉第12歲時，到一個名叫裏波所經營的書店裏當了報童。一年後，裏波正式收他當裝訂學徒工。法拉第幹活非常認真，在很短的時間裏就學會了裝訂書籍的手藝。工作之餘他利用所有的時間去拚命讀書，有如巨大的海綿一樣在知識的海洋中貪婪地吸吮著。書是人類知識的寶庫，法拉第正是通過勤奮讀書才走上了他的科學之路的。當他在讀《大英百科全書》和瑪西特夫人的《化學漫談》時，不僅被書裏講的電現象和那些化學實驗深深地吸引住，還照著書上的實驗方法一個一個地去試著做。
1810年初，法拉第在街上看到了一張塔特姆先生舉辦的“自然哲學講演”公告，為了能聽到塔特姆的報告和表演，他四處求助，終於如願以償。在近兩年的時間裏，他聽了塔特姆先生十幾次講演。他把聽講記錄經過精心的整理，並裝訂成書，使得來此裝訂書的皇家學院的亞當斯先生看後感到驚訝，遂送了他幾張皇家學院由戴維主講的演講會的票。法拉第聽了後，深受感動，他決心去尋找自己的科學道路。在戴維的幫助下，他如願到了皇家學院工作。法拉第在皇家學院工作非常勤奮，並很快就掌握了實驗技術，成為英國化學家戴維的得力助手。戴維一生中有過許多重大發現，但就像他後來所說：“我一生中最偉大的發現，是法拉第。”
1813年10月至1815年3月，法拉第跟隨戴維途經法國、意大利、瑞士等地，有機會會見了當時許多知名的科學家和參觀了他們的實驗室，使他的眼界大開，他把這次旅行看作是一所“社會大學”。
1815年，法拉第回到英國，開始獨立進行科學研究，顯露出了驚人的才幹，成果累累。1816年，他首次在《科學季刊》上發表了他的第一篇科學論文《多斯加尼本生石灰的分析》。1817年至1818年，他發表了17篇化學分析方麵的論文。其論文涉及的麵很廣，如安息香酸性質和棕櫚酸成分分析等。1820年，他把化學分析用於社會和生活方麵。1821年，法拉第任皇家學院實驗室總監和代理實驗室主任，並開始進行電和磁的研究。
1821年4月的一天，戴維的朋友沃拉斯頓教授來到實驗室，要求戴維幫助做一個實驗，即在兩個金屬碗中間夾一根通電導線，再拿一根磁棒移近導線，導線就會繞著自己的軸旋轉起來。但他們試了幾次都失敗了。沃拉斯頓請法拉第想辦法減少導線與金屬碗之間的摩擦，也未做成。後來，法拉第通過反複的實驗和思考，並仔細地考察了沃拉斯頓的實驗，認識到通電導線在磁場作用下不可能發生“自轉”。假如使磁體固定，則通電導體可能會繞磁體“公轉”；假如導線固定，則磁體可能會繞導線轉動。這樣，他製作了一個“電磁旋轉器”，並獲得成功。他於1821年10月21日發表了他的第一篇電磁學論文《論某些新的電磁運動兼磁學理論》，總結了他的這一發現。
法拉第在實現了電流使磁體的轉動後，他聯係到磁鐵可以使鐵塊感應帶磁，靜電可以使導體感應帶電，電流能產生磁等現象進行了反複考慮後，於1822年在他自己的日記中寫下了一個嶄新的研究課題：“把磁轉變成電”。但是由於他要做的研究太多，沒有能集中全部精力來研究這個課題。1823年他研究並發現光偏振麵的磁場中的旋轉，即磁致旋光效應。1824年，他被選為皇家學會會員。1825年他接替戴維任英國皇家學會實驗室主任。
1813年法拉第在10天之中進行了一係列的實驗，令人信服地證實了電磁感應現象，即磁場強度的變化會感生電流。法拉第在這些實驗的基礎上設計了一套裝置，將銅盤在大的永久磁極間旋轉，把盤的軸心和邊緣接上導線就引出電流，這就成功地製造出了世界上第一台發電機。電磁感應現象的發現，在電學發展史上是一劃時代的發現，它預示著人類即將進入電氣化的時代。為闡述這些帶根本性的發現，他先後提出了磁力線和電力線概念，以彌補他的數學知識的不足。法拉第的力線及其相互關係的概念極為重要，後來麥克斯韋在此基礎上推導出一組方程，成為現代電磁理論的基礎。法拉第的另一重要發現是就電解質的作用創立了相對電容率（即電解常數）的概念，後來電容的單位法拉就是以他的姓氏命名。除此之外，法拉第還證明五種不同形式的電，如摩擦電、伽伐尼電、伏打電、感應電及溫差電，其本質都是一樣的。此外，1833年到1834年他還得出電解的基本定率即法拉第電解定律；1834年發現了自感現象；1845年發現了磁光效應，同年又發現了物質的抗磁性；1851年他發表了《論磁力線》的論文，文中用磁力線的概念成功地描述了電磁感應定律。總之，他創造出許多至今仍被普遍采用的電學術語。
法拉第是世界上最傑出的實驗天才，他一生致力於科學研究事業，從不圖虛榮。他把成名後世界各國贈給他的所有榮譽狀和獎章都收藏起來，連最親近的朋友都沒有給看過，他說：“我從來沒有為追求這些榮譽而工作。”
1867年8月25日，法拉第在他的坐椅上安安靜靜地去世了。他為科學事業貢獻了他的畢生精力。遵照他生前的遺言，參加葬禮的隻有他家裏的幾個親人，他被安葬在海格特公墓。墓碑上也隻刻著三行字：
邁克爾·法拉第
生於一七九一年九月二十二日
歿於一八六七年八月二十五日
法拉第的一生之所以能對科學做出如此巨大的貢獻，除了他堅信各種物理現象之間存在有待發現的基本關係，不顧多次失敗，堅持實驗的刻苦執著和富於創造的精神，更重要的是他具有唯物主義的物理觀和辯證法的思想。正如他自己曾說過：“自然哲學家應當是這樣一種人：他願意傾聽每一種意見，卻下決心要自己作出判斷。他應當不被表麵現象所迷惑，不對每一種假設有偏愛，不屬於任何學派，在學術上不盲從大師。他應該重事不重人，真理應當是他的首要目標。如果有了這些品質，再加上勤勉，那麽他確實可以有希望走進自然的聖殿。”這正是法拉第為科學事業做出巨大貢獻的真實寫照。
