中外科学家发明家丛书:法拉第_2-第2章
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精美的插图,这中间融入了多少爱戴、敬仰与信任啊!随后,戴维又仔细地
看了法拉第的来信。他被感动了,这封感情真挚的信引起了戴维对往事的回
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忆。十多年前他的亲身经历,与现在的法拉第有着惊人的巧合:出身低微、
家境贫穷,当过学徒,向往科学……从法拉第的身上,戴维不仅看到了自己
的过去——勇于追求理想,敢于向命运挑战,对未来充满了信心与希望……
从 《讲演录》中,戴维还发现了法拉第的一个突出优点——条理清晰、周密
细致的工作作风。他很清楚,这样的精神和作风在科学研究工作中有多么不
可估量的价值。
当天晚上,戴维给法拉第写了一封热情洋溢的回信,称赞了法拉第的才
能和工作作风,并邀他于1月份在皇家学院见面。这封回信立刻点燃了法拉
第蕴藏已久的希望之火。
1月底,两人会面了。法拉第向戴维叙述了自己的困境,表明了自己内
心的苦恼,表示了他对科学研究的强烈进取心。戴维很同情法拉第,表示有
机会一定替他物色合适的工作,并愿意借书给他阅读。
1813年3月初的一天,一辆大型马车停到了法拉第的家门口,他收到了
戴维派人送来的一封信。戴维告诉他,如果他的愿望没有改变的话,明天就
到皇家学院去一趟。法拉第立刻明白了这是什么意思,他梦寐以求的愿望终
于要实现了,他欣喜若狂,激动得整夜没睡。第二天一大早,他就来到了皇
家学院,戴维问他,皇家学院的实验室正缺一位助理实验员,不知他是否愿
意就任;法拉第高兴还来不及,哪有不答应的道理。他愉快地走进皇家学院,
从此和订书店告别了。这件事的发生,是法拉第人生道路上的重大转折,是
他科学生命的真正开端。对他来说,一切都充满生机与活力。这是他的黎明,
他的日出,他美好未来的开始。
三、成长中的科学家
皇家学院是一块培育科学家的肥沃土壤。法拉第进入皇家学院后,要经
常给戴维的各种实验当帮手。在空余时间,他可以出入皇家学院的讲演厅,
聆听诸多名家的讲座,可以从学院的丰富藏书中吸取营养,还可以及时地了
解到国内以及欧洲大陆的各种科学新发现。工作的辛苦、地位的低下与待遇
的菲薄,法拉第都毫不在意,因为他认为自己从工作中找到了生活的真缔并
得到了最大的满足。他虽然没上过几年学,没有受过专门训练,但已经从多
年的刻苦自学中积累了相当多的化学与物理知识,尤其是他那细致入微、善
于发现和解决问题的动手能力,更是出类拔萃。进入皇家学院的他,好比如
虎添翼,理论知识也增长得很快。不久,法拉第就成为戴维的得力助手。
1813年10月,戴维与他的夫人准备到欧洲大陆考察,他邀请法拉第以
私人秘书的身份随行。这对于刚进入皇家学院不久的法拉第来说,真是做梦
也想不到的好机会。他不仅可以到国外去开眼界、见世面、学习外国语,而
且作为戴维的助手,他将有机会认识欧洲各国的第一流学者,直接了解各国
的科学发展情况。
然而,就在他们临行前,事情有了一些变化,戴维夫妇的仆人不愿远离
乡土,再临时找人也已经来不及了,因此他们希望法拉第能够暂且作为仆人
随行,并表示到巴黎后马上另找仆人。渴望到欧洲大陆见识广阔科学天地的
法拉第,同意了戴维的安排,尽管他的心里很不愿意。
1813年10月13日,戴维一行上路了。展现在法拉第眼前的,又是一个
新的自然世界。他以前没有见过山,没有见过海,无边无际的田野、丘陵、
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绵延的森林,他全都没见过。作为一个善于观察周围一切事物的科学工作者
来说,法拉第通过细致地观察、冷静地分析,记下了大量的旅行日记。
然而,在为期18个月的出国考察中,从法国的巴黎、里昂、蒙彼利埃,
一直到意大利的都灵、佛罗伦萨、罗马、米兰,戴维夫妇始终没有另找仆人
来替代法拉第。这样,本来的临时帮忙变成了长期义务,科学助手成了助手
兼听差。戴维忘了自己的诺言,一半是因为他太忙,顾不上这种“小事情”,
另一半也是因为专断,不太体谅自己的属下。戴维对于自己的食言,多少有
点感到对不起法拉第。所以他吩咐法拉第做事时往往是态度和蔼、口气亲切。
至于戴维的夫人,则是另一回事。因为她出身豪富之家,有不少贵族亲戚,
所以生性傲慢暴戾,对法拉第说话也是一种主人对奴仆的口气,盛气凌人,
对法拉第给以各种难堪和屈辱。正如法拉第自己所说的:“她为了要显示自
己的高贵,于是尽量对我凌辱。”
现实往往是不公平的,一个具有非凡科学才能的人才,竟要受到一个无
知暴戾妇人的驱使奴役。法拉第无奈地受辱蒙垢。
欧洲大陆科学界的思想与英国相比要开明得多,他们不以门第作为衡量
尊卑荣辱的标准。他们在日内瓦学院德拉里弗教授家作客时,德拉里弗十分
赏识法拉第的才干。而当戴维夫人为了显示自己的尊荣,坚持不让法拉第与
主人同桌就餐时,他感到分外吃惊,后来他坚持要邀请法拉第同桌就餐。这
使法拉第的心中感到异常的温暖。德拉里弗与法拉第此后就一直保持着诚挚
的友谊,一直持续到下一代——德拉里弗的儿子——在德拉里弗去世后仍然
与法拉第保持着非常要好的关系。
18个月的旅行考察结束了,这次考察对法拉第来说是有甜也有苦。甜的
是:他第一次接触到了如此广阔的世界,知道了许多闻所未闻的事;见到了
不少世界著名的人物——法兰西第一帝国皇帝拿破仑,电学元老、伏打电池
的发明人伏打……这一切都使他的见识陡然增加。苦的是:受到了人格的屈
辱与不公平的待遇。但总的来说,这次旅行使法拉第受益匪浅,可以说是得
大于失。因为在不久的将来,他就要施展自己的才华了。
回到皇家学院后,法拉第继续任戴维的实验助手。但实际上,他既是助
手,又是独立研究人员;既是勤杂工,又是技工。从洗刷实验器皿到撰写实
验报告,只要是和科学研究有关的事,他没有一样不干的。
1815年底,在法拉第的协助下,戴维完成了可供矿井实用的安全灯。安
全灯的发明不仅拯救了无数矿工的生命,而且促进了英国煤矿工业的大发
展,因此有人把这一发明与滑铁卢大败拿破仑并列为 1815年英国的两大胜
利。
法拉第还参加了由一群热情的青年组织的伦敦市哲学会,他常在会上讲
演化学与物理。于是早先性格沉默、不敢在大庭广众下说话的他,练就了过
硬的演讲本领,能十分自如地在众目睽睽之下慷慨陈词了。此时,他所撰写
的一些研究论文也开始纷纷发表。
学习、实验、讲演、写文章,构成了法拉第生活的全部内容。就这样,
时光一年年地过去了,他虽然已经快30岁了,可还是孑然一人。除了回家看
望母亲和参加哲学会的聚会外,他几乎哪儿也不去,过着极为简朴的生活。
就在这时,一位名叫萨拉的姑娘冲进了他原先宁静的生活圈子,在他的
心灵湖面上激起了涟漪。萨拉是一位性格开朗、温文尔雅、聪颖贤惠的好姑
娘,她没有许多青年女子常有的虚荣心和对金钱的贪欲。法拉第正是爱上了
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她这一特点。
1821年6月12日,法拉第和萨拉结婚了。在以后将近50年的共同生活
中,他们互敬互爱,真挚的爱情火焰始终熊熊燃烧。在法拉第取得成功之时,
她和丈夫共同分享喜悦;当法拉第失败之后,她更分担丈夫的痛苦与不安。
她平平淡淡,不慕虚荣,终生与法拉第一起过着清贫而自足的生活。正因为
有她为法拉第的事业付出了自己全部的心血与爱心,也就在很大程度上推动
了法拉第向科学高峰迈进的步伐。所以当今天我们称颂法拉第的巨大成就
时,萨拉的名字也是不应遗忘的。
四、成就与风波
这一时期,整个欧洲科学界的研究焦点是电和磁的关系。
从人类茹毛饮血的祖先开始,就对天上的闪电和雷鸣感到无限恐惧。后
来,有人发现了静电现象,知道电有两种:正电和负电。1793年,意大利学
者伏打发明了能够产生持续电流的伏打电池。从此,电学从静电的领域进入
了流电的领域,研究电流各种效应的流电学大踏步前进了。
流电学所取得的第一个伟大成就,是电解,科学家们运用电解化合物的
手段,发现了多种新的化学元素。
流电学所取得的第二个伟大成就是发现了电流和磁的相互关系。
通过几个世纪的研究,科学家们在思索:电有正负极,磁也有正负极,
那么电和磁之间到底有没有联系呢?许多科学家对此进行了研究,但都没有
得到准确的研究成果,这个问题悬而未决,直到 1820年才得到了初步的解
决。就在这一年,丹麦哥本哈根大学奥斯特教授经过几年的反复研究,向科
学界公布了电流的磁效应:在通电流的导线周围磁针产生偏转现象。这一下,
轰动了整个科学界,英国也不例外。电流对磁能产生作用,这是毫无疑问的
了,那么它们之间的相互关系到底是怎么样呢?各国科学家都朝着这个方向
而努力。不久,法国科学家比奥和萨伐尔,确立了电流对磁极作用的定量规
律,他们的结果后被称为比奥—萨伐尔定律。法国科学家安培还建立了电流
与电流间规律的安培定律。
戴维此时已经是英国皇家学会的会长。他也在研究电流和磁的相互关
系,并取得了一些进展,但比起法国同行来就逊色多了。而且,他已经把自
己的很大一部分精力投向了贵族社会的时髦享受与交际应酬。他没有想到,
电磁学的下一步进展,就要由他的助手法拉第来完成了。
1821年4月,英国另外一位与戴维齐名的著名科学家华拉斯顿来找戴
维。他认为:既然通电的导线能使磁针发生偏转,那么如果在两个金块中间
夹一根直导线,通上电流,然后拿一根磁棒移近导线,那么导线就会绕着自
己的轴转起来。说完后,他就在戴维的实验室里进行了实验,但反复试验后
并没有出现华拉斯顿预期的结果。于是他放弃了试验。当法拉第听他们讨论
这一实验后,凭着自己的实际经验认为:这实验是有可能成功的,因此他开
始着手做此实验。经历了多次失败后,在分析原因时,他意识到了:导线应
该是绕着磁铁公转,而不是像华拉斯顿所认为的自转。
有了这个想法后,法拉第设计了新的试验用具,开始了新的实验。由于
他的不懈努力与实际能力,1821年9月3日,他终于看到了他所想象的一幕:
导线绕磁铁自行旋转起来 (见图1)。“它转动了!成功了!”法拉第兴奋
地围着实验台大喊大叫。经过多次重复的实验,都出现了相同的结果。这时,
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法拉第有一种预感:他所作的电磁转动实验,是一个很重要的结果。因为无
论是奥斯特还是安培,他们只是证明了磁力的存在,而现在他却证实了这种
磁力能使通电导线不停地转动。这应该是电磁学的一个突破。于是,他写了
一篇实验报告寄给了《科学季刊》。10月号的《科学季刊》,马上刊登了法
拉第的这一重要的新发现。
然而,法拉第没有想到的事发生了。有人说他的研究成果是“剽窃”的,
这一研究成果本应属于华拉斯顿。起初,法拉第认为:这是误会,于是他向
人们解释他与华拉斯顿两人实验的不同,但许多人还是不以为然,以为法拉
第如同窃贼一样把华拉斯顿即将到手的科研成果窃取到自己的名下。这种蛮
不讲理的指责使法拉第十分痛苦。这是有生以来的第一次,他的荣誉、他的
人格受到了贬损和玷污。
这时,法拉第与戴维的关系也出现了裂痕。本来,华拉斯顿对别人传言
法拉第“剽窃”自己的“成果”,心里很清楚到底是怎么一回事,也就不以
为然。但戴维却觉得心里有气,他认为:关于电磁转动,是华拉斯顿根据自
己的理论提出来的。华拉斯顿亲自设计并且动手实验,他戴维也参加了实验。
虽说当时功亏一篑,但只要再努一把力,他们就一定会成功的;然而半路杀
出一个法拉第,把自己垂手可得的果实“抢”走了。更让他生气的是,欧洲
大陆上那些科学杂志,马上翻译登载了法拉第的论文,并且对法拉第大加称
颂,什么“科学界的新星”啦,“巧妙无比的实验”啦,这些赞词让戴维极
为不满。戴维嫉妒了。老师嫉妒学生、提拔者嫉妒被提拔者、大人物嫉妒小
人物,这是因为后者超越了前者。
戴维开始有意地压制法拉第了。不久,法拉第写了一篇关于氯气液化新
发现的论文。按照当时的习惯,助手的研究报告和论文要经过有关的教授审
阅;再加上有上次事件的教训,法拉第把自己的论文呈请戴维过目。戴维看
过后,在论文开头加了一段开场白,强调他本人是这次研究工作的发起人;
在结尾还注解这次新发现的结果是他早就设想过的。法拉第对此举感到气
愤,但也无可奈何,因为戴维毕竟是他的恩人和老师。然而,法拉第也意识
到了戴维在嫉妒他,有意压制自己。戴维在法拉第心目中的偶像地位也就因
此而逐渐动摇了。
接着发生了一件更触目惊心的事情。
1823年,由于法拉第在化学、物理研究方面的新发现,他被提名为皇家
学会会员候选人。按照传统的选举新会员的规定,候选人能否最终入选,需
要得到大多数正式会员的同意。此时,华拉斯顿教授已经声明过:那些所谓
法拉第“剽窃”他的实验成果的传闻,纯系乌有,成果是属于法拉第自己的;
他首先表示同意法拉第入选,另外大多数的学会成员也对法拉第入会表示了
认可。只有一个人表示了反对意见,这就是戴维。他说法拉第现在入选皇家
学会还早了点,还需要再锻炼一段时间。所以,他私下要法拉第自己退出候
选人的选举,法拉第表示拒绝。接着他又以皇家学会会长的身份要求提名支
持法拉第当选的会员们撤消他们的提议,也没有成功。
戴维成了孤家寡人,最终没能够取消法拉第的候选人资格。他只能采取
拖延选举日期的办法,拖了半年,直到1824年1月才举行选举。皇家学会会