法拉第

在人類5000年的文明史上,湧現出過一批批、一代代的傑出人物。在他們當中,有政治家、思想家、科學家、軍事家、文學家……數不勝數。他們屬於自己的時代,也屬於整個人類曆史,融合在人類文明的長河之中。到公元18世紀中葉,歐洲最先開始了工業革命。從此,人類在學科的各個領域內,都有了突飛猛進的發展。這個發展過程,也是在許許多多的傑出人物與千千萬萬普通勞動者共同努力下進行的。“傑出”與“普通”是沒有本質區別的。本書的主人公——英國人邁克爾·法拉第,就是一位從普普通通的手工工匠通過自己的不懈努力,最終成為永留青史的傑出人物的。

一、奮鬥與追求

這已經是英國工業革命進行得如火如荼的年代了,人類社會已經開始進入了蒸汽時代。1791年9月22日,倫敦城南的鐵匠詹姆斯·法拉第家裏,又降生了一個小生命,他是這個家庭中的第五位成員,在他的上麵已經有一個哥哥與一個姐姐。他的降臨,給這個貧窮的家裏又多了一張吃飯的嘴。

父母似乎很喜歡這個可愛的新生兒,為了紀念他的外祖父,父親給他起名叫邁克爾。誰也沒有想到,就是這個普普通通的嬰兒,日後發現了電磁感應,證明了“場”的存在……他的種種發現引起了物理學劃時代的革命與進步。

然而,邁克爾·法拉第的童年是在困苦與饑餓中度過的。6歲時,他和哥哥羅伯特在父母勒緊腰帶的情況下,都進入了一家小學學習。當時英國的中小學教育,很重要的一項內容就是教孩子們“說話”,這並不是說他們不會說話,而是他們不會“正確”地說話。當時在英國,要是不會控製腔調,說上流社會裏通行的那種抑揚頓挫的英語,就別想找到一個上等職業。然而,要孩子們換一種他們不習慣的腔調來說話,有時候竟比學外國話更困難。許多人上了好幾年學後,說起話來仍舊是含含糊糊,無法改變他們說了多年的倫敦土話口音。

而邁克爾遇到的麻煩也正是如此。一天,教語音的女老師讓他發音,他卻怎麼也無法按老師的要求讀出音來,刻薄的女老師再一次挖苦了他和他的哥哥,並用教鞭打了小邁克爾。他和哥哥再也無法忍受了,他們跑回家中向母親哭訴了受辱的經過,並發誓從此以後再也不回那個女老師的學校中上學。母親對老師的行為也很不滿,經過考慮後就答應了孩子們的請求,把他們轉到了另外一所小學。

他們放學後是沒有時間進行複習的,更談不上痛痛快快地玩耍了,因為家境貧窮,他們不得不替父母幹些活兒。羅伯特每天放學後要到父親的鐵匠鋪裏幫忙;邁克爾則要回家看護小妹妹。媽媽把妹妹交給邁克爾照管,她自己就可以騰出身來,到市場上去買點便宜貨,為了節省每一個便士(便士是英國的輔幣,現在100新便士合1英鎊;按當時英國幣製,每12便士是1先令、每20先令合1英鎊)而討價還價、爭吵、到處跑。隻要看到媽媽回家時那愁苦的表情、那個空空如也的購物口袋,邁克爾就明白:今天糧食又漲錢了,蔬菜也提價了。而肉食呢?這一家子已經有很長時間沒吃過肉了。

就是在這樣一種困苦的生活中,詹姆斯·法拉第的4個孩子漸漸成長起來;然而他的心情也逐漸地沉重起來。因為他常常鬧病,身體很虛弱,經常是沒打幾下鐵錘,就開始心慌意亂。對於一個靠出賣體力的鐵匠來說,有什麼比失去健康更可怕的呢?他希望能夠休息幾天,可是這個願望是無法實現的,因為一家6口要靠他的勞動來維持生活。就這樣,他拖著疲憊的身體繼續幹了下去,直到有一天支撐不住了,隻能躺在床上歎息。

就這樣,一家人失去了生活來源,隻能靠少得可憐的救濟金過日子。這時候,邁克爾·法拉第9歲。全家每星期領來的救濟糧,分到邁克爾手裏的,隻有一個不大的麵包,像他那樣正在長身體的男孩子,一次就可以把麵包吃完。可是,為了活下去,媽媽隻能把麵包切成14片,讓他早晚各吃一片。懂事的邁克爾看到媽媽那紅腫的眼圈,疲勞不堪的身體,使勁地點了點頭。幸好,這樣的日子沒持續太久。半後年,13歲的羅伯特子承父業,進了一家鐵匠鋪;妹妹長大了些,媽媽抽空到有錢人家去幹零活了。一家人終於從死亡線上掙紮過來。

3年以後,邁克爾13歲,為了維持家中的生活,他隻得離開了學校,父親把他送到了倫敦布朗福特街2號一家裝訂圖書的書店學徒。曆史常常對許多事作了巧妙的安排,從以後的發展道路表明,在法拉第邁向科學高峰的千裏之行中,這是邁向重要的第一步。

裏博先生開的這家店鋪,經營書籍裝幀,也銷售圖書、文具,出租報紙。19世紀初,歐洲的出版印刷業還不很發達,書價昂貴,圖書成為一種奢侈品,隻有很有錢的人才買得起。一本書常常是翻來覆去地看,甚至傳給兒孫,等到書的封麵磨壞或散頁後,主人就把它送到書籍裝訂鋪去重新裝訂,然後像新書一樣放在書櫃裏。這時報紙也沒有大量發行,而且價格也很貴,除了顯貴豪富,很少有人訂得起報紙。一般的中等人家都是租報,看一會兒再還。裏博在報館訂了幾份報紙,由報童按一定的路線送到租報者的家中。那幾年英國正在和法國作戰,人們都很關心戰局,所以向裏博租報的用戶越來越多,他也正需要送報的報童。裏博答應老鐵匠,讓邁克爾送一年報,要是孩子機靈懂事、手腳勤快,一年後正式收他作學徒。

從此,邁克爾·法拉第開始了獨立生活的曆程。他不畏嚴寒酷暑,過街穿巷,在倫敦城裏奔波。雖然這個工作很辛苦,吃慣了苦的他不覺得累,能把自己掙來的錢補貼家用,他高興;趁著送報的空閑也看看報,他也高興。雖說報紙上有許多字不認識,許多人名、地名不知道,但這難不倒好學的邁克爾,他經常問別人。

一年的時間很快過去了。見到邁克爾聰明伶俐、吃苦耐勞,又肯學習,裏博先生很滿意,正式收他為學徒,7年滿師。就這樣,邁克爾搬到了裏博的書店裏,開始了他的學徒生涯。邁克爾的母親不認識字,父親也識字不多,家裏隻有一本書,那就是家家都有的《聖經》。可是現在,上下左右都是書,從《一千零一夜》到《莎士比亞戲劇集》,從一般科學讀物到《大英百科全書》,應有盡有。這裏是知識的源泉、智慧的海洋。

手巧心靈的邁克爾很快學會了書籍裝訂的手藝,沒過多長時間,就趕上了店裏的師傅。於是,在閑暇之時,他可以看看自己親手裝訂的書了。起初他隻是覺得很有意思,想知道這些書到底都講了些什麼,不過信手翻看而已;但日久天長,他逐漸被書本的精彩內容吸引住了。開始,他是有書必讀;後來,當他讀過了沃茨博士的《心智論》,才明白了如何選擇書籍、怎樣自學與修養。這是法拉第科學生命的開端,這個開端對這位未來的科學巨匠的生活道路的影響是很大的。

邁克爾很幸運,碰上了裏博先生這樣的好老板。要是換一個人,像他這樣的小學徒,不守本分而是在幹活的地方讀書,早就要挨罵了。但裏博先生是位心地善良的人。他開書鋪,書是他的飯碗、又是他的愛好。愛讀書的人他見得多了,可是像邁克爾這樣愛書如命的人,倒是第一次見到。每晚收工以後,邁克爾總是把切刀、銅尺、膠水這些裝訂書籍的用具收拾得整整齊齊,然後連飯也不吃、工作服也不脫,就坐在工作台前全神貫注地看起書來。他邊看邊記,碰到好的插圖就臨摹下來,看書時,他時而沉思,時而比比劃劃,時而又露出幸福的微笑。裏博先生也被他這種好學精神所感動。他鼓勵邁克爾說:“讀吧,邁克爾,你好好地讀書吧!想讀什麼就讀什麼,通曉書中的內容並不會妨礙你成為一個好訂書匠的。”

自己的勤奮與天才再加上店主的支持,使邁克爾漸漸走上了科學之路。不久,他又閱讀了《大英百科全書》的一部分和《化學漫談》一書。《大英百科全書》裏講的那些電的現象,《化學漫談》中講的那些化學實驗,把邁克爾迷住了。他走進了一個神奇而充滿科學的知識殿堂。為了親眼看到書中講述的那些神奇的實驗現象,他用自己微薄的收入,買了一些簡單的實驗儀器和藥品,按照書上敘述的實驗過程,逐個進行試驗。

以前從未經過嚴格實驗訓練的他,在這一時期彌補了這方麵的不足。由於每一件儀器、每一點藥品、試劑都來之不易,所以他備加珍惜,對每次進行的實驗,他都本能地設計好周密的實驗步驟,仔細觀察和分析實驗的結果,以免造成任何一點浪費和不必要的損失。正是這種非常的境遇,培養了他超凡的實驗本領和善於觀察的能力。這對他能在以後的科學上縱橫馳騁,起到了極其重要的作用。因為一個科學家能否取得重大成就,在很大程度上取決於他是否嚴謹和仔細。

時光如流水一般逝去。5年以後,邁克爾·法拉第已經成了一個大小夥子;他的科學知識,也隨著年齡增加而不斷增長。他已經不是一個普通的訂書匠了,幾年的努力使法拉第進入了科學之門的門檻。他在等待機遇,一有機遇,他就會跨過門檻,深入到科學的腹地。

二、機遇與轉折

法拉第對科學的興趣愈來愈濃厚了,視野也愈來愈寬廣了。這時,書店已不能全部滿足他日益增長的求知欲望。

1810年2月到1811年9月,法拉第先後聽了十幾次自然科學家塔特姆的自然哲學演講,感到受益匪淺。他每次都作了詳細的筆記,並把這些謄抄清楚的筆記裝訂成冊。這是他第一次從別人那裏得到直觀的啟示。

當時,英國皇家學院化學教授戴維的通俗化學講座是非常著名的,吸引了上流社會一大批熱衷科學以及附庸風雅的聽眾。對化學的愛好使法拉第忘記了自己的身份。一個地位低下的訂書匠竟想到皇家學院去聽大名鼎鼎的戴維爵士的講演,在當時簡直是不可思議的事。然而,對科學執著的追求,對戴維的無比崇敬,使法拉第無法抑製住自己激動的心情。他通過訂書鋪的一個老主顧,終於得到了戴維講演會的4張入場券。

1812年2月29日,法拉第盼望已久的夜晚終於來到了。吃完晚飯後,法拉第換上一身幹淨衣服,向戴維的講演地點——英國皇家科學院走去。當來到這幢灰白的四層樓之前時,法拉第的心怦怦地跳了起來。從裏博的書店走到這裏用不了多長時間,而他卻像經過千裏跋涉後,來到了一個新世界的門前,他興奮、激動、喜悅。在他當學徒6年多的漫長時間裏,他的每一個便士,每一點空閑的時間,他全部的精神和能力,都奉獻給了科學。他之所以這樣做,是源於對科學的熱愛,他並沒有期待回報。可是現在,神聖的科學開始向他招手了。

進入大廳後不久,戴維出現了,法拉第的心也隨著戴維的講演進入了一個神奇的世界。但他沒有忘記作筆記,翻過一頁又一頁……時間,對於法拉第來說,如夢一般地過去了。以後戴維的幾次講演,法拉第都聚精會神地聆聽,並做了詳細的演講記錄;回去後按戴維所講的,進行反複實驗。他對於每次聽到的內容,都力求融會貫通和牢固掌握。在1000多位聽眾中,他是一位最認真而又最不為人所知的聽眾。令他感到遺憾的是:聽了4次講演後,戴維就宣布停止已經持續近10年的化學通俗講演,和他的新婚妻子去蘇格蘭度蜜月,回來以後他將把精力投入到創造性地科學研究中去。

1812年10月,法拉第完成了7年學徒的合同出師了,成了邁克爾·法拉第師傅。裏博認為自己的書店太小,法拉第再呆下去也不會有多大發展,於是就把他推薦給一所較大的書籍裝訂店的主人——德拉羅舍。隨後,法拉第成了德拉羅舍的雇員。

此時的法拉第已經被科學所迷住,心中充滿了對未來科學生涯的憧憬。而新老板德拉羅舍可不像裏博那樣為人和善,他是個典型的生意人。他根本不理解法拉第的興趣、愛好和對科學的追求。在他看來,法拉第的職業是訂書,一個好雇員的唯一標準就是專心訂書,不應幹別的什麼事;否則就是見異思遷,不守本分。他不明白,各種實驗同訂書有什麼關係?看書對訂書又有什麼益處?所以他規定在他的書店裏不許看書,更不許進行任何實驗。

就這樣,本來已經對科學生活向往已久的法拉第在環境的催逼下,萌發了跳出現在所從事的職業的想法。他這樣想是因為他熱愛科學,心甘情願地把自己的全部智慧與精力奉獻給科學事業;而不是尋求功名利祿的蹊徑,更沒有奢望有朝一日會登上科學的頂峰;他隻是想能夠脫離眼前的阻礙,繼續從事他熱愛的科學工作而已。

但是,法拉第也很現實,如果立刻離開訂書店,他將失去生活的著落;而通向科學的道路上,他也沒有一位德高望重的老師能為他推薦,更沒有一個官居要職的人物可以替他引見。所以他還是暫時在德拉羅舍的訂書店工作。在絕望中,他燃起了一絲希望:他認識戴維,聽過戴維的講演;盡管戴維並不認識他這個無名小卒。於是,1812年12月,他鼓足勇氣給戴維寫了一封自薦信,敘述他對科學的向往與熱情;而且他還把經過自己整理、裝訂的講演記錄,一起寄給了已經回到皇家學院的戴維爵士。

信發出後,他料想這位著名的科學家,不會給一個素不相識的訂書匠回信的,但他仍然把自己的未來命運寄托在這虛無飄渺的一線希望之上,渴望著戴維能給他回信。

精誠所至,金石為開。對於一個真正的人才,機遇往往總會垂青於他的。那一線希望實現了。戴維收到法拉第書信時,瞥見一本書,書脊上印著幾個燙金的字:“亨·戴維爵士講演錄。”信手翻下去,就怔住了。這本書是手寫的;他的4次講演總共才講了4個多小時,沒想到竟記下了386頁!他講過的內容都記下來了;許多沒有講的內容,也都補充上了。漂亮的字體配以精美的插圖,這中間融入了多少愛戴、敬仰與信任啊!隨後,戴維又仔細地看了法拉第的來信。他被感動了,這封感情真摯的信引起了戴維對往事的回憶。十多年前他的親身經曆,與現在的法拉第有著驚人的巧合:出身低微、家境貧窮,當過學徒,向往科學……從法拉第的身上,戴維不僅看到了自己的過去——勇於追求理想,敢於向命運挑戰,對未來充滿了信心與希望……從《講演錄》中,戴維還發現了法拉第的一個突出優點——條理清晰、周密細致的工作作風。他很清楚,這樣的精神和作風在科學研究工作中有多麼不可估量的價值。

當天晚上,戴維給法拉第寫了一封熱情洋溢的回信,稱讚了法拉第的才能和工作作風,並邀他於1月份在皇家學院見麵。這封回信立刻點燃了法拉第蘊藏已久的希望之火。

1月底,兩人會麵了。法拉第向戴維敘述了自己的困境,表明了自己內心的苦惱,表示了他對科學研究的強烈進取心。戴維很同情法拉第,表示有機會一定替他物色合適的工作,並願意借書給他閱讀。

1813年3月初的一天,一輛大型馬車停到了法拉第的家門口,他收到了戴維派人送來的一封信。戴維告訴他,如果他的願望沒有改變的話,明天就到皇家學院去一趟。法拉第立刻明白了這是什麼意思,他夢寐以求的願望終於要實現了,他欣喜若狂,激動得整夜沒睡。第二天一大早,他就來到了皇家學院,戴維問他,皇家學院的實驗室正缺一位助理實驗員,不知他是否願意就任;法拉第高興還來不及,哪有不答應的道理。他愉快地走進皇家學院,從此和訂書店告別了。這件事的發生,是法拉第人生道路上的重大轉折,是他科學生命的真正開端。對他來說,一切都充滿生機與活力。這是他的黎明,他的日出,他美好未來的開始。

三、成長中的科學家

皇家學院是一塊培育科學家的肥沃土壤。法拉第進入皇家學院後,要經常給戴維的各種實驗當幫手。在空餘時間,他可以出入皇家學院的講演廳,聆聽諸多名家的講座,可以從學院的豐富藏書中吸取營養,還可以及時地了解到國內以及歐洲大陸的各種科學新發現。工作的辛苦、地位的低下與待遇的菲薄,法拉第都毫不在意,因為他認為自己從工作中找到了生活的真締並得到了最大的滿足。他雖然沒上過幾年學,沒有受過專門訓練,但已經從多年的刻苦自學中積累了相當多的化學與物理知識,尤其是他那細致入微、善於發現和解決問題的動手能力,更是出類拔萃。進入皇家學院的他,好比如虎添翼,理論知識也增長得很快。不久,法拉第就成為戴維的得力助手。

1813年10月,戴維與他的夫人準備到歐洲大陸考察,他邀請法拉第以私人秘書的身份隨行。這對於剛進入皇家學院不久的法拉第來說,真是做夢也想不到的好機會。他不僅可以到國外去開眼界、見世麵、學習外國語,而且作為戴維的助手,他將有機會認識歐洲各國的第一流學者,直接了解各國的科學發展情況。

然而,就在他們臨行前,事情有了一些變化,戴維夫婦的仆人不願遠離鄉土,再臨時找人也已經來不及了,因此他們希望法拉第能夠暫且作為仆人隨行,並表示到巴黎後馬上另找仆人。渴望到歐洲大陸見識廣闊科學天地的法拉第,同意了戴維的安排,盡管他的心裏很不願意。

1813年10月13日,戴維一行上路了。展現在法拉第眼前的,又是一個新的自然世界。他以前沒有見過山,沒有見過海,無邊無際的田野、丘陵、綿延的森林,他全都沒見過。作為一個善於觀察周圍一切事物的科學工作者來說,法拉第通過細致地觀察、冷靜地分析,記下了大量的旅行日記。

然而,在為期18個月的出國考察中,從法國的巴黎、裏昂、蒙彼利埃,一直到意大利的都靈、佛羅倫薩、羅馬、米蘭,戴維夫婦始終沒有另找仆人來替代法拉第。這樣,本來的臨時幫忙變成了長期義務,科學助手成了助手兼聽差。戴維忘了自己的諾言,一半是因為他太忙,顧不上這種“小事情”,另一半也是因為專斷,不太體諒自己的屬下。戴維對於自己的食言,多少有點感到對不起法拉第。所以他吩咐法拉第做事時往往是態度和藹、口氣親切。至於戴維的夫人,則是另一回事。因為她出身豪富之家,有不少貴族親戚,所以生性傲慢暴戾,對法拉第說話也是一種主人對奴仆的口氣,盛氣淩人,對法拉第給以各種難堪和屈辱。正如法拉第自己所說的:“她為了要顯示自己的高貴,於是盡量對我淩辱。”

現實往往是不公平的,一個具有非凡科學才能的人才,竟要受到一個無知暴戾婦人的驅使奴役。法拉第無奈地受辱蒙垢。

歐洲大陸科學界的思想與英國相比要開明得多,他們不以門第作為衡量尊卑榮辱的標準。他們在日內瓦學院德拉裏弗教授家作客時,德拉裏弗十分賞識法拉第的才幹。而當戴維夫人為了顯示自己的尊榮,堅持不讓法拉第與主人同桌就餐時,他感到分外吃驚,後來他堅持要邀請法拉第同桌就餐。這使法拉第的心中感到異常的溫暖。德拉裏弗與法拉第此後就一直保持著誠摯的友誼,一直持續到下一代——德拉裏弗的兒子——在德拉裏弗去世後仍然與法拉第保持著非常要好的關係。

18個月的旅行考察結束了,這次考察對法拉第來說是有甜也有苦。甜的是:他第一次接觸到了如此廣闊的世界,知道了許多聞所未聞的事;見到了不少世界著名的人物——法蘭西第一帝國皇帝拿破侖,電學元老、伏打電池的發明人伏打……這一切都使他的見識陡然增加。苦的是:受到了人格的屈辱與不公平的待遇。但總的來說,這次旅行使法拉第受益匪淺,可以說是得大於失。因為在不久的將來,他就要施展自己的才華了。

回到皇家學院後,法拉第繼續任戴維的實驗助手。但實際上,他既是助手,又是獨立研究人員;既是勤雜工,又是技工。從洗刷實驗器皿到撰寫實驗報告,隻要是和科學研究有關的事,他沒有一樣不幹的。

1815年底,在法拉第的協助下,戴維完成了可供礦井實用的安全燈。安全燈的發明不僅拯救了無數礦工的生命,而且促進了英國煤礦工業的大發展,因此有人把這一發明與滑鐵盧大敗拿破侖並列為1815年英國的兩大勝利。

法拉第還參加了由一群熱情的青年組織的倫敦市哲學會,他常在會上講演化學與物理。於是早先性格沉默、不敢在大庭廣眾下說話的他,練就了過硬的演講本領,能十分自如地在眾目睽睽之下慷慨陳詞了。此時,他所撰寫的一些研究論文也開始紛紛發表。

學習、實驗、講演、寫文章,構成了法拉第生活的全部內容。就這樣,時光一年年地過去了,他雖然已經快30歲了,可還是孑然一人。除了回家看望母親和參加哲學會的聚會外,他幾乎哪兒也不去,過著極為簡樸的生活。