杰出的实验天才

杰出的实验天才

法拉第

迈克尔·法拉第（1791—1867）是著名的物理学家、化学家和物理化学家。发现电磁感应现象、电解定律和光与磁的基本关系，创立现代电磁场的基本观念。为人类进入电气化时代做出了杰出的贡献。

法拉第出身于英国伦敦南萨里郡的纽英顿一个铁匠家庭。他5岁时，家搬到了伦敦曼彻斯特广场附近的一条小巷里。他的父亲是个穷铁匠，身体有病干不了活，全家的生活常常靠慈善机关的救济来勉强维持，有时一个星期他只能吃到一个面包。所以法拉第一生中几乎没有受过什么正规教育。

法拉第12岁时，到一个名叫里波所经营的书店里当了报童。一年后，里波正式收他当装订学徒工。法拉第干活非常认真，在很短的时间里就学会了装订书籍的手艺。工作之余他利用所有的时间去拼命读书，有如巨大的海绵一样在知识的海洋中贪婪地吸吮着。书是人类知识的宝库，法拉第正是通过勤奋读书才走上了他的科学之路的。当他在读《大英百科全书》和玛西特夫人的《化学漫谈》时，不仅被书里讲的电现象和那些化学实验深深地吸引住，还照着书上的实验方法一个一个地去试着做。

1810年初，法拉第在街上看到了一张塔特姆先生举办的“自然哲学讲演”公告，为了能听到塔特姆的报告和表演，他四处求助，终于如愿以偿。在近两年的时间里，他听了塔特姆先生十几次讲演。他把听讲记录经过精心的整理，并装订成书，使得来此装订书的皇家学院的亚当斯先生看后感到惊讶，遂送了他几张皇家学院由戴维主讲的演讲会的票。法拉第听了后，深受感动，他决心去寻找自己的科学道路。在戴维的帮助下，他如愿到了皇家学院工作。法拉第在皇家学院工作非常勤奋，并很快就掌握了实验技术，成为英国化学家戴维的得力助手。戴维一生中有过许多重大发现，但就像他后来所说：“我一生中最伟大的发现，是法拉第。”

1813年10月至1815年3月，法拉第跟随戴维途经法国、意大利、瑞士等地，有机会会见了当时许多知名的科学家和参观了他们的实验室，使他的眼界大开，他把这次旅行看作是一所“社会大学”。

1815年，法拉第回到英国，开始独立进行科学研究，显露出了惊人的才干，成果累累。1816年，他首次在《科学季刊》上发表了他的第一篇科学论文《多斯加尼本生石灰的分析》。1817年至1818年，他发表了17篇化学分析方面的论文。其论文涉及的面很广，如安息香酸性质和棕榈酸成分分析等。1820年，他把化学分析用于社会和生活方面。1821年，法拉第任皇家学院实验室总监和代理实验室主任，并开始进行电和磁的研究。

1821年4月的一天，戴维的朋友沃拉斯顿教授来到实验室，要求戴维帮助做一个实验，即在两个金属碗中间夹一根通电导线，再拿一根磁棒移近导线，导线就会绕着自己的轴旋转起来。但他们试了几次都失败了。沃拉斯顿请法拉第想办法减少导线与金属碗之间的摩擦，也未做成。后来，法拉第通过反复的实验和思考，并仔细地考察了沃拉斯顿的实验，认识到通电导线在磁场作用下不可能发生“自转”。假如使磁体固定，则通电导体可能会绕磁体“公转”；假如导线固定，则磁体可能会绕导线转动。这样，他制作了一个“电磁旋转器”，并获得成功。他于1821年10月21日发表了他的第一篇电磁学论文《论某些新的电磁运动兼磁学理论》，总结了他的这一发现。

法拉第在实现了电流使磁体的转动后，他联系到磁铁可以使铁块感应带磁，静电可以使导体感应带电，电流能产生磁等现象进行了反复考虑后，于1822年在他自己的日记中写下了一个崭新的研究课题：“把磁转变成电”。但是由于他要做的研究太多，没有能集中全部精力来研究这个课题。1823年他研究并发现光偏振面的磁场中的旋转，即磁致旋光效应。1824年，他被选为皇家学会会员。1825年他接替戴维任英国皇家学会实验室主任。

1813年法拉第在10天之中进行了一系列的实验，令人信服地证实了电磁感应现象，即磁场强度的变化会感生电流。法拉第在这些实验的基础上设计了一套装置，将铜盘在大的永久磁极间旋转，把盘的轴心和边缘接上导线就引出电流，这就成功地制造出了世界上第一台发电机。电磁感应现象的发现，在电学发展史上是一划时代的发现，它预示着人类即将进入电气化的时代。为阐述这些带根本性的发现，他先后提出了磁力线和电力线概念，以弥补他的数学知识的不足。法拉第的力线及其相互关系的概念极为重要，后来麦克斯韦在此基础上推导出一组方程，成为现代电磁理论的基础。法拉第的另一重要发现是就电解质的作用创立了相对电容率（即电解常数）的概念，后来电容的单位法拉就是以他的姓氏命名。除此之外，法拉第还证明五种不同形式的电，如摩擦电、伽伐尼电、伏打电、感应电及温差电，其本质都是一样的。此外，1833年到1834年他还得出电解的基本定率即法拉第电解定律；1834年发现了自感现象；1845年发现了磁光效应，同年又发现了物质的抗磁性；1851年他发表了《论磁力线》的论文，文中用磁力线的概念成功地描述了电磁感应定律。总之，他创造出许多至今仍被普遍采用的电学术语。

法拉第是世界上最杰出的实验天才，他一生致力于科学研究事业，从不图虚荣。他把成名后世界各国赠给他的所有荣誉状和奖章都收藏起来，连最亲近的朋友都没有给看过，他说：“我从来没有为追求这些荣誉而工作。”

1867年8月25日，法拉第在他的坐椅上安安静静地去世了。他为科学事业贡献了他的毕生精力。遵照他生前的遗言，参加葬礼的只有他家里的几个亲人，他被安葬在海格特公墓。墓碑上也只刻着三行字：

迈克尔·法拉第

生于一七九一年九月二十二日

殁于一八六七年八月二十五日

法拉第的一生之所以能对科学做出如此巨大的贡献，除了他坚信各种物理现象之间存在有待发现的基本关系，不顾多次失败，坚持实验的刻苦执著和富于创造的精神，更重要的是他具有唯物主义的物理观和辩证法的思想。正如他自己曾说过：“自然哲学家应当是这样一种人：他愿意倾听每一种意见，却下决心要自己作出判断。他应当不被表面现象所迷惑，不对每一种假设有偏爱，不属于任何学派，在学术上不盲从大师。他应该重事不重人，真理应当是他的首要目标。如果有了这些品质，再加上勤勉，那么他确实可以有希望走进自然的圣殿。”这正是法拉第为科学事业做出巨大贡献的真实写照。