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第31章 法拉第(2)

在一个玻璃缸的中央立着一根磁棒,磁棒底部被固定在缸底,缸里倒上水银,磁棒刚好露出一个磁极。把一根粗铜丝扎在一块软木上,让软木浮在水银面上,导线下端通过水银接到伏打堆的一个极上,导线上端通过一根又软又细的铜线接到伏打堆的另一个极上。这样就形成了一个闭合回路,浮立在水银中的导线就会有电流通过,可是它会不会绕着磁棒转呢?

法拉第紧张极了,自己这套粗糙的仪器,到底会不会转呢?会转的,一定会转的。法拉第接通了电源。

“你看见了吗?看见了吗,萨拉。”法拉第欢叫着。

守在一旁的妻子萨拉看得清清楚楚:就在丈夫接通电源的那一刻,浮在水银上的那块软木晃动了两下,像一只小船,无声无息地、缓缓地启航了。那根插在软木上的导线,就像收下了风帆的桅杆,微微有点倾斜,轻轻地摆动着,绕着磁铁缓缓地旋动着。

“什么稀罕玩意,不就是根破铜丝在转吗?我还以为你能让公鸡下蛋呢?”萨拉笑着对丈夫说。

萨拉哪里知道,就是这套小孩玩具似的玩意——磁棒、水银、铜丝组成的这么个装置,竟是世界上第一个电“马达”呢。法拉第想:一根导线通上电流,在磁力的作用下会转动,要是有很多根导线,绕成线圈,通上很大的电流,在很强的磁场中,不就可以产生很大的转动力,带着机器转动吗?这就是电动机。有了电动机,那些笨重的蒸汽机车,林立的烟囱,漫天的烟雾,就将退出历史舞台,取而代之的将是电动设备。那时,人们的生产、生活将大为改观,世界的面貌将为之改变……法拉第的思绪如奔驰的骏马在未来的时空驰骋……

电动机的发明,是人类研究电、磁关系的杰出成果,它的意义毫不亚于瓦特当年发明的蒸汽机。它使得人们对电力的开发利用成为可能,并且由于电能有便于输送,损耗小,无污染的特点,在许多领域取代蒸汽热力而成为人类最重要的能源之一。

在法拉第发明了第一台电动机170多年后的今天,蒸汽列车逐渐被电动机车所取代。电车、摄像机、家用电器相继走进人们的生活空间,尽管它们的结构千差万别,其中的动力设备仍是电动机,其原理同法拉第发明的第一台电“马达”竟大同小异呢!

电动机试验成功,法拉第没有完全沉醉在成功的喜悦之中。他知道自己所做的实验,所研制的装置的意义所在,立即将实验过程及结果写成一篇报告,寄给《科学季刊》发表。然而,这项重要的科学发现带给法拉第的不是称赞、颂扬,却是怀疑、指责,甚至谩骂,进而引发了一场“剽窃案风波”。

在论文发表后相当长的一段时间里,英国学术界曾一度风传法拉第“剽窃沃拉斯顿的研究成果”写了一篇论文,登在《科学季刊》上。法拉第一再向大家解释,说沃拉斯顿的实验和他的实验根本不同,沃拉斯顿是想叫通电导线“自转”,他是叫通电导线“公转”,沃拉斯顿的实验失败了,他的实验成功了。这两种实验不但方法、技巧、仪器不同,连理论解释也不一样。然而又有谁能听得进去呢?在磁场中,通电导线将转动,管它自转还是公转呢,反正转动就是了。这是沃拉斯顿最先预言的,你法拉第不过是做了个实验证实罢了。你一个小小的实验员,擅自闯入大名鼎鼎的沃拉斯顿研究多年的领域,这就是剽窃!

这种蛮不讲理的近乎无知的指责使法拉第十分痛苦,不知是出于嫉妒,还是偏见,科学界对默默无闻初露才华的法拉第横加压抑和责难,使他的人格受到了玷污。最后,法拉第决定亲自拜访沃拉斯顿教授。

沃拉斯顿教授是个性情温和,富有同情心和幽默感的人,对踏实、勤奋、头脑敏锐的法拉第素有好感,对这个年轻人闯进自己多年的研究领域并不以为忤。他认为科学是不应该人为地分划为众多领地的,心胸坦荡的沃拉斯顿本人从内心里为年轻的法拉第取得的伟大成就感到高兴。在电磁学的研究上,英国科学界总算又走到了前头,皇家学院后继有人了!

法拉第和老教授的会谈既诚挚又风趣。老教授说:“科学的发展都是建立在前人经验的基础上,谁都不可能完全从零开始。你不要管别人怎么说,牛顿虽然伟大,但他自己都说‘我是站在了巨人的肩上’。我们搞科学研究,借助前人的经验和启发,是为了少走弯路,怎么能说‘剽窃’呢。要是那样的话,我们皇家学院每一个有成就的人,包括戴维和我,甚至包括先人牛顿,不都成了欺世大盗了吗?”

老教授的一席话,令法拉第十分感动,他打消了顾虑,重新投入到工作中去。后来,老教授公开肯定法拉第的工作。所谓的“法拉第剽窃风波”也无声无息地消失了。但是它并没有从法拉第的心头消失,他的心灵上留下一个创伤。在这之后整整十年,法拉第几乎没有从事什么电磁学研究,他又回过头去研究化学问题。

1823年,法拉第成功地液化了氯气,发明了气体液化的基本方法。同年,以沃拉斯顿教授为首的皇家学会29名会员联名提议法拉第为皇家学会会员候选人。1824年1月8日他正式当选。

惊人的业绩

1825年2月,由戴维提名,法拉第被任命为皇家学院实验室主任。在这期间,法拉第仍埋头于实验室,从事化学方面的研究。

当时,英国的燃料和照明已经开始煤气化。一家煤气公司发现,在煤气压缩装筒的过程中,筒底总有一些粘稠的液体凝聚出来。1825年4月,这家公司请法拉第帮助分析液体成分。经过分析,法拉第发现这是一种新的物质,并运用巧妙的实验技术,测定了这种物质的化学组成,命名为“重碳化氢”,即我们今天所说的苯。

1829年,法拉第又研制成功光学玻璃和不锈钢。尽管法拉第并没有认识到他的这些发明的意义所在,但现在光学玻璃和不锈钢还是被广泛地运用到生产、生活和科学实验中。苯在染料、香料、医药等各个工业部门中也得到了广泛的应用,对人类的文明进步做出了不朽的贡献。

在法拉第发明电动机以后的很长一段时间里,他把主要精力都用于化学方面的研究,取得了突出成果,然而最让他难以割舍的,还是他心爱的电和磁,终于在1831年又取得了两项划时代的发明——变电器和发电机。

奥斯特的实验给了他两个启示。第一,通电导线既然对磁铁有影响。反过来磁铁当然也应该对通电导线有影响,基于这个思想,法拉第发明了电动机。第二,在奥斯特实验中,通电导线所以能使磁针偏转,是因为电流产生了磁。既然电流能产生磁,那么反过来磁当然也应该能产生电流。基于这个思想,尽管从1824年到1828年做的数次实验,都失败了,但执著的法拉第并没有气馁。他认为自然界是统一和谐的,物质之间的转变也应该是相互的,他坚信把磁转变成电是可能的。

1831年8月29日,法拉第又做了个实验。他设计了这样一个装置,在一个圆铁环的左半边绕上许多匝铜线(铜线之间用线和布绝缘),铜线的两端和一个伏打堆相连,在铁环的右半边也绕了许多匝铜线,铜线两端闭合,铜线下距铁环1米处放上一根小磁针,当右边铜线接通电源时,磁针产生了偏转、振荡,最后回到原位置,电源断开时磁针又一次偏转,最终回到平衡位置,法拉第把这个现象称为“伏打电感应”。

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