登陆注册
28665100000001

第1章 自我介绍(1)

我是迈克尔·法拉第(Michael Faraday),于1791年9月22日生于伦敦附近的纽因格顿,父亲是铁匠。由于家境贫苦,我只在7岁到9岁读过三年小学。12岁当报童,13岁在一家书店当了装订书的学徒。我喜欢读书,并利用在书店的条件,读了许多科学书籍,并动手做了一些简单的化学实验。

1812年秋,我有机会听了著名化学家戴维的四次讲演,激起对科学研究的极大兴趣。我把戴维的讲演精心整理并附上插图后寄给戴维,希望戴维帮助我实现科学研究的愿望。1813年3月,后来戴维推荐我到皇家研究院实验室作他的助理实验员。1813年10月,我跟随戴维到盖·吕萨克欧洲大陆进行学术考察18个月。在这期间我有幸参观了各国科学家的实验室,结交了安培、盖·吕萨克等著名科学家,了解了他们的科学研究方法。回到英国后,我就开始了独立的研究工作,并于1816年发表了第一篇化学论文,以后又接连发表了几篇。

1820年奥斯特发现电流的磁效应,受到科学界的关注,促进了科学的发展。1821年英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章,评述奥斯特发现电流磁效应以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了我。我在收集资料的过程中,对电磁现象的研究产生了极大的热情,并开始转向电磁学的研究。我仔细地分析了电流的磁效应等现象,认为既然电流能产生磁,磁能否产生电呢?

1822年我在日记中写下了自己的思想:“磁能转化成电”。我在这方面进行了系统的研究。起初,我试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流,做了大量的实验,都失败了。经过历时十年的失败、再试验,直到1831年8月29日才取得成功。我接连又做了几十个这类实验。1831年11月24日的论文中,我把产生感应电流的情况概括成五类:变化着的电流;变化着的磁场;运动的恒定电流;运动的磁场;在磁场中运动的导体。我认为:感应电流与原电流的变化有关,而不是与原电流本身有关。我将这一现象与导体上的静电感应类比,把它取名为“电磁感应”。为了解释电磁感应现象,我曾提出过“电张力”的概念。后来在考虑了电磁感应的各种情况后,认为可以把感应电流的产生归因于导体“切割磁力线”。在电磁感应现象发现20年后,直到1851年才得出了电磁感应定律。

1833年到1834年,我从实验中得出了电解定律,这是电荷不连续性的最早的有力证据。

我的另一贡献是提出了场的概念。我反对超距作用的说法,设想带电体、磁体周围空间存在一种物质,起到传递电、磁力的作用,我把这种物质称为电场、磁场。1852年,我引入了电力线(即电场线)、磁力线(即磁感线)的概念,并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线形状。场的概念和力线的模型,对当时的传统观念是一个重大的突破。

我从近距作用的物理图景出发,还预见了电、磁作用传播的波动性和它们传播的非瞬时性。我在1832年3月12日写给英国皇家学会的一封密封信中,信封上写着“现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点”,这封信直到1938年才启封公布,信中我说明了自己的上述新观点。

我把自己做过的实验整理成《电学实验研究》一书,书中收集了3000多个条目,详细记述了我做过的实验和结论,是一本珍贵的科学文献。

我是靠自学成才的科学家,在科学的征途上辛勤奋斗半个多世纪,不求名利。1825年,我参与冶炼不锈钢材和折光性能良好的重冕玻璃工作,不少公司和厂家出重金聘请我为他们的技术顾问。面对15万镑的财富和没有报酬的学问,我选择了后者。1851年,我被一致推选为英国皇家学会会长,我也坚决推辞掉了这个职务。把全身心献给了科学研究事业的我,终生过着清贫的日子。

1855年我从皇家学院退休。

1812年冬季的一天,一位21岁的青年人来到了伦敦皇家学院,要求见著名的院长戴维。作为自荐书,他还带来了一本簿子,里面是他听戴维讲演时记下的笔记。这本簿子装订得整齐美观,这位青年给戴维留下了很好的印象。当时戴维正好缺少一位助手,不久这位申请者就成了法拉第的助手,他就是历史上最伟大的物理学家之一——法拉第。

法拉第生在一个小村庄,一个手工工人家庭,家里人没有特别的文化,而且颇为贫穷。法拉第的父亲是一个铁匠。法拉第小时候受到的学校教育是很差的。13岁时,他就到一家装订和出售书籍兼营文具生意的铺子里当了学徒。但与别的学徒不同的是他除了装订书籍外,还经常阅读那些书籍。他的老板也鼓励他学习,有一位顾客还送给了他一些听戴维讲演的听讲证。

自从法拉第成为戴维的助手后,他就清楚地认识到自己的职业必然是有力量的,进入皇家学院不久,他就成为伦敦皇家学院的一员。1813年戴维夫妇决定去欧洲大陆游历,法拉第作为秘书随行。这次为期18个月的旅行,对法拉第在学术领域的发展起了重大作用。他见到了许多各国著名的科学家,其中几位学者很赏识这位陪伴戴维的朴实年轻人的才华。他还成了德拉里夫和他儿子阿瑟·奥古斯特的终生朋友,他们是日内瓦一个家族的著名物理学家,这个家族无论在才智方面,还是在政治方面,都在日内瓦的社会生活中有杰出的地位,而且远远超出日内瓦的范围。

这次旅程从法国延展到意大利(直到那不勒斯)、瑞士、德国和比利时。法拉第是个勤于写信的人,他从少年时期起就结识了不少朋友,他和他们一直通信。在巴黎时戴维与盖·吕萨克曾合作研究一种新物质,他认为是一种新元素碘。这一戏剧性事件和其他事件,都在法拉第的信中都有生动的描述。

法拉第信仰宗教,他属于叫做桑德曼教的一个小教派,这个教派具有原教旨主义的性质。他终生信奉它,并担任过教会长老多年。显然宗教是法拉第生活中的的一个重要部分,他的一些最亲密的朋友也来自同一教派。

法拉第从欧洲大陆游历回来后,几年内都致力于化学分析的科研工作,并在皇家学院担任助手,其中也包括对戴维的重要协助。他在1816年发表的第一篇论文,是论述托斯卡纳生石灰的性质的。

许多年后,当法拉第把这篇文章汇入他的文集时曾指出:“戴维爵士给了我做这个分析的机会,这是我在化学上的第一次尝试,其实,那时我的恐惧大于我的信心,而这两者又大于我的知识,那时我根本未想到我会写出一篇有创见的科学论文。”

法拉第是一位勤奋、严谨的科研人员,1860年前后,到法拉第的科学研究活动结束时,他的实验笔记已达到16000多条,他仔细地依次编号,然后分订成许多卷,在这项工作中法拉第显示了他过去当装订工时学会的高超技能。这些笔记以及其他在装订成书以前或以后的几百条笔记,都已被编成书分卷出版,其中最著名的是他的《电学实验研究》。

这位伟大的“自然哲学家”(法拉第自己如此称呼)研究课题广泛多样,我们按编年顺序排列,主要有如下各方面:铁合金研究(1818—1824年);氯和碳的化合物(1820年);电磁转动(1821年);气体液化(1823—1845年);光学玻璃(1825—1831年);苯的发明(1825年);电磁感应现象(1831年);不同来源的电的同一性(1832年);电化学分解(1832年起);静电学,电介质(1835年起);气体放电(1835年);光、电和磁(1845年起);抗磁性(1845年起);射线振动思想(1846年起);重力和电(1849年起);时间和磁性(1857年起)。要对他的庞大研究成果作全面分析,不是一个普通人所做得了的,而且需要有非常大的篇幅才行。

1830年以前,可以说法拉第主要是以一位化学家的身份站在历史舞台上的,但他也曾在1821年着手研究过电和磁,可能由此而为他的物理学研究埋下了种子,10年以后即在物理领域有了伟大的发现。法拉第的第一个科学活动时期终止于1830年,那时他已成为很有成就的专业分析化学和实验顾问,而且更重要的是,由于他的坚实的科学成就,已赢得了国际声誉。这些科学成就包括制备一些新的碳化合物,如由他命名的“高氯化碳”或现代命名的“六氯乙烷”和“四氯乙烯”,以及研究伦敦照明用的气体(法拉第的哥哥在该部门工作)。这种气体是用动物油加热而制成的,储存在圆柱形铁罐内,它往往在铁罐内残留下一种液体。法拉第非常仔细而巧妙地对这种残余液体进行了分析,发现它含有一种沸点固定在80℃的成分,它的大致组分为CH。这就是苯,它是有机化学的主要支柱之一。但是法拉第发现苯时,并没有认识到它在后来的重要性,当然也不了解它的奇异的分子结构。这些发明和发现表明,如果法拉第没有其他贡献,他也将被认为是杰出的化学家。

事实上,在19世纪20年代,他就已成功地液化了好几种气体。他最初所用的仪器非常简陋,只是一个弯成倒“V”字形的结实的玻璃管。他在玻璃管一端放入产生气体的物质,把另一端浸在制冷混合液体中。这时放出的气体使管内的压力增加。他就是采用这种简单技巧,液化了氯、二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、一氧化二氮、氨、氯化氢以及其他物质。

1818年起,法拉第和一位外科医生、皇家学会会员斯托达特合作了几年,试图制造出一种改良钢,它的防锈能力要比英国当时所用的钢产品更强,能用来制造更锋利的刀片。当时的冶金技术仍然偏重于经验技术。印度生产的一种“乌兹钢”,是当时最优质的刀片钢。法拉第和斯托达特在铁内掺入其他金属,例如铂、银、钯、铬等,制成了各种合金钢,但斯托达特在1823年去世,法拉第转到其他工作去了。他们当时是可能发现现代冶金学的一些重要结果的。他们所制刀片的一些样品至今仍保存着,其中有一些质量很高。

所有这些工作都证明了法拉第卓越的化学才能和工艺才能。他把他的丰富经验总结为一本六百多页的巨著,书名为《化学操作》,于1827年出版。这是法拉第除了电学研究和其他研究论文集外所写的唯一的一本书。就是在今天仔细阅读它,也会给人一种直接和新颖的非凡印象。

法拉第的工作地点一直是皇家学院,他与它打成了一片。法拉第和夫人萨拉住在那里(他们有一个幸福的家庭,但没有小孩),直到1858年维多利亚女王赐给他们一座皇家住宅。但是甚至那时,他也仍然继续保存着皇家学院的房子,那里有完全符合他要求的实验室。

同类推荐
  • 现代科技大观(下)

    现代科技大观(下)

    本套书简明扼要,通俗易懂,生动有趣,图文并茂,体系完整,有助于读者开阔视野,深化对于中华文明的了解和认识;有助于优化知识结构,激发创造激情;也有助于培养博大的学术胸怀,树立积极向上的人生观,从而更好地适应新世纪对人才全面发展的要求。
  • INTERNET与信息(社会科学新知丛书)

    INTERNET与信息(社会科学新知丛书)

    本书全面系统地介绍了Internet的功能,共分为九个章节,可归纳为五个部分:Internet简介;Internet信息交换原理;上网前的准备;Internet功能;Internet的社会影响。此外,还介绍了电脑黑客、网络病毒等网上存在的问题。本书可供初次接触Internet的青少年和非网络专业的网民使用。内容详实,是全面了解Internet的一本难得指导书。
  • 讲给中学生的课外知识——观·动物百态

    讲给中学生的课外知识——观·动物百态

    动物分类学家根据动物的各种特征(形态、细胞、遗传、生理、生态和地理分布)进行分类,将动物依次分为7个主要等级,即界、门、纲、目、科、属、种。
  • 医疗革命(青少年科谱知识丛书)

    医疗革命(青少年科谱知识丛书)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。为此,我们特别编辑了这套“青少年科普知识”丛书,主要精选现代前沿科技的各个项目或领域,介绍其研究过程、科学原理、发展方向和应用前景等,使青少年站在当今科技的新起点寻找未来科学技术的契入点和突破口,不断追求新兴的未来科学技术。
  • 必听的数学故事

    必听的数学故事

    《必听的数学故事》是《中小学生数学爱好培养》系列之一:为了培养中小学生对数学的兴趣,使同学们能够早日迈入数学的殿堂,我们特地编写了这套'中小学生数学爱好培养'丛书,本套丛书根据具体内涵进行相应归类排列,有数学趣闻、数学密码、数学之谜、数学智力,以及数学游戏、数学闯关等内容,并配有相应的答案,具有很强的趣味性、实用性、可读性和知识性,是中小学生培养数学爱好的配套系列读物。
热门推荐
  • 帕奈学院

    帕奈学院

    艾尔大陆百年来遭受魔物侵袭,迫使天界干涉,天界与艾尔大陆的权力者创办帕奈学院,让普通人学习魔法抵抗魔界。通过七年的学习安如愿加入白龙联盟,成为公会的一份子。因克莱的死自责不已,遭受打击性格大变,并誓死杀灭一切魔物。在这时候,消失了三年的伙伴杰拉德作为敌人的身份,出现在了她的面前。安该何去何从?
  • 游戏风云传

    游戏风云传

    有兴趣来看看,这里有传说中的“说中说”,细心的同学会发现小说里还有一篇文章。
  • 武装剑灵

    武装剑灵

    万物皆有灵,神兵亦有灵!在历史长河中,某些兵器长时间得灵气灌溉,衍生灵智,进一步成为器灵。剑灵为其中一种,若其主与剑灵契合度达到高值,便能武装剑灵,一跃成为战神……少年至雪域走出,集神兵,聚剑灵,征战天下!
  • 一事能狂即少年

    一事能狂即少年

    人不轻狂枉少年。本书是一部轻松愉快的武侠短文,一群衣食无忧的天之骄子自己整出来的事。
  • 重生日本当剑仙

    重生日本当剑仙

    穿越了,还有了一个温柔可人的女朋友。?高板凉介和她一起,过着‘幸福’又‘快乐’的生活。?可有一天,女友死了。?后来,他才发现,单身其实挺不错的……
  • 独宠傲娇妻:总裁放马过来

    独宠傲娇妻:总裁放马过来

    丈夫**在先,为制造绯闻让她净身出户,竟将她灌醉扔进陌生男人房间酒醉的她与全城女人心目中的男神,钻石级单身汉,霸道总裁龙司昊发生纠缠不清的**她占有了他的第一次,他夺去了她的第一次他助她离婚,帮她斗小三,整前夫和渣夫离婚后,她本想紧闭心门,龙司昊却以雷霆之势,强势挤进她心门,爬上她的床,哄她签下无字契约,她不得不以夫妻名义和他**,和他夜夜造人
  • 起信论疏

    起信论疏

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 情思悠悠

    情思悠悠

    夜又降临了,无边的黑被城市的灯火点燃,坐在窗前,任寂寞包围,寂寞只是因为想你,回忆的点点滴滴像是一场雨,于心空中飘落,打湿了整个心田。悠悠的情思,绵绵的情思,都像是寒风的中的树叶,零落成泥,堆在心头……
  • 初见那日暖阳正好

    初见那日暖阳正好

    一场暗恋,两次神伤,三人纠缠。奈何,奈何,想说爱你不容易。
  • 傻白甜的女强人之路

    傻白甜的女强人之路

    一家人宠大的刚入职场小白,懒惰而娇气,被同样小白的系统选择为第一任主人,骗入异界。从一个傻乎乎的掌上明珠,变成一个需要担忧衣食住行的未成年人,被迫走上了女强人的道路