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從學徒到大科學家

1957-08-16 03:30胡慧玲
中國青年 1957年12期
關(guān)鍵詞:磁石法拉第戴維

胡慧玲

誰都會碰到不順利的環(huán)境,但是,有些人在它面前畏縮觀望,停步不前;有些人卻能戰(zhàn)勝環(huán)境、受到磨煉成就一番事業(yè)。

1791年9月22日法拉第出生在倫敦附近鄉(xiāng)村里一家簡陋的常常見不到陽光的打鐵鋪里。鐵鋪中的叮當聲日夜不絕,但是鐵匠的收入并不多,只夠勉強維持生活。

法拉第一生只進過幾年初級小學。在學校里,他跟普通孩子一樣,并沒有什么特別突出的表現(xiàn)。

更不幸的是,法拉第九歲的時候,父親去世了。比他大三歲的哥哥,被迫拿起鐵錘,繼承了父親的工作。十二歲,法拉第也不得不離開家庭,到倫敦一家訂書店里,開始了學徒生活。

抓緊機會學習

法拉第在書店里,起先是做分送刊的零雜工作,后來才學習裝訂書本的手藝,前后一共做了七年。他一面學著裝訂圖書,一面刻苦地讀著自己親手裝訂起來的書籍。幾乎一切看得到的東西,他都拿來看了。

曾有一個時期,法拉第裝訂新出的“大英百科全書”,全書中有關(guān)電學的問題,深深地吸引了他。不久,他又看到一本實驗化學,也很引起他的興趣。于是,他開始鉆研起有關(guān)化學和電學方面的問題來。

但是,貧困,缺乏常識,繁重的工作,這就是法拉第所處的環(huán)境。要學習,必須向這個惡劣的環(huán)境作斗爭。

當時,專門研究電學的科學家,對電學所具有的知識,照現(xiàn)代的眼光看來,還不如現(xiàn)在初中學生知道的多。不過,對法拉第來說,這己經(jīng)是夠深了。要知道,那時他對“電學”兩字的意義也是不清楚的。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,就請教別人。

為了學習,法拉第主動地結(jié)識了許多朋友,其中有職員,有大學生。無論什么時候,他總是非常虛心地毫無顧慮地爭取他們的幫助和指導。

做學徒的工資是極少的。除了簡單的吃穿,所余無幾了。但是為了使學到的東西有透徹的了解,法拉第還是克勤克儉,省下錢來,買了一些便宜簡單的實驗儀器,在自己的寢室中布置起來,反復地照著書上所說的做實驗。貫穿他一生的可貴的實驗精神,也就在這個時候萌芽了。

法拉第抓緊一切可以利用的時間學習。白天工作忙,主要是集中在晚上和星期休假日學習。他常去聽科學家的公開講演。十九歲的時候,他還在晚上擠出時間到一家私人教師那里補習,以彌補自己的知識缺陷??上?,聽講和補習的費用不很便宜,這不是他所能經(jīng)常擔負得了的。幸虧他的哥哥,忠厚好心的鐵匠,在經(jīng)濟上幫助了自己好學的弟弟。

全身變成了耳朵

法拉第的知識愈來愈豐富了,求知欲也愈來愈強了?,F(xiàn)在,他甚至想到皇家學院(英國科學院)去聽大科學家的講演了。

一個訂書學徒,一個普通的人,怎能隨便進高貴的皇家學院去聽講呢?但是,潛伏在法拉第心中的強烈的學習熱情,使他想盡辦法 ,達到了目的。

一天,法拉第聽到當時著名的英國化學家戴維,將在皇家學院公開講演,恰巧一個同皇家學院有關(guān)系的書店顧客到書店來,他就問顧容能不能想法帶他去聽講。這個熱情的顧客答應了。

戴維開始他的講演了。法拉第好像全身變成了耳朵,幾乎一字不漏地把聽到的記了下來。他居然能大致懂得科學家所說的內(nèi)容了?;丶乙院螅延浵聛淼臇|西再三翻閱研究,并突地試驗起來,不厭煩地從這種方法換到那種方法,務使自己透徹了解。在他這所又是寢室又是實驗室的小房間里,他埋頭苦干著。

法拉第前后一共聽了戴維的四次講演。這四次講演對他起了非常重大的影響。他發(fā)現(xiàn)科學是既艱苦又偉大的事業(yè)。他決心畢生為科學研究而努力。

“如果你愿意……”

然而,法拉第還是書店里的一個訂書工人,不管他

對科學有多大興趣,他既沒有在大學畢業(yè),又沒有在科學院工作的朋友。

當時,擺在法拉第面前的,還有另一條道路。這是一條容易走的道路,那就是維續(xù)留在書店里工作。他現(xiàn)在已經(jīng)好容易七年學徒期滿,成了一個正式職工,生活較前安定了。那時,從職工爬上去,做小書店的老板,也并不是不可能的。不過,法拉第不想走這條道路。他認定,從事科學研究是他自己應走的道路。

在無可奈何的情況下,法拉第寫了一封信給戴維,談了自己的心愿,并且把他聽講記下來的筆記,寄給對方看,表明他對于科學的熱愛。

一個世界上鼎鼎有名的科學家,會有功夫?qū)懟匦沤o一個無名的他從不相識的訂書工人么?法拉第一面把信寄出去了,一面禁不住這樣懷疑。不過,他仍然抱著一線希望,日夜盼望著,等待著。

1812年初,一個早晨。法拉第趕到了皇家學院,坐在會客室里,忐忑不安地等著同一位學者的接見。原來戴維不但給他回了信,面且要法拉第去見他。

戴維出來了。法拉第不知道要說些什么才好,只是漲紅著臉,吶吶地表示他希望做科學工作。戴維很同情他,勸慰了他幾句。一個月后,戴維又寫信給他,對他說:“皇家學院的化學實驗室里,需要一個助手,如果你愿意……”

于是,二十二歲的青年法拉第,脫離了書店工作,開始踏上科學研究工作的階梯。

在實驗室和旅行中

法拉第在戴維的實驗室里,起先盡是干些粗活,如管理儀器,做清潔工作。雖然這樣,他總是勤懇地完成了這些工作。同時。他在工作中逐漸了解了儀器的用途,實驗的過程。凡是那位教授作了講演,他便努力鉆研,實地試驗。他還非常善于開動腦筋。在幾個月的時間內(nèi),他幫助戴維發(fā)明了礦工用的安全燈——年青的法拉第,在刻苦自學中積累了不少知識,在這里他第一次顯示出了自己的才能。

后來,戴維到歐洲去講學和考查科學,法拉第做了他的隨行。事實上,在這次旅行中,法拉第幾乎成了戴維一家的傭人。特別是戴維的夫人,生性倨傲,為了顯示她的高貴,常常挖苦他,甚至不讓他同他們一起吃飯。但是,游歷各國,對這位青年人具有很大的吸引力。他終于跟著戴維旅行了十八個月。旅行開擴了他的眼界,增加了他的知識:關(guān)于世界的知識,人與人之間關(guān)系的知識,書本和語言的知識。他認為,這是非常寶貴的收獲。法拉第變得更加充實了。

1815年,旅行回來以后,法拉第開始在戴維的實驗室里,進行一些獨立的研究工作。第二年,他發(fā)表了他的第一篇論文。1822年,他發(fā)現(xiàn)了液態(tài)氯。這個發(fā)現(xiàn)是在進行告別的實驗的時候偶然引起的——他在某個化學實驗中,看到試管中出現(xiàn)了一些奇怪的液體,試管一開口又引起了爆炸聲。“這是什么道理呢?”發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象的人是到處可能都有的,誰也不會感到稀奇,但是揭露其中奧秘的,卻只能是像法拉第那樣細心觀察,刻苦鉆研的人。

他幾乎失敗了

在古代,人們就由于偶然看到摩擦琥珀能吸引棉花球,因而發(fā)現(xiàn)了電的存在。不過,二千年過去了,直到十九世紀法拉第那個時代,人們在電學方面積累起來的知識還是極端貧乏的。當時蒸汽機己經(jīng)顯現(xiàn)出自己的巨大威力,可是全世界不知道有發(fā)電機、電燈、電車。到處只能看到射出幽暗光芒的蠟燭、油燈,一搖一幌的牛竄、馬車。就是科學家,也把電當作是自然界中最神秘的一種東西。只能在實驗室中用貴重的設(shè)備才能生產(chǎn)出徽量的電流來,因而答電為無價之寶。

怎樣才能產(chǎn)生大量的廉價的電呢?許多科學家都在研究這個問題,法拉第也在1821年以后,開始集中力量進行這方面的研究。

當時,丹麥哥本哈根大學教授奧斯特發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象:一根通過電流的鐵絲,能夠吸引附近的指南針,使針轉(zhuǎn)動起來。這說明,電流能引起磁的現(xiàn)象。

既然電流能引起磁的現(xiàn)象,反過來。磁石能不能引起電流的現(xiàn)象呢?法拉第想。如果能夠,不是可以用磁石來生產(chǎn)大量的電力了嗎?磁石是不會缺乏的——她球本身就是一塊碩大無朋的磁石?。?/p>

法拉第決定給自己出了這樣一個科學研究題目:“轉(zhuǎn)磁為電”。

決定了就立刻行動。他日夜研究這個問題。用各種辦法來進行實驗。他的口袋里經(jīng)常放著一塊用銅絲纏繞的鐵塊,不論什么時候,一有空就拿出來翻弄著,想從中發(fā)現(xiàn)什么秘密。

法拉第想盡了一切辦法來進行拭驗,似乎一切辦法都想盡了。然而電還是不能產(chǎn)生出來。

他幾乎失敗了。

十年就這樣過去了

失敗,是對科學工作者的一個嚴重考驗,也是必然會有的考驗。

磁石到底會不會引起電的現(xiàn)象呢?或許不可能吧?在研究失敗的時候,一個人常會猶豫動搖,就此止步,以致前功盡棄,一事無成。但是法拉第直到現(xiàn)在,還是認為原來提出的問題是合理的,他堅信電和磁石之間存在著相互的作用。他堅信科學實踐會回答這個問題,只是現(xiàn)在還沒有找到打開這個迷宮的鑰匙吧了。

當時法拉第的收入很少,生活很苦,如果他放棄科

學研究,替資本家做研究設(shè)計工作,完全可以使自己富足起來。何況當時社會上又把埋頭科學研究的人看作是蠢人,說什么只有傻子才在灰塵堆積的房間里玩弄玻璃管、鐵線和碎跌塊,頭腦聰明的人是不會在這方面浪費時間的。然而,法拉第絲毫沒有為此動搖,他決心把電從實驗室中解放出來,用電的光輝來照耀全世界。

失敗沒有使法拉第迷失方向,相反地,他更加堅強了。

更加艱巨的追求真理的摸索過程開始了。

試驗、失敗。再試驗,再失敗。又是試驗,又是失敗。在實驗室,在寢室,在路上,在吃飯的時候,甚至在睡夢中,法拉第無時不為“轉(zhuǎn)磁為電”而絞盡腦汁.

十年,整整的十年,就這樣過去了。

簡單,卻很不容易

1831年10月17日,法拉第照常開始了實驗工作。磁石、鐵絲、銅絲圈、電流計,一切都準備好了。他將磁石的一端挨近銅絲圈,結(jié)果跟往常一樣,電流計上的針仍然不動。

忽然,他將磁石完全插入銅絲圈內(nèi),想不到電流計上的針動起來了。他吃了一驚,急忙將磁石抽出來,電流計上的針又動了一次。這就是說,磁石引起了電流。

磁轉(zhuǎn)為電!十年來夢寐以求的東西,今天終于變成現(xiàn)實了嗎?法拉第一時不能相信自己的眼睛。他試了一次又一次,而每次電流計上面的針都是往返轉(zhuǎn)動著。這決不是偶然的事,決不是受了某些外界臨時影響的結(jié)果!

法拉第從小就是非常沉著的,現(xiàn)在又是四十開外的人了,可是,此刻,他無論如何再也不能克制自己?!八D(zhuǎn)動了,它轉(zhuǎn)動了!”他一面嚷著,一面好像小孩似的,在實驗室中手舞足蹈,喜歡得狂跳起來。

為什么他以前的試驗都失敗了呢?現(xiàn)在這個試驗跟從前又有什么不同呢?磁石和銅絲都是相同的,所不同的只是以前磁石沒有運動,現(xiàn)在有了運動。因此,他得出了一個結(jié)論:運動是產(chǎn)生感應電流的必要條件。運動使線圈切割了磁力線,因而引起了電流。

看來,這是多么簡單的道理!可是科學家為他花了多少勞動和出血??!的確一個人學習或理解某個結(jié)論或關(guān)鍵問題,記住甚至背熟它,并不是很困難的。但是要得出一個新的結(jié)論,摸索出一個新問題的關(guān)鍵所在,可不是容易的事。它需要我們付出巨大的創(chuàng)造性勞動,去實地試驗,去獨立思考,用前人所得到的豐富知識武裝自己,并以此為基礎(chǔ)去引申出新的結(jié)論來。

跟健忘作斗爭

法拉第年青的時候,就患著記憶力不好的毛病。到了老年,由于緊張的勞動,情況更加不好了。1857年,他給朋友寫信談起了這種情況,大意是說:記不住東西很妨礙我,有時過了一夜,就記不起頭天晚上做過什么實驗。有一個時候,他還不得不為此停止工作,進行休養(yǎng)。

但是,他不斷地同自己的健忘作斗爭。一遍記不住,就記兩遍三遍,五遍十遍。過去研究過的東西,一時記不起來,就慢慢地想,甚至把整個過程都重新回想一番。想到的問題,做過的研究、實驗,盡可能馬上記錄下來。

他終于沒有因為健忘而妨礙他在科學上獲得重大的成就。相反的,在與健忘作斗爭的過程中,鍛煉了自己的百折不撓的毅力。

“我的父親就是一個鐵匠呀!”

“我喜歡去拜訪本地的鐵匠,并且努力理解這種嗜好的原因——我的父親就是一個鐵匠呀!”法拉第在1841年放行瑞士的時候,在日記中這樣寫道。他這種對工人階級的崇高感情,直到晚年,仍未稍減。盡管當時社會把工人階級看成是“下等人”,他自己卻常常因做過工人而自豪,并且努力做到不愧工人的本色。

自從法拉第發(fā)現(xiàn)磁電以來,全世界都尊敬他,各大學爭以學位相加。英國皇家學會選他為主席團主席。但是他從來不炫耀自己。他把一切榮譽獎狀、獎章都藏了起來,建最親近的朋友也不讓看。他拒絕接受什么爵位或各種高貴的頭銜,寧愿從工作中取得無上的樂趣,直到最后幾年臥病床榻為止。已經(jīng)七十多歲了,他還不辭辛勞,為改善燈塔的照明條件而進行多次危險的旅行。

1867年8月25日,這位學徒出身的大科學家與世長辭了。

法拉第把自己的一生獻給了科學事業(yè)。除出發(fā)現(xiàn)磁電感應這個科學史上有劃時代意義的現(xiàn)象以外,他還創(chuàng)立了三個很重要的電解定律,提出了電磁場和力線的概念,發(fā)表了許多有關(guān)電學的論文,總計有三十卷。他又親自設(shè)計成了世界上第一個發(fā)電機。從此,電力源泉這一個無窮無盡的寶藏被發(fā)掘了,意味著物質(zhì)文明巨大進步的電氣時代開始降臨了。

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