一生淡泊名利的法拉第12
此时的法拉第已经是法国科学院的通讯院士,然而,他在英国皇家学会还只不过是个年薪一百英镑的实验助理。明明是法拉第发现了气体液化的方法,功劳却要算到老师戴维的头上。法拉第的朋友也为他鸣不平,他们联络了二十九位皇家学会会员,提名法拉第为皇家学会的候选人。戴维第一个跳出来反对,渥拉斯顿倒是第一个签字支持法拉第。最后投票的时候,法拉第几乎全票通过,唯一的反对票就是皇家学会主席—他的老师戴维,理由是法拉第太年轻了,而且没有受过高等教育。然而他忘了,他自己二十四岁当选皇家学会会员时,也有着与法拉第相似的成长历程,是个没有受过高等教育的贫苦年轻人。
1829年,戴维和渥拉斯顿都去世了。人之将死其言也善,有人询问病榻上的戴维,一生最大的发现是什么?戴维意味深长地说:“是法拉第。”可惜法拉第已经是年近不惑的人了,大把的光阴就在戴维的压制下白白流逝,戴维的嫉妒也害人不浅。
戴维去世以后,法拉第总算可以研究自己喜欢的领域了。这些年来一个念头一直萦绕在他心头:既然奥斯特发现用电可以生磁,那为什么不能用磁来生电呢?1831年,他的研究有了初步成果。那时候大家想得都很简单,既然电流附近有磁性,反过来,磁性物质周围是不是有电呢?他就绕了个大线圈,包裹着磁铁,线圈里面根本测量不到电流。后来又换成了两个线圈,相互套在一起,一个线圈通电,看看另外一个有没有电流。法拉第发现,只有在线圈通电或者断开的一瞬间,另外一个线圈才会有电流通过,而且非常短促,瞬间就消失了。这种不寻常的信号引起法拉第的联想:难道“变化”才是问题的关键?之后法拉第又测试了两个线圈发生相对运动的情况,实验结果证实了他的猜想:只有变化的磁场才能感应出电流,恒定的磁场根本不行。于是他提出了电磁感应定律,在这个定律的基础之上,发明了圆盘发电机。人类的发展史就此转折,伟大的电气时代出现了一抹曙光。
要说法拉第是个动手能力超强的科学家,这当然不错,但是法拉第的伟大不止于此,他脑子里深邃的思想一点儿也不比他的动手能力逊色。电化学里面的一系列术语都是他发明的,比如阴极、阳极、离子等等。他还精确地总结出了电解定律,这是整个电化学的基础。但这些都不是法拉第最重要的思想,他思想中最重要的精髓叫做“场”。
众所周知,经典力学的祖师爷是牛爵爷。牛顿在描述万有引力的时候认为引力是瞬间抵达,不需要传播时间的,这在物理上称作“超距”作用。同样,安培等人也认为,超距作用不需要介质,电和磁也是超距作用,不需要传播时间。但是法拉第跟他们想的不一样:在磁铁周围撒上铁粉,轻轻地振动一下,铁粉就会显示出一圈圈的纹路。这是怎么回事儿呢?这些线条又代表什么?法拉第管这些线条叫做“磁力线”,那么是不是也存在电力线呢?完全有可能,电磁不分家嘛。假如电和磁都是需要传播介质的,那么传播介质都会像铁粉一样有序排列吗?需要什么作为传播介质呢?法拉第现在还没法回答,他还注意到一个后来被称为“法拉第效应”的奇怪现象,那就是在磁场里,光的偏振方向会发生变化。电和磁已经搅成一锅粥了,怎么这个光又掺和进来了?光难道与电和磁有关系?这也让听到他这些理论的人都如坠五里云雾一般,人们从来没有怀疑过牛顿描述的超距作用,现在法拉第说的什么磁力线电力线的,大家纷纷摇头,他到底要干什么?
法拉第的思想超越了时代,不被理解也是正常的。1851年,法拉第写了一篇文章——《关于磁力的物理线》,里面讲的就是磁力线与电力线的问题,他深信这些力线是存在的。电磁感应是怎么回事儿呢?其实就是导体在做切割磁力线的运动。后来,法拉第的思想进一步发展,他认为磁力线并不是磁铁在发射某种东西,而是空间本身固有的特性,物质可以改变磁力线的分布状况,磁力线是可以传递力的。法拉第慢慢地形成了一个新的理论——“场”,这也是他与电和磁打交道几十年总结出来的思想。
法拉第渐渐老去,国家要赐予他爵士头衔,他拒绝了,邀请他当皇家学会主席,他也拒绝了。法拉第一生淡泊名利,这与他老师戴维形成了鲜明对比。他是皇家科学研究所的富勒化学教授,这也是一个很重要的教职。皇家科学研究所每个礼拜都有对公众开放的科学讲座,法拉第经常光顾。
后来有个年轻人常常在讲座现场碰见他,这一天,这个年轻人兴冲冲跑来,手里拿着一沓稿子,他兴奋地告诉法拉第,根据法拉第的思想,他写了一篇论文,名字叫做《论法拉第的力线》。
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