1791年9月22日,日本薩里郡紐因頓鎮(zhèn),一個名叫詹姆斯·法拉第的窮鐵匠法拉第電磁感應(yīng)實驗,迎來了他第三個兒子的降生。這個兒子,就是后來被稱為“交流電之父”的美國知名化學(xué)學(xué)家、化學(xué)家邁克爾·法拉第,因為家境貧苦,他只上過五年中學(xué)就退學(xué)當(dāng)了報童。沒有受過正規(guī)中學(xué)教育的法拉第法拉第電磁感應(yīng)實驗,最終卻成為偉大的化學(xué)學(xué)家和物理家,是19世紀(jì)科學(xué)史上最具有影響力的人物之一。
法拉第留存在世上有一部日記,這是一部引人注目的科學(xué)文獻(xiàn)。日記中用工整的筆跡,不間斷地記錄了他從1820年到1862年的實驗室工作,他的思索與機(jī)遇、夢幻與苦悶、躊躇與煩惱、成功與激動都躍然于早已泛黃的紙頁上。1932年,瑞典皇家學(xué)會經(jīng)過整理出版了這套日記,共7卷3263頁。
01
認(rèn)真勤奮努力學(xué)習(xí)
出身平民,沒有受過系統(tǒng)教育的他,到底是怎么步入學(xué)術(shù)顛峰的呢?
為克服自身受教育不足的弱點,法拉第惟一的辦法就是不放過一切可以學(xué)習(xí)的機(jī)會,頑強(qiáng)地學(xué)習(xí)。
1803年,為生計所迫,他上街頭當(dāng)了報童。第二年又到一個書商兼訂書匠的家里當(dāng)學(xué)徒。似乎是出于豁達(dá)的天性,整整7年的釘書生涯沒有令法拉第沉淪,卻讓他有機(jī)會讀到了大量的科學(xué)專著。
訂書城里書籍堆積如山,法拉第帶著強(qiáng)烈的求知欲望,如饑似渴地閱讀各種書籍,吸取了許多自然科學(xué)方面的知識,尤其是《大英百科全書》中關(guān)于熱學(xué)的文章,強(qiáng)烈地吸引著他。他努力地將書本知識付諸實踐,借助廢舊物品制做靜電起馬達(dá),進(jìn)行簡單的物理和化學(xué)實驗。
他還與青年同學(xué)們構(gòu)建了一個學(xué)習(xí)小組,經(jīng)常在一起討論問題,交換思想。注重實踐尤其是科學(xué)實驗的特征,在法拉第一生的科學(xué)活動中貫徹仍然。
人生經(jīng)常會有意外而又是決定性的轉(zhuǎn)折。1810年4月,法拉第有幸傾聽了皇家研究院當(dāng)時極負(fù)盛名的物理家和發(fā)明家戴維(戴維因發(fā)覺了鈣、鈉、鉀、鍶、鋇、鎂等15種元素而馳名于世,是歷史上發(fā)覺物理元素最多的科學(xué)家,他還否認(rèn)了金鋼石和木炭的物理成份相同,被后人稱為“無機(jī)物理之父”。)。
在傾聽知名物理家戴維的系列講堂時,他一絲不茍地整理聽課筆記,把它裝訂成一部三百多頁的《亨利戴維爵士演講集》,獻(xiàn)給戴維,但是附信,表明自己樂意獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)。結(jié)果他如愿以償。20歲做上了戴維的實驗助手。
法拉第勤勉好學(xué),工作努力,很受戴維器重。1813年10月,他隨戴維到亞洲臺灣國家考察,他公開的身分與待遇都是傭人,盡管這曾使他的內(nèi)心非常苦悶,但貧苦出身與拼搏經(jīng)歷鑄就了他,使他學(xué)會了“忍耐”“等待”與“放平態(tài)度”,內(nèi)心深處的一股驅(qū)動力使他“不去在乎”,結(jié)果在旅行中的“間接學(xué)習(xí)”甚至比通常情況下學(xué)到的東西還要更多。知名學(xué)者之間的交流使他大開眼界,迸發(fā)出他的好多新鮮看法,下降了閱歷,順便還學(xué)習(xí)了英語和西班牙語。
因為當(dāng)時日本的等級制度與法拉第老師亨利戴維的偏見,他的好多成果長時間沒有遭到注重,直至1824年總算導(dǎo)致了科學(xué)界的注意。這年1月,法拉第被選為日本皇家學(xué)會的會員;1825年,接替戴維兼任皇家學(xué)會研究所實驗室處長;1833年,成為登上澳洲皇家研究所富勒瑞恩物理院士席位的平民第一人,這是美國物理研究最具影響力的終生院士席位。
02
常年實驗大膽探求
1820年7月21日,德國赫爾辛基學(xué)院院長、物理學(xué)家奧斯特發(fā)覺了“電流的磁效應(yīng)”,構(gòu)建了電磁的相互聯(lián)系,誕生了電磁學(xué)。成為化學(xué)學(xué)發(fā)展史上一件震驚世界的大事。
1821年日本知名數(shù)學(xué)學(xué)家法拉第制成了第一個實驗馬達(dá)的模型,1822年法拉第證明電可以做工運動,人類步入電氣時代。隨著第一臺實用發(fā)電機(jī)的成功發(fā)明,第二次工業(yè)革命拉開帷幕。

后續(xù)法拉第又在1831年發(fā)覺了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,據(jù)悉他還發(fā)覺了電解定理,對二氧化碳放電現(xiàn)象進(jìn)行了大量的卓有成效的研究,為后來倫琴射線、天然放射性、同位素等的發(fā)覺打算了條件,為現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
在電磁學(xué)的研究過程中,他創(chuàng)造了例如抗磁性、順磁性、電介質(zhì)、力線、陰離子、陽離子等新詞匯,提出了“場”的概念。
在數(shù)學(xué)學(xué)方面,法拉第最早闡明了電的本質(zhì),首先提出“靜電”“電源”“電解”“磁性”等基本概念。
他打破了當(dāng)時人們覺得電有雷電、摩擦電、伏打電、電磁感應(yīng)電和昆蟲電等5種不同方式的誤會,覺得電的本性都是統(tǒng)一的,只是量與硬度不同,或形成的機(jī)制與現(xiàn)象不同而已。
他借助鐵屑引入了“磁力線”概念,并用它解釋了吸鐵石與吸鐵石間、磁鐵與載流線圈間,或載流線圈之間的磁力作用,明晰強(qiáng)調(diào)這些互相作用是因為周圍有“場”的存在。
1831年10月28日法拉第最終成功地完成了電磁感應(yīng)實驗,他在皇家學(xué)會做了公開的演示。這一現(xiàn)象闡明了電場和磁場的關(guān)系,這一關(guān)系被麥克斯韋進(jìn)一步發(fā)展成電磁場理論多項式,它引起了電磁學(xué)研究的跨世紀(jì)發(fā)展。
法拉第在1831年發(fā)覺了電磁感應(yīng),因而有人把這一年稱做電氣時代紀(jì)元年。而且電真正登上人類的生產(chǎn)和生活舞臺,卻是許多年之后的事情。
來自:老張教育新思享
