法拉第

迈克尔·法拉第(Michael Faraday， 1791—1867)， 英国伟大的物理学家和化学家。

1791年9月22日，法拉第出生在伦敦南面一个小村子里。他的父亲詹姆斯是个铁匠，体弱多病，挣得的收入十分微薄，仅能勉强维持一家最低水平的生活，据法拉第后来回忆，有时候家庭每个人员一周仅靠一个面包过活。詹姆斯夫妇共有四个孩子，法拉第是老三。他们俩非常疼爱这些孩子，同时又严格要求，经常教育孩子们要勤劳朴实，不要贪图金钱地位，要做一个正直的人，这对法拉第的思想和性格产生了很大的影响。

由于贫穷，家里没钱送法拉第上学念书，因而法拉第幼年时没受过什么正规教育，只念过几本启蒙读物。他13岁那年为了贴补家庭收入，不得不顶风冒雨在伦敦街头递送报纸。书报商列波很喜欢这个勤快而聪明的少年，第二年就把他招到钉书店里当学徒。在列波的钉书店里，等待装订的书籍堆积如山，法拉第好象来到浩瀚的知识海洋。在钉书完工之余，他如饥似渴地阅读各类书籍，汲取前人的一切有用知识。《大英百科全书》中关于电学的文章，使他对自然科学发生了强烈兴趣，决心为探索大自然的奥秘而贡献自己的一生。

法拉第不仅大量读书，还努力将书本知识付诸实践。他利用废旧物品制作静电起电机，进行简单的化学和物理学实验。他身上总带着笔记本，随时将观察到的有趣现象及自己的新奇想法记录下来。法拉第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。不迷信书本，重视实践尤其是重视科学实验，这个特点在法拉第一生的科学活动中贯彻始终。

对一个没受过正规教育而又贫穷的钉书店学徒来说，想要进入科学的殿堂谈何容易。他既无钱也没有时间再进学校，只能在业余时间去听演讲。1810年在哥哥的资助下，法拉第聆听了学者塔特姆在星期三晚上举行的科学讲座，还参加了塔特姆领导的青年科学组织——“伦敦城哲学会”。通过这些活动，法拉第掌握了物理、化学、天文、地质、气象等方面的基础知识，还学习到一些科学实验的方法，为以后的研究工作打下了基础。

一位列波的老主顾对法拉第的好学精神很器重，赠送给他皇家研究院的入场券，使法拉第有机会听到著名化学家戴维的演讲。他把戴维讲的内容全部记录下来，回去以后和朋友们一一认真地讨论和研究。1812年，法拉第学徒满期之后，被介绍给戴维当临时的抄写员。戴维看了法拉第的听讲笔记，认为他很有科学才能，十分尝识。次年3月，戴维聘请他作实验室的助手，从此法拉第开始了他的科学生涯。

1813年10月，法拉第跟随戴维去欧洲大陆旅行。在整个旅行期内，法拉第的公开身份是仆人，他要干许多伺候戴维的工作，甚至不允许和戴维在一桌吃饭。但他并不自卑，而把这次旅行当作学习的好机会。他见到了许多著名的科学家，参加了各种学术交流活动，还学会了法语、意大利语，通过这次欧洲大陆之行，法拉第大大开阔了眼界，增长了见识，正如他的一位好友所说：“他(法拉第)上的大学是在欧洲，他的老师就是他伺候的主人，以及慕戴维之名而来的那些名流。”

1815年4月，法拉第回国以后，立即全力以赴进行科学研究。他搜集了能得到的一切资料，作了详尽的目录索引和笔记。在实验室里，他大胆进行各种实验，有时甚至要冒生命的危险。有一次作氯气试验，他明知氯气对人体有毒，仍然亲自吸入氯气以验证氯气的性质。这种甘冒风险和勤奋精神，使法拉第在化学研究上渐露头角。1816年他发表了第一篇题为《托斯卡纳苛性石灰之分析》的论文;1818年他开始研究合金钢，发现添加微量金属元素可以影响钢的性能，这项工作为后来合金钢的研究开拓了道路;1820年他首次用置换反应制成两种碳的氯化物;1823年他液化了氯气;1825年他第一个从石油气中分离出苯，同一年还制成一种光学玻璃。这些成果使法拉第成为一位知名的化学家，法院多次请他鉴定诉讼中涉及的科学技术问题。虽然戴维出于嫉妒而对他持不公正态度，1824年法拉第仍然被选入英国皇家学会，时年33岁;次年升任皇家研究院的实验室主任。

为了帮助解决皇家研究院的经济困难，法拉第除了积极参加研究院的工作以外，1826年他创设了定期的科学讲座，每星期五晚上为研究院成员作演讲。从此这个讲座作为制度确定下来，一直持续到现在。到1862年法拉第退休为止，他一共作了100多次演讲。到场的听众有一些是政府成员和上层人士，因此这个讲座对英国政府的科学和教育政策，产生了积极的影响。另外，为了在青年中普及科学知识，法拉第还开设了“圣诞节讲座”，他自己作了19次科学演讲。法拉第是一位出色的演说家，他那简炼准确的语言，通俗易懂的比喻，精采生动的演示实验，激起了无数听众对科学的兴趣和热爱，许多年以后在人们头脑中仍然记忆犹新。

1821年法拉第和银匠的女儿萨拉结婚。萨拉没有文化，但性格温柔敦厚，她无微不至地照顾法拉第的生活和健康，使他有充沛的精力搞研究工作。他们共同生活40余年，虽然没有孩子，夫妻感情十分融洽和睦。法拉第取得了巨大成就，其中也有他妻子的一份功劳。

除了化学上的成果外，在电学方面法拉第为人类作出了巨大意义的贡献。1820年丹麦物理学家奥斯特发现，通电导线能使附近的磁针发生偏转，从而揭示出电与磁有密切关系。这一发现引起法拉第的极大兴趣，他决心进一步探索其内在原理。经过反复试验，1821年法拉第成功地作出了“电磁旋转实验”。他用简单的装置，显示出通电导体和磁铁相互连续旋转，实际上这是第一台将电能转变成机械能的装置。由于这个实验的成功，法拉第名声大振，但他并不满足。既然电可以产生磁，为什么磁不可以产生电呢?法拉第有一种自然哲学观，他认为各种自然力都存在着密切关系，而且可以相互转化，因而他坚信磁一定能产生电。1822年他在笔记本上写下“变磁为电”的誓言，决心用实验来证明它。

法拉第开始了一系列实验。他一清早就钻到实验室里，一直工作到深夜12点。工作太疲劳时，他就念一些文学作品。他冥思苦索，却一无所获。在困难面前法拉第并没有退缩，他相信自己的想法一定能成功，充满信心地实验下去。9年的时间过去了，他终于见到了一线希望的微光。1831年8月29日，在他接通套在铁环上一组线圈电流的瞬间，忽然看见接在另一组线圈的电流计指针动了一下，他又重复几次，电流计指针仍然发生摆动。他紧紧抓住这个新的启示，改变实验条件，继续实验下去。经过几周的连续苦战以后，他终于在1831年10月17日宣布，可以用永久磁铁产生电流，使磁力转变为电力，这就是有名的电磁感应原理。利用这个原理，法拉第创制出世界上第一台感应发电机的雏型。

法拉第发现的电磁感应原理是一个划时代的伟大科学成就，它使人类获得了打开电能宝库的钥匙，在征服和利用自然的道路上迈进了一大步。后来人们根据电磁感应原理，制成了实用的发电机、电动机、变压器等电力设备，建立起水力和火力发电站，使电力普遍应用于生产各部门和生活的各方面，这一切都和法拉第的伟大贡献密不可分。1931年电气工程师学会在伦敦举行了规模盛大的国际性会议，来纪念法拉第发现电磁感应原理100周年。

在电学上获得重大进展以后，法拉第没有陶醉于随之而来的荣誉之中停步不前，他继续进行新的探索，开拓新的领域。1832年法拉第用实验证明，不管电的来源是伏打电池、摩擦方法，还是热电偶、电磁感应以及生物电，其本性都是相同的，从而澄清了当时物理学界对电本性的错误认识。1834年法拉第提出了以他命名的两条电解定律，为电化学及电解、电镀工业奠定了理论基础，他使用的阳极、阴极、电解质、阳离子、阴离子等名词一直沿用至今，他的名字被命名为电解中一种电量单位。1881年德国物理学家赫尔姆霍茨用法拉第的电解定律作实验基础，提出了电荷具有粒子性的重要观点。法拉第还研究了物质在电场中的特性，发现了物质的介电常数，为了纪念他的贡献，电容的单位被命名为“法拉”。

在实验中法拉第发现有些现象用传统观点无法解释。当时的物理学界中，牛顿的“超距作用”机械观占统治地位，这种观点主张物体相互作用的传递不通过中间媒质。面对理论和实验之间的矛盾，法拉第毅然抛弃传统观点，1838年他提出电力线的新概念来解释电、磁现象，这是物理学理论上的一次重大突破。以后法拉第又提出磁力线的概念，从而为经典电磁场理论的建立奠定了基础。后来英国物理学家麦克斯韦用数学工具研究法拉第的力线理论，提出有名的“麦克斯韦方程组”最后完成了经典电磁学理论。

由于过度的思考和劳累，1839年法拉第患了严重的神经衰弱症，暂时中断了对电磁学的研究。在养病期间他并没有完全闲着，转而研究气体的液化，成功地液化了几种气体。几年以后他的身体稍有恢复，又继续原来的研究课题。1843年，法拉第用有名的“冰桶实验”，证明了电荷守恒定律。1845年他在实验中发现固体和液体在磁场中的旋光性，即强磁场使透明体中光的偏转面旋转的效应。次年他提出了光的电磁场概念，揭示了光和电、磁的密切关系。同一年他还发现了物质的顺磁性和抗磁性，并成功地用力线概念加以解释。1850年，他试图用实验建立重力(万有引力)和电力之间的关系，他在论文的结论中说：“现在我的试验结束了。结果是否定的。但这并没有动摇我的坚定信念，在重力与电力之间存在着一种联系，尽管我的实验没有为这种联系的存在提供任何根据。”法拉第的预言为后世物理学的进一步发展所证实。他这种信念来源于他一贯的思想，认为自然界是统一的，各种自然力之间存在着内在的联系。这种辩证的思想说明，在自然哲学观上法拉第走在同时代物理学家的前面。

十九世纪五十年代以后，法拉第的健康状态进一步恶化，精力和智力大为衰退，他被迫停止研究工作。即使在这种时候，他仍然经常作演讲，向广大群众宣传科学知识。1862年他从皇家研究院退休以后，居住在萨里郡汉普顿宫一幢维多利亚女皇赠送的房子里。1867年8月25日，这位伟大的科学家坐在书房的一把椅子上安然去世。

法拉第对人态度和蔼可亲，宽宏大量;对自己要求严格，一发现有错误就立即改正，决不文过饰非。他虽然获得很高的荣誉和地位，却始终保持谦虚谨慎的态度。他在临终遗嘱里，吩咐家人不要举行隆重的葬礼，不要葬入威斯敏斯特名人公墓，而和普通人一样葬在一般墓地里。在成名以后，曾有人以高额报酬请他去私人企业工作，他不愿影响正在进行的重要研究而婉言谢绝。对于国家交给他的科研任务，却欣然从命，不要任何报酬。虽然他服务的国家并非真正为人民谋利益，但这种为了科学而不计报酬、蔑视金钱的态度，和当时科学界某些追名逐利的人相比，是很难能可贵的。他在科学研究上的辉煌成就，对社会生产的发展发生重大的影响。

法拉第从一个穷铁匠的儿子、钉书店的学徒，经过自己的努力，克服了重重困难，成了一位为人类作出巨大贡献的科学家。他那种坚韧不拔、不怕挫折和失败、不断追求科学真理的大无畏精神;他那种不迷信书本，一切从客观实践出发，重视科学实验的唯物主义态度;以及他不盲目崇拜权威和名家，不囿于传统观点，敢于提出独特见解的创新精神，体现了一个科学家的优秀品质和作风，永远值得后人学习和景仰。