毛遂自薦的年青人

　　1812年冬季一天，正當(dāng)拿破侖的軍隊在俄羅斯平原上遭到潰敗的時候，一位二十一歲的青年人來到了倫敦皇家學(xué)院，他要求和著名的院長戴維見面談話。作為自薦書，他帶來了一本簿子，里面是他聽戴維講演時記下的筆記。這本簿子裝訂得整齊美觀，這位青年給戴維留下了很好的印象。戴維正好缺少一位助手，不久他就雇用了這位申請者，他就是歷史上最偉大的物理學(xué)家之一法拉第。

　　法拉第于1791年9月22日生在一個小村莊里。他出生于一個手工工人家庭，家里人沒有特別的文化，而且頗為貧窮。法拉第的父親是一個鐵匠。法拉第小時候受到的學(xué)校教育是很差的。十三歲時，他就到一家裝訂和出售書籍兼營文具生意的鋪子里當(dāng)了學(xué)徒。但與眾不同的是他除了裝訂書籍外，還經(jīng)常閱讀它們。他的老板也鼓勵他，有一位顧客還送給了他一些聽戴維講演的聽講證。

　　當(dāng)上了戴維的助手后，法拉第清楚地認識到他的職業(yè)必然是有力量的，不久他就成為皇家學(xué)院的一員。　1813年戴維夫婦決定去歐洲大陸游歷，他們帶著法拉第作為秘書。這次旅游進行了18個月，這對法拉第的教育起了重大作用。他見到了許多著名的科學(xué)家，象安培、伏打、阿拉戈和蓋·呂薩克等，其中幾位學(xué)者立即發(fā)現(xiàn)了這位陪伴戴維的樸實年青人的才華。他成了德拉里夫和他兒子阿瑟·奧古斯特的終生朋友，他們是日內(nèi)瓦一個家族的著名物理學(xué)家，這個家族無論在才智方面，還是在政治方面，都在日內(nèi)瓦的社會生活中有杰出的地位，而且遠遠超出日內(nèi)瓦的范圍。

　　戴維的旅程從法國延展到意大利（直到拿不勒斯）、瑞士、德國和比利時。法拉第勤于寫信，他從少年時期起就結(jié)束了不少朋友，他和他們一直通信。在巴黎時戴維與蓋·呂薩克合作研究一種新物質(zhì)，他認為是一種新元素碘。這一戲劇性事件和其他事件，在法拉第的信中都有生動的描述。

　　法拉第具有虔誠的宗教思想，他屬于叫做桑德曼教的一個小教派，這個教派具有原教旨主義的性質(zhì)。他終生信奉它，并擔(dān)任過教會長老多年。顯然宗教是法拉第生活中的的一個重要部分，他的一些最親密的朋友也來自同一教派。

　　驚人的科學(xué)活動

　　法拉第的科學(xué)活動是驚人的。他從歐洲大陸旅游回來后，幾年內(nèi)都致力于化學(xué)分析，并在皇家學(xué)院擔(dān)任助手工作，其中包括對戴維的重要協(xié)助。他在1816年發(fā)表的第一篇論文，是論述托斯卡納生石灰的性質(zhì)的。

　　許多年后，法拉第把這篇文章匯入他的文集時指出，

　　"戴維爵士給了我做這個分析的機會，這是我在化學(xué)上的第一次嘗試，那時我的恐懼大于我的信心，而這兩者又大于我的知識，那時我根本未想到會寫出一篇有創(chuàng)見的科學(xué)論文。"

　　1860年前后，法拉第的研究活動結(jié)束時，他的實驗筆記已達到一萬六千多條，他仔細地依次編號，分訂成許多卷，在這里法拉第快樂的顯示了他過去當(dāng)裝訂工時學(xué)會的高超技能。這些筆記以及其他在裝訂成書以前或以后的幾百條筆記，都已編成書分卷出版，其中最著名的是他的《電學(xué)實驗研究》。

　　這位偉大的"自然哲學(xué)家"（法拉第自已如此稱呼）所研究的課題廣泛多樣，按編年順序排列,有如下各方面：鐵合金研究（1818－1824）；氯和碳的化合物（1820）；電磁轉(zhuǎn)動（1821）；氣體液化（1823，1845）；光學(xué)玻璃（1825－1831）；苯的發(fā)明（1825）；電磁感應(yīng)現(xiàn)象（1831）；不同來源的電的同一性（1832）；電化學(xué)分解（1832年起）；靜電學(xué)，電介質(zhì)（1835年起）；氣體放電（1835年）；光、電和磁（1845年起）；抗磁性（1845年起）；"射線振動思想"（1846年起）；重力和電（1849年起）；時間和磁性（1857年起）。要對他的龐大研究成果作全面分析，不是一個一個普通人所做得了的，而且需要有非常大的篇幅才行。

　　在大約1830年以前，法拉第主要是一位化學(xué)家，但他曾在1821年第一次著手研究電和磁，可能由此而種下了種子，十年以后即有了偉大的發(fā)現(xiàn)。法拉第的第一個科學(xué)活動時期終止于1830年，那時他已成為很有成就的專業(yè)分析化學(xué)和實際顧問，而且更重要的是，由于他的堅實的科學(xué)成就，已贏得了國際聲譽。這些科學(xué)成就包括制備一些新的碳化合物，如由他命名的"高氯化碳"或現(xiàn)代命名的"六氯乙烷"CCI3．CC13和四氯乙烯CCI2：CC12，以及研究倫敦照明用的氣體（法拉第的哥哥在該部門工作）。這種氣體是用動物油加熱而制成的，儲存在圓柱形鐵罐內(nèi)，它往往在鐵罐內(nèi)殘留下一種液體。法拉第非常仔細而巧妙地對這種殘余液體進行了分析，發(fā)現(xiàn)它含有一種沸點固定在80℃的成分，它的大致組分為CH。這就是苯，它是有機化學(xué)的主要支柱之一。但是法拉第發(fā)現(xiàn)苯時，并沒有認識到它在后來的重要性，當(dāng)然也不了解它的奇異的分子結(jié)構(gòu)。這些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)表明，如果法拉第沒有其他貢獻，他也將被認為是杰出的化學(xué)家。

　　事實上，在十九世紀(jì)二十年代，他就已成功地液化了好幾種氣體。他最初所用的儀器非常簡陋，只是一個彎成倒"V"字形的結(jié)實的玻璃管。他在玻璃管一端放入產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，把另一端浸在致冷混合液體中。這時放出的氣體使管內(nèi)的壓力增加。他就是采用這種簡單技巧，液化了氯、二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、一氧化二氮、氨、氯化氫以及其他物質(zhì)。

　　1818年起，法拉第和一位外科醫(yī)生、皇家學(xué)會會員斯托達特合作了幾年，試圖制造出一種改良鋼，它的防銹能力要比英國當(dāng)時所用的鋼產(chǎn)品更強，能用來制造更鋒利的刀片。當(dāng)時的冶金技術(shù)仍然偏重于經(jīng)驗技術(shù)。印度生產(chǎn)的一種"烏茲鋼"，是當(dāng)時最優(yōu)質(zhì)的刀片鋼。法拉第和斯托達特在鐵內(nèi)摻入其他金屬，例如鉑、銀、鈀、鉻等，制成了各種合金鋼，但斯托達特在1823年去世，法拉第轉(zhuǎn)到其他工作去了。他們當(dāng)時是可能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代冶金學(xué)的一些重要結(jié)果的。他們所制刀片的一些樣品至今仍保存著，其中有一些質(zhì)量很高。

　　所有這些工作都證明了法拉第卓越的化學(xué)才能和工藝才能。他把他的豐富經(jīng)驗總結(jié)為一本六百多頁的巨著，書名為《化學(xué)操作》，于1827年出版。這是法拉第除了電學(xué)研究和其他研究論文集外所寫的唯一的一本書。就是在今天仔細閱讀它，也會給人一種直接和新穎的非凡印象。

　　法拉第的工作地點一直是皇家學(xué)院，他與它打成了一片。他和夫人薩拉住在那里（他們有一個幸福的家庭，但沒有小孩），直到1858年維多利亞女王賜給他們一座皇家住宅。但是甚至那時，他也仍然繼續(xù)保存著皇家學(xué)院的房子，那里有完全符合他要求的實驗室。

　　戴維曾想表示他對法拉第的感激，但皇家學(xué)院經(jīng)濟一直困難。1825年他建議任命法拉第為實驗室主任，以表示他的敬意。此后不久，法拉第創(chuàng)辦了一個定期的"星期五晚講座"，至今仍延續(xù)下來。法拉第曾花費了許多精力來提高他的講演藝術(shù)，并且為此而名聲卓著。他對講演提出了各種建議和準(zhǔn)則，完善到包括一切細節(jié)，這些建議和準(zhǔn)則一直傳給了皇家學(xué)院現(xiàn)在的講演人。他講演的高超技巧的一個實際結(jié)果是：盡管皇家學(xué)院的聽講費頗為昂貴，但只要是法拉第講演，講演大廳里就會擠得水泄不通。其他人的講演平均只有三分之二的聽眾。除了星期五晚講座外，法拉第還為兒童設(shè)立了專門的通俗講演，在圣誕節(jié)期間舉行。他的圣誕節(jié)講座的主題之一是《蠟燭的化學(xué)史》，一個多世紀(jì)以來，曾經(jīng)鼓舞了無數(shù)青年人，使他們從中獲得快樂。這本書已被譯成了許多種文字，至今仍在印行。

　　1824年法拉第被選為皇家學(xué)會會員，他當(dāng)時三十三歲。戴維當(dāng)時是皇家學(xué)會會長，由于嫉妒他助手的成就，他反對這一選舉，盡管他曾經(jīng)慷慨地幫助和保護過法拉第。這是反映了人類弱點的一個不幸的小插曲。

　　法拉第在皇家學(xué)院的年薪只有100英鎊，但1833年他被任命為該院的化學(xué)正教授，薪金增加了一倍。他的收入是豐厚的，而且如果他愛錢的話，他甚至可以成為一個富翁。1835年，當(dāng)時的首相梅爾本從王室年俸中撥給他一筆300英鎊的養(yǎng)老金。但他這樣做時使用了一些不恰當(dāng)?shù)恼Z言，使法拉第的自尊心受到了傷害。法拉第在一封尖銳的信中拒絕了養(yǎng)老金。這位首相不得不向他表示歉意，以便勸他接受這筆養(yǎng)老金。事情原委在報紙上公布后，立即引起了廣大公眾的興趣。

　　一旦有了可能，法拉第就拒絕大部分兼職工作，嚴格地削減社會活動，而把全部精力用于實驗研究。人們得到的印象是，只有實驗研究才是他真正的興趣所在。他不參加任何社會活動，拒絕了許多授給他的榮譽，包括1857年要選他為皇家學(xué)會會長。他不同意皇家學(xué)會當(dāng)權(quán)派的意見，他希望被選舉人只限于科學(xué)界人士，而不要選只是業(yè)余科學(xué)愛好者的貴族會員或其他重要人物。1835年，他不再參加皇家學(xué)會會議，雖然他仍把科學(xué)論文送給學(xué)會。

　　法拉第盡管是一位卓越的老師，但他在科學(xué)上沒有直接的學(xué)生和合作者。他的工作方法，尤其是他思考物理問題的方法，都妨礙了他建立自己的學(xué)派。形式數(shù)學(xué)知識的缺乏，加上他的豐富和敏捷的想像力，使他難于和別人進行學(xué)術(shù)交往。只有麥克斯韋能夠真正地探測出他的思想。法拉第自己說：

　　"我從來沒有學(xué)生來幫助我，我總是自己動手準(zhǔn)備實驗和做實驗，一邊工作，一邊思考。我認為我不能和別人一起工作，或者把所想的想出來，或者及時地解釋我的思想。有時我和我的助手是一起在實驗室里好幾小時或好幾天，他準(zhǔn)備講演用的儀器，或者做清洗工作，我們之間幾乎不說一句話。"

　　法拉第在早年生活中就開始抱怨有頭痛病，頭暈?zāi)垦＃貏e是喪失記憶力。這些癥狀是由于工作過度而引起的，休息期間就得到暫時的恢復(fù)。1839至1844年間，發(fā)生了一次最嚴重的精神衰竭癥，他被迫長時期休假。在這個時期，當(dāng)他在瑞士療養(yǎng)時，他寫的日記中反映了他對自然界、植物和動物的愛好；他保存的植物標(biāo)本堆積如山，而且整理得有條不紊。他說四十五英里的步行對他是一件平常的事，這證明了他的體質(zhì)并不太壞。他愿意用健康來換取記憶力的提高。他的癥狀可能是由于水銀中毒。當(dāng)時其他一些化學(xué)家和物理學(xué)家也都有類似的煩惱。雖然他只在開始發(fā)病時停止工作，但他活動能力的減退差不多持續(xù)了五年，直到1845年秋才完全恢復(fù)。

　　法拉第成就最大的時期是1830至1839年，當(dāng)時他是對現(xiàn)代電學(xué)發(fā)現(xiàn)作出貢獻的第一流科學(xué)家。1821年他研究了奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁作用，作出了一項重大發(fā)現(xiàn)：磁作用的方向是與產(chǎn)生磁作用的電流的方向垂直的。法拉第還制成了一種電動機，證明了導(dǎo)線在恒定磁場內(nèi)的轉(zhuǎn)動。他甚至還證明了在地磁場內(nèi)的這種轉(zhuǎn)動。這個實驗給他本人和他的同時代人都留下了深刻的印象。

　　法拉第堅信，電與磁的關(guān)系必須被推廣，如果電流能產(chǎn)生磁場，磁場也一定能產(chǎn)生電流。法拉第為此冥思苦想了十年。他做了許多次實驗結(jié)果都失敗了。直到1831年年底，他才取得了巨大的突破他發(fā)明了一種電磁電流發(fā)生器，這就是最原始的發(fā)電機。這時的法拉第不僅作出了跨時代的貢獻而且奠定了未來電力工業(yè)的基礎(chǔ)。

　　曾有一個政治家問法拉第，他的發(fā)明有什么用處。他回答說："我現(xiàn)在還不知道，但有一天你將從它們身上去抽稅。"

　　抗磁性是法拉第的另一大發(fā)現(xiàn)。許多物質(zhì)在做成細針時會使自己的方向垂直于磁力線。而且它被磁鐵的兩極推開，這種行為是由很弱的力產(chǎn)生的，它要比作用在磁場中鐵上的力弱得多。這是很值得仔細研究的一種現(xiàn)象，為此法拉第花費了好幾個月來研究它。

　　１８４６年法拉第在皇家學(xué)院代替惠斯通作了一次報告。當(dāng)時惠斯通原定報告他的一些研究工作，但一到了最后一刻，他突然驚慌失措，跑出了會場。法拉第只好作了一個即席講演，但是他的報告還不到預(yù)定的時間，不得不當(dāng)場補充一些材料，這時他談到了一直在他腦海里醞釀著的一些想法，并且談得十分小心謹慎。但是話既說出了，他就寫成了一篇短文，題目是《對射線振動的一些想法》。這篇文章寫得并不十分清楚，不過它卻包含了一些令人驚異的新的基本觀點。當(dāng)然，這篇文章充其量只能稱為光的電磁理論的一個明確預(yù)兆。到十八年后，這時麥克斯韋建立了光的電磁理論。

　　他說："法拉第教授在他的《對射線振動的一此些想法》一文中明確地提出了橫向磁擾動的傳播的概念而為顧正常的磁擾動。他提出的光的電磁理論，實質(zhì)上和我在這篇文章中開始提出的是相同的，不同是只是在１８４６年還沒有實驗數(shù)據(jù)可以用來計算傳播速度。"

　　法拉第的晚年

　　在十九世紀(jì)五十年代，法拉第的科學(xué)活動能力有所減弱。他又為記憶力和日益衰退而苦惱。他雖然仍能做些實驗，但速度已不如前。他力圖找出重力和電之間的相互作用，結(jié)果是否定的。但這探索從法拉第愛因斯坦，一直到現(xiàn)在，仍在繼續(xù)進行。在這個發(fā)現(xiàn)停頓低潮時期，法科第仍力圖幫助公眾。他致力于解決已經(jīng)在困擾著倫敦的各種問題，例如保存繪畫不受空氣污染的損害。

　　1862年法拉第做了最后一次實驗，試圖發(fā)現(xiàn)磁場對放在磁場內(nèi)的光源發(fā)出的光線的影響，但結(jié)果是否定的，因為他用的儀器還不夠靈敏，不能探測到這種微細的效應(yīng)。三十年后，當(dāng)時還是青年的塞曼，從閱讀法拉第的實驗計劃受到啟發(fā)，他用更精密的儀器重新做實驗，，發(fā)現(xiàn)了塞曼效應(yīng)，它是新原子物理學(xué)的先兆之一。

　　在最后幾年，法科第由于記憶力日益喪失，已經(jīng)逐漸推動失去了工作能力。1860年他發(fā)表了他最后一次圣誕節(jié)講演，18645年他辭去了皇家學(xué)院教授職務(wù)。他的健康狀況顯然已處在危險之中，因此他辭去了所有其他職務(wù)包括1864年辭 去桑德曼教會的長老職務(wù)。他于1867去世，終年七十六歲。

　　生前身后名

　　法拉第順生前和身后，都被公認為最偉大的"自然哲學(xué)家"之一。每個時代都需要有一些特殊的才智，法拉第的偉大成功也許部分地正是由于他所生活的時代。他的非凡才智是什么呢？豐富的想象力加上足智多謀的實驗才能，工作熱情和相應(yīng)的耐性，使他能夠迅速地分辨假象與真正發(fā)現(xiàn)的批判精神，統(tǒng)觀一切的廣闊視野。他還具有一些健全的哲學(xué)思想，他深刻的幾何學(xué)上和空間上的洞察力，以及善于持久思考的能力，正好補償了他數(shù)學(xué)上的不足。在他留下來的筆記中，有下面一段話：

　　"我一直冥思苦索什么是使哲學(xué)家獲得成功的條件。是勤奮和堅韌精神加上良好的感覺能力和機智嗎？難道適度的自信和認真精神不是必要的條件嗎？許多人的失敗難道不是因為他們所向往的是獵取名望，而不是純真地追求知識，以及因獲得知識而使心靈得到滿足的快樂嗎？我相信，我已見到過許多人，他們是矢志獻身于科學(xué)的高尚的和成功的人，他們?yōu)樽约韩@得了很高名望，但是還有一種此在他們心靈上總是存在著妒忌或后悔的陰影，我不能設(shè)想一個人有了這種感情能夠作出科學(xué)發(fā)現(xiàn)。至于天才及其威力，可能是存在的，我也相信是存在的，但是，我長期以來為我們實驗室尋找天才卻從未找到過。不過我看到了許多人，如果他們真能嚴格要求自己，我想他們已成為有成就的實驗哲學(xué)家了。"

　　開爾文勛爵對法拉第非常了解，他在紀(jì)念法拉第的文章中說：

　　"他的敏捷和活躍的品質(zhì)，難以用言語形容。他的天才光輝四射，使他的出現(xiàn)呈現(xiàn)出智慧之光，他的神態(tài)有一種獨特之美，這有幸在他家里 -- 皇家學(xué)院見過他的任何人都會感覺到的，從思想最深刻的哲學(xué)家到最質(zhì)樸的兒童。"

　　從亥姆霍茲寫給他夫人的一封信，可以使我們對法拉第的性格有更深刻的認識：

　　"我有幸會見了英國和歐洲的第一流物理學(xué)家法拉第……這對我是一個非常幸福和高興的時刻。他純樸、溫和、謙恭，有如小孩。我尚未遇見過這樣可愛的人。而且，他待人也是最親切的，他親自向我展示了一切。但是這不算什么，因為只要有一些木頭，一些導(dǎo)線和一些鐵片，就足以使他作出最偉大的發(fā)現(xiàn)。" 中學(xué)生科技網(wǎng) http://m.lgmparts.com