年9月22日,英国萨里郡纽因顿镇,一个名叫詹姆斯·法拉第的穷铁匠,迎来了他第三个孩子的降生。这个孩子,就是后来被称为“交流电之父”的英国著名物理学家、化学家迈克尔·法拉第,由于家境贫寒,他只上过两年小学就辍学当了报童。没有受过正规学校教育的法拉第,最终却成为伟大的物理学家和化学家,是19世纪科学史上最具有影响力的人物之一。
法拉第留存在世上有一部日记,这是一部引人注目的科学文献。日记中用工整的笔迹,不间断地记录了他从年到年的实验室工作,他的思考与机遇、梦幻与迷茫、踌躇与苦恼、成功与兴奋都跃然于已经泛黄的纸页上。年,英国皇家学会经过整理出版了这套日记,共7卷页。
01认真刻苦努力学习
出身平民,没有受过系统教育的他,究竟是如何步入学术巅峰的呢?
为克服自身受教育不足的弱点,法拉第唯一的办法就是不放过一切可以学习的机会,顽强地学习。
年,为生计所迫,他上街头当了报童。第二年又到一个书商兼订书匠的家里当学徒。也许是出于乐观的天性,整整7年的钉书生涯没有令法拉第沉沦,却让他有机会读到了大量的科学著作。
订书店里书籍堆积如山,法拉第带着强烈的求知欲望,如饥似渴地阅读各类书籍,汲取了许多自然科学方面的知识,尤其是《大英百科全书》中关于电学的文章,强烈地吸引着他。他努力地将书本知识付诸实践,利用废旧物品制作静电起电机,进行简单的化学和物理实验。
他还与青年朋友们建立了一个学习小组,常常在一起讨论问题,交换思想。重视实践尤其是科学实验的特点,在法拉第一生的科学活动中贯彻始终。
人生常常会有意外而又是决定性的转折。年4月,法拉第有幸聆听了皇家研究院当时极负盛名的化学家和发明家戴维(戴维因发现了钙、钠、钾、锶、钡、镁等15种元素而驰名于世,是历史上发现化学元素最多的科学家,他还证实了金刚石和木炭的化学成分相同,被后人称为“无机化学之父”。)。
在聆听著名化学家戴维的系列讲座时,他一丝不苟地整理听课笔记,把它装订成一部三百多页的《亨利?戴维爵士讲演集》,送给戴维,并且附信,表明自己愿意献身科学事业。结果他如愿以偿。20岁做上了戴维的实验助手。
法拉第勤奋好学,工作努力,很受戴维器重。年10月,他随戴维到欧洲大陆国家考察,他公开的身份与待遇都是仆人,虽然这曾使他的内心十分痛苦,但贫寒出身与奋斗经历造就了他,使他学会了“忍耐”“等待”与“放平心态”,内心深处的一股驱动力使他“不去在意”,结果在旅行中的“间接学习”甚至比一般情况下学到的东西还要更多。著名学者之间的交流使他大开眼界,激发出他的很多新鲜想法,增长了阅历,顺便还学习了法语和意大利语。
由于当时英国的等级制度与法拉第老师亨利?戴维的偏见,他的很多成果长时间没有受到重视,直到年终于引起了科学界的注意。这年1月,法拉第被选为英国皇家学会的会员;年,接替戴维担任皇家学会研究所实验室主任;年,成为登上英国皇家研究所富勒?瑞恩化学教授席位的平民第一人,这是英国化学研究最具影响力的终身教授席位。
02长期实验大胆探索
年7月21日,丹麦哥本哈根大学教授、物理学家奥斯特发现了“电流的磁效应”,建立了电磁的相互联系,诞生了电磁学。成为物理学发展史上一件轰动世界的大事。
年英国著名物理学家法拉第制成了第一个实验电机的模型,年法拉第证明电可以做工运动,人类进入电气时代。随着第一台实用发电机的成功发明,第二次工业革命拉开序幕。
后续法拉第又在年发现了电磁感应现象,此外他还发现了电解定律,对气体放电现象进行了大量的卓有成效的研究,为后来伦琴射线、天然放射性、同位素等的发现准备了条件,为现代物理学的发展奠定了基础。
在电磁学的研究过程中,他创造了诸如抗磁性、顺磁性、电介质、力线、阴离子、阳离子等新词汇,提出了“场”的概念。
在物理学方面,法拉第最早揭示了电的本质,首先提出“静电”“电源”“电解”“磁性”等基本概念。
他打破了当时人们认为电有雷电、摩擦电、伏打电、电磁感应电和动物电等5种不同形式的误解,认为电的本性都是统一的,只是量与强度不同,或产生的机制与现象不同而已。
他利用铁屑引入了“磁力线”概念,并用它解释了磁铁与磁铁间、磁铁与载流线圈间,或载流线圈之间的磁力作用,明确指出这种相互作用是由于周围有“场”的存在。
年10月28日法拉第最终成功地完成了电磁感应实验,他在皇家学会做了公开的演示。这一现象揭示了电场和磁场的关系,这一关系被麦克斯韦进一步发展成电磁场理论方程,它引发了电磁学研究的跨世纪发展。
法拉第在年发现了电磁感应,因此有人把这一年称做电气时代纪元年。但是电真正登上人类的生产和生活舞台,却是许多年以后的事情。
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