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从学徒到大科学家

1957-08-16胡慧玲

中国青年 1957年12期
关键词:磁石法拉第戴维

胡慧玲

谁都会碰到不顺利的环境,但是,有些人在它面前畏缩观望,停步不前;有些人却能战胜环境、受到磨炼成就一番事业。

1791年9月22日法拉第出生在伦敦附近乡村里一家简陋的常常见不到阳光的打铁铺里。铁铺中的叮当声日夜不绝,但是铁匠的收入并不多,只够勉强维持生活。

法拉第一生只进过几年初级小学。在学校里,他跟普通孩子一样,并没有什么特别突出的表现。

更不幸的是,法拉第九岁的时候,父亲去世了。比他大三岁的哥哥,被迫拿起铁锤,继承了父亲的工作。十二岁,法拉第也不得不离开家庭,到伦敦一家订书店里,开始了学徒生活。

抓紧机会学习

法拉第在书店里,起先是做分送刊的零杂工作,后来才学习装订书本的手艺,前后一共做了七年。他一面学着装订图书,一面刻苦地读着自己亲手装订起来的书籍。几乎一切看得到的东西,他都拿来看了。

曾有一个时期,法拉第装订新出的“大英百科全书”,全书中有关电学的问题,深深地吸引了他。不久,他又看到一本实验化学,也很引起他的兴趣。于是,他开始钻研起有关化学和电学方面的问题来。

但是,贫困,缺乏常识,繁重的工作,这就是法拉第所处的环境。要学习,必须向这个恶劣的环境作斗争。

当时,专门研究电学的科学家,对电学所具有的知识,照现代的眼光看来,还不如现在初中学生知道的多。不过,对法拉第来说,这己经是够深了。要知道,那时他对“电学”两字的意义也是不清楚的。但是,愈是不知道的,他愈想知道。他一遍看不懂,再看一遍。自己不懂,就请教别人。

为了学习,法拉第主动地结识了许多朋友,其中有职员,有大学生。无论什么时候,他总是非常虚心地毫无顾虑地争取他们的帮助和指导。

做学徒的工资是极少的。除了简单的吃穿,所余无几了。但是为了使学到的东西有透彻的了解,法拉第还是克勤克俭,省下钱来,买了一些便宜简单的实验仪器,在自己的寝室中布置起来,反复地照着书上所说的做实验。贯穿他一生的可贵的实验精神,也就在这个时候萌芽了。

法拉第抓紧一切可以利用的时间学习。白天工作忙,主要是集中在晚上和星期休假日学习。他常去听科学家的公开讲演。十九岁的时候,他还在晚上挤出时间到一家私人教师那里补习,以弥补自己的知识缺陷。可惜,听讲和补习的费用不很便宜,这不是他所能经常担负得了的。幸亏他的哥哥,忠厚好心的铁匠,在经济上帮助了自己好学的弟弟。

全身变成了耳朵

法拉第的知识愈来愈丰富了,求知欲也愈来愈强了。现在,他甚至想到皇家学院(英国科学院)去听大科学家的讲演了。

一个订书学徒,一个普通的人,怎能随便进高贵的皇家学院去听讲呢?但是,潜伏在法拉第心中的强烈的学习热情,使他想尽办法 ,达到了目的。

一天,法拉第听到当时著名的英国化学家戴维,将在皇家学院公开讲演,恰巧一个同皇家学院有关系的书店顾客到书店来,他就问顾容能不能想法带他去听讲。这个热情的顾客答应了。

戴维开始他的讲演了。法拉第好像全身变成了耳朵,几乎一字不漏地把听到的记了下来。他居然能大致懂得科学家所说的内容了。回家以后,他把记下来的东西再三翻阅研究,并突地试验起来,不厌烦地从这种方法换到那种方法,务使自己透彻了解。在他这所又是寝室又是实验室的小房间里,他埋头苦干着。

法拉第前后一共听了戴维的四次讲演。这四次讲演对他起了非常重大的影响。他发现科学是既艰苦又伟大的事业。他决心毕生为科学研究而努力。

“如果你愿意……”

然而,法拉第还是书店里的一个订书工人,不管他

对科学有多大兴趣,他既没有在大学毕业,又没有在科学院工作的朋友。

当时,摆在法拉第面前的,还有另一条道路。这是一条容易走的道路,那就是维续留在书店里工作。他现在已经好容易七年学徒期满,成了一个正式职工,生活较前安定了。那时,从职工爬上去,做小书店的老板,也并不是不可能的。不过,法拉第不想走这条道路。他认定,从事科学研究是他自己应走的道路。

在无可奈何的情况下,法拉第写了一封信给戴维,谈了自己的心愿,并且把他听讲记下来的笔记,寄给对方看,表明他对于科学的热爱。

一个世界上鼎鼎有名的科学家,会有功夫写回信给一个无名的他从不相识的订书工人么?法拉第一面把信寄出去了,一面禁不住这样怀疑。不过,他仍然抱着一线希望,日夜盼望着,等待着。

1812年初,一个早晨。法拉第赶到了皇家学院,坐在会客室里,忐忑不安地等着同一位学者的接见。原来戴维不但给他回了信,面且要法拉第去见他。

戴维出来了。法拉第不知道要说些什么才好,只是涨红着脸,呐呐地表示他希望做科学工作。戴维很同情他,劝慰了他几句。一个月后,戴维又写信给他,对他说:“皇家学院的化学实验室里,需要一个助手,如果你愿意……”

于是,二十二岁的青年法拉第,脱离了书店工作,开始踏上科学研究工作的阶梯。

在实验室和旅行中

法拉第在戴维的实验室里,起先尽是干些粗活,如管理仪器,做清洁工作。虽然这样,他总是勤恳地完成了这些工作。同时。他在工作中逐渐了解了仪器的用途,实验的过程。凡是那位教授作了讲演,他便努力钻研,实地试验。他还非常善于开动脑筋。在几个月的时间内,他帮助戴维发明了矿工用的安全灯——年青的法拉第,在刻苦自学中积累了不少知识,在这里他第一次显示出了自己的才能。

后来,戴维到欧洲去讲学和考查科学,法拉第做了他的随行。事实上,在这次旅行中,法拉第几乎成了戴维一家的佣人。特别是戴维的夫人,生性倨傲,为了显示她的高贵,常常挖苦他,甚至不让他同他们一起吃饭。但是,游历各国,对这位青年人具有很大的吸引力。他终于跟着戴维旅行了十八个月。旅行开扩了他的眼界,增加了他的知识:关于世界的知识,人与人之间关系的知识,书本和语言的知识。他认为,这是非常宝贵的收获。法拉第变得更加充实了。

1815年,旅行回来以后,法拉第开始在戴维的实验室里,进行一些独立的研究工作。第二年,他发表了他的第一篇论文。1822年,他发现了液态氯。这个发现是在进行告别的实验的时候偶然引起的——他在某个化学实验中,看到试管中出现了一些奇怪的液体,试管一开口又引起了爆炸声。“这是什么道理呢?”发现这种现象的人是到处可能都有的,谁也不会感到稀奇,但是揭露其中奥秘的,却只能是像法拉第那样细心观察,刻苦钻研的人。

他几乎失败了

在古代,人们就由于偶然看到摩擦琥珀能吸引棉花球,因而发现了电的存在。不过,二千年过去了,直到十九世纪法拉第那个时代,人们在电学方面积累起来的知识还是极端贫乏的。当时蒸汽机己经显现出自己的巨大威力,可是全世界不知道有发电机、电灯、电车。到处只能看到射出幽暗光芒的蜡烛、油灯,一摇一幌的牛窜、马车。就是科学家,也把电当作是自然界中最神秘的一种东西。只能在实验室中用贵重的设备才能生产出徽量的电流来,因而答电为无价之宝。

怎样才能产生大量的廉价的电呢?许多科学家都在研究这个问题,法拉第也在1821年以后,开始集中力量进行这方面的研究。

当时,丹麦哥本哈根大学教授奥斯特发现一个有趣的现象:一根通过电流的铁丝,能够吸引附近的指南针,使针转动起来。这说明,电流能引起磁的现象。

既然电流能引起磁的现象,反过来。磁石能不能引起电流的现象呢?法拉第想。如果能够,不是可以用磁石来生产大量的电力了吗?磁石是不会缺乏的——她球本身就是一块硕大无朋的磁石啊!

法拉第决定给自己出了这样一个科学研究题目:“转磁为电”。

决定了就立刻行动。他日夜研究这个问题。用各种办法来进行实验。他的口袋里经常放着一块用铜丝缠绕的铁块,不论什么时候,一有空就拿出来翻弄着,想从中发现什么秘密。

法拉第想尽了一切办法来进行拭验,似乎一切办法都想尽了。然而电还是不能产生出来。

他几乎失败了。

十年就这样过去了

失败,是对科学工作者的一个严重考验,也是必然会有的考验。

磁石到底会不会引起电的现象呢?或许不可能吧?在研究失败的时候,一个人常会犹豫动摇,就此止步,以致前功尽弃,一事无成。但是法拉第直到现在,还是认为原来提出的问题是合理的,他坚信电和磁石之间存在着相互的作用。他坚信科学实践会回答这个问题,只是现在还没有找到打开这个迷宫的钥匙吧了。

当时法拉第的收入很少,生活很苦,如果他放弃科

学研究,替资本家做研究设计工作,完全可以使自己富足起来。何况当时社会上又把埋头科学研究的人看作是蠢人,说什么只有傻子才在灰尘堆积的房间里玩弄玻璃管、铁线和碎跌块,头脑聪明的人是不会在这方面浪费时间的。然而,法拉第丝毫没有为此动摇,他决心把电从实验室中解放出来,用电的光辉来照耀全世界。

失败没有使法拉第迷失方向,相反地,他更加坚强了。

更加艰巨的追求真理的摸索过程开始了。

试验、失败。再试验,再失败。又是试验,又是失败。在实验室,在寝室,在路上,在吃饭的时候,甚至在睡梦中,法拉第无时不为“转磁为电”而绞尽脑汁.

十年,整整的十年,就这样过去了。

简单,却很不容易

1831年10月17日,法拉第照常开始了实验工作。磁石、铁丝、铜丝圈、电流计,一切都准备好了。他将磁石的一端挨近铜丝圈,结果跟往常一样,电流计上的针仍然不动。

忽然,他将磁石完全插入铜丝圈内,想不到电流计上的针动起来了。他吃了一惊,急忙将磁石抽出来,电流计上的针又动了一次。这就是说,磁石引起了电流。

磁转为电!十年来梦寐以求的东西,今天终于变成现实了吗?法拉第一时不能相信自己的眼睛。他试了一次又一次,而每次电流计上面的针都是往返转动着。这决不是偶然的事,决不是受了某些外界临时影响的结果!

法拉第从小就是非常沉着的,现在又是四十开外的人了,可是,此刻,他无论如何再也不能克制自己。“它转动了,它转动了!”他一面嚷着,一面好像小孩似的,在实验室中手舞足蹈,喜欢得狂跳起来。

为什么他以前的试验都失败了呢?现在这个试验跟从前又有什么不同呢?磁石和铜丝都是相同的,所不同的只是以前磁石没有运动,现在有了运动。因此,他得出了一个结论:运动是产生感应电流的必要条件。运动使线圈切割了磁力线,因而引起了电流。

看来,这是多么简单的道理!可是科学家为他花了多少劳动和出血啊!的确一个人学习或理解某个结论或关键问题,记住甚至背熟它,并不是很困难的。但是要得出一个新的结论,摸索出一个新问题的关键所在,可不是容易的事。它需要我们付出巨大的创造性劳动,去实地试验,去独立思考,用前人所得到的丰富知识武装自己,并以此为基础去引申出新的结论来。

跟健忘作斗争

法拉第年青的时候,就患着记忆力不好的毛病。到了老年,由于紧张的劳动,情况更加不好了。1857年,他给朋友写信谈起了这种情况,大意是说:记不住东西很妨碍我,有时过了一夜,就记不起头天晚上做过什么实验。有一个时候,他还不得不为此停止工作,进行休养。

但是,他不断地同自己的健忘作斗争。一遍记不住,就记两遍三遍,五遍十遍。过去研究过的东西,一时记不起来,就慢慢地想,甚至把整个过程都重新回想一番。想到的问题,做过的研究、实验,尽可能马上记录下来。

他终于没有因为健忘而妨碍他在科学上获得重大的成就。相反的,在与健忘作斗争的过程中,锻炼了自己的百折不挠的毅力。

“我的父亲就是一个铁匠呀!”

“我喜欢去拜访本地的铁匠,并且努力理解这种嗜好的原因——我的父亲就是一个铁匠呀!”法拉第在1841年放行瑞士的时候,在日记中这样写道。他这种对工人阶级的崇高感情,直到晚年,仍未稍减。尽管当时社会把工人阶级看成是“下等人”,他自己却常常因做过工人而自豪,并且努力做到不愧工人的本色。

自从法拉第发现磁电以来,全世界都尊敬他,各大学争以学位相加。英国皇家学会选他为主席团主席。但是他从来不炫耀自己。他把一切荣誉奖状、奖章都藏了起来,建最亲近的朋友也不让看。他拒绝接受什么爵位或各种高贵的头衔,宁愿从工作中取得无上的乐趣,直到最后几年卧病床榻为止。已经七十多岁了,他还不辞辛劳,为改善灯塔的照明条件而进行多次危险的旅行。

1867年8月25日,这位学徒出身的大科学家与世长辞了。

法拉第把自己的一生献给了科学事业。除出发现磁电感应这个科学史上有划时代意义的现象以外,他还创立了三个很重要的电解定律,提出了电磁场和力线的概念,发表了许多有关电学的论文,总计有三十卷。他又亲自设计成了世界上第一个发电机。从此,电力源泉这一个无穷无尽的宝藏被发掘了,意味着物质文明巨大进步的电气时代开始降临了。

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