第八節 法拉第力線(1 / 3)

當時,電和磁的研究進展很快,什麼是電,什麼是磁,科學界眾說紛紜,各自按照各自的觀點進行著各種的實驗。戴維和其他的英國科學家也在研究,並取得了一些進展。

法拉第早在裏波先生的書籍裝訂鋪,就擺弄過起電機、萊頓瓶,對電十分感興趣,現在又參與戴維的一些實驗,他體會到,在電、磁這個蓬勃發展的科學領域,必須先理清頭緒,探明方向,才能進行深入研究。

為此,他推遲了新婚蜜月旅行,詳細地閱讀了有關電和磁的研究報告,把別人做過的實驗他都一一重新做了一遍,把自己的學習心得記下來,寫出了《電磁研究的曆史概況》,為他今後研究電磁現象打下了堅實的基礎。

法拉第同戴維、沃拉斯頓教授(1766-1828)一起進行電和磁方麵的實驗。

沃拉斯頓是皇家學院的理事,戴維的老朋友。他發明拉白金絲的新辦法,發明鈀和銠兩種金屬元素以及許多科學儀器,譽滿歐洲。1820年皇家學會會長班克斯爵士逝世,沃拉斯頓和戴維成為呼聲最高的候選人,結果沃拉斯頓謝絕提名,戴維成為皇家學會會長。

一天,沃拉斯頓興致勃勃地來找戴維,他拿出一張草圖,向戴維解釋說,照他圖上畫的,在兩個金屬碗中間夾一根直導線,通上電流,然後拿一根磁棒移近導線,導線就會繞著自己的軸轉起來。他要戴維立即給他安排實驗,兩個人迅速動手,可是,試驗了幾次,導線就是不轉。

他們討論為什麼會失敗的時候,法拉第從外麵辦完事回來了,他聽了二人的討論,沒有說什麼。法拉第開始自己做實驗,他手裏拿著磁鐵、磁針,站在一根通電導線的旁邊,一邊比劃,一邊尋思。怎樣才能使通電導線旋轉呢?先看看通電導線怎樣使磁針偏轉吧!邊實驗邊想,一根磁針是這樣,如果導線周圍有許多根磁針,它們就會形成一個個圈,這些圓向著同一個方向。對,原來磁針是“想”繞著通電導線轉呢!既然磁針“想”繞導線轉,導線當然也“想”繞磁針轉,這就是作用和反作用的關係。法拉第豁然開朗了。原來沃拉斯頓和戴維弄錯了,不是通電導線繞著自己的軸轉,應該是通電導線繞著磁鐵的磁極轉。應該是公轉,不是自轉!

道理想通了,他馬上動手做實驗。他在一個玻璃缸的中央立著一根磁棒,磁棒底部用蠟“粘”在缸底上。缸裏倒上水銀,剛好露出一個磁極。把一根粗銅絲紮在一塊軟木上,讓軟木浮在水銀麵上,導線下端通過水銀接到伏打堆的一個極上,導線上端通過一根又軟又輕的銅線接在伏打堆的另一個極上。法拉第接通了電源。

“你看見了嗎?看見了嗎?看見了嗎?喬治!”法拉第叫了起來。

他和前來看他實驗的妻弟喬治都看見了,導線轉了!通電流的導線繞著中間的磁鐵轉動了!

法拉第寫了一篇實驗報告,跑去找沃拉斯頓博士,不巧,博士出去旅行了。戴維這時也不在倫敦。法拉第就把報告寄給了《科學季刊》,帶著妻子去布賴頓海濱蜜月旅行去了。

這是法拉第第一次的科學發現,他第一次在科學的征程上發出了光亮!可這光亮在歐洲大陸得以傳播,在英國,在它發光發亮的母土上卻遭到了厄運。

法拉第蜜月旅行回到皇家學院,等待他的不是稱讚、頌揚,卻是一片風言風語:法拉第“剽竊沃拉斯頓的研究成果”,寫了一篇論文,登在《科學季刊》上;唉,真沒有想到,這樣有前途的青年,竟這樣“不顧臉麵,不講情誼”!

法拉第向人家解釋:沃拉斯頓的實驗和他的實驗根本不同。沃拉斯頓是想叫通電導線繞著自己的軸轉,這是辦不到的;而法拉第是叫通電導線繞著磁鐵轉動,結果成功了。可人家怎麼能聽得進呢?什麼自轉公轉,反正轉動是沃拉斯頓最先預言的,人家是大名鼎鼎的科學家,而你法拉第是一個區區小實驗員,你闖入人家多年的研究領域,你不是竊賊又是什麼!

法拉第求人托人想要麵見沃拉斯頓,可別人都不想介入這場糾紛。法拉第隻能直接給沃拉斯頓寫信了,信中談了自己的想法,並真誠地希望能和他麵談。

沃拉斯頓博士對此不以為然,但是看了法拉第不卑不亢的來信,還是給法拉第回了信,並約定時間和法拉第麵談,兩人的談話,他們從來也沒跟別人說過,本來沃拉斯頓就不在乎什麼搶先不搶先,沒有對法拉第不滿之意,通過談話,他被法拉第的誠實和真摯所感動,談話以後,他和法拉第開始接近起來。不久,沃拉斯頓到皇家學院的實驗室來看法拉第做實驗,老博士一麵看,一麵滿意地點著頭。法拉第這小夥子,一眼看出通電導線不能自轉,馬上改做公轉實驗,他的眼光太銳利,頭腦太敏捷了。他用水銀把通過電導線懸浮起來,這辦法太巧妙了。現在他又用地球的磁場代替磁棒,這個想法太大膽了。這年輕人有豐富的想象力,又有腳踏實地埋頭苦幹的精神,他哪裏是那種剽竊之徒!老博士拍著法拉第的肩膀向他表示祝賀。

真正對此事傳播散布的是法拉第的恩師戴維爵士。

戴維和沃拉斯頓都是著名的電學專家,研究電都有一二十年的曆史。關於電磁轉動,是沃拉斯頓根據自己的理論提出來的,他同沃拉斯頓親手做實驗,隻要再努力一把,就一定會成功的。可這半路殺出個法拉第,連招呼都不打,就把人家唾手可得的果實“搶”走了。更叫人生氣的是,歐洲大陸上的科學雜誌馬上翻譯登載法拉第的論文,對法拉第大加稱頌,什麼“重要發現”啦,“巧妙無比的實驗”啦,各國還在重複法拉第的實驗,安培還專門發表文章評論法拉第的工作,等等,法拉第是他一手提拔起來的,也太目中無人了。他那嬌小的夫人,可算找到了報複的機會,在戴維麵前說盡了壞話。鑒於此,法拉第又隻好回過頭,重新研究化學問題。

法拉第開始研究氯氣,進行了大量的實驗,有一次戴維來到實驗室,告訴法拉第:

“你把這氯水的晶體放在密閉試管裏加熱試試看。”

說完他有事先走了。他沒有說明為什麼要在密閉的試管裏加熱;也沒有說明加熱時會出現什麼現象。

法拉第照著戴維的說法做了,漸漸地,試管裏升起了一縷縷黃色的氣體。

“氯水受熱分解了,氯氣出來了。”法拉第自言自語地說。

這時候來了一位客人,他叫帕裏斯教授(1785-1856),應邀到戴維家裏作客,他見時間還早,就順便來實驗室看看。

“法拉第先生,你在做什麼實驗?”帕裏斯教授問。

“我們過去對固態氯水加熱,試管總是敞著的。今天把它密封在試管裏加熱,看會發生什麼現象。”法拉第回答說。

帕裏斯先生盯著試管看了一陣子,忽然說:

“法拉第先生,你的試管不幹淨!”

法拉第聽了心裏一愣,在皇家學院裏,他一向以整潔和有條不紊著稱,試管不幹淨,這可是別人第一次這樣評論自己的工作。可是法拉第定睛一看:可不,試管上端有幾滴黃色的油斑,清清楚楚——簡直是觸目驚心,法拉第一邊深深地自責自己,一邊又不相信自己工作這樣的粗心,他要看個究竟!

他將加熱的試管冷了一會,然後用鋼銼在上端有油的地方銼了兩道痕,他到底要看看這油跡是什麼東西,竟會逃過他警覺的眼睛。他將試管在桌上輕輕一敲,噗的一下,試管斷成兩半,衝出一股刺鼻的氯氣味,嗆得他和帕裏斯教授咳嗽起來。

這時候“奇跡”發生了。原來試管壁上幹幹淨淨的,根本沒有什麼油跡!

法拉第和帕裏斯教授都驚訝了。這“油跡”來得奇怪,這到底是什麼東西呢?兩人議論了一會,沒有找到答案,帕裏斯教授準備告辭。

“教授,請你等一下,”法拉第轉身拿來一個新試管,“我們再來做一遍這個實驗!”

可是時間到了,哪能讓皇家學會的會長等著,帕裏斯教授走了。

法拉第自己在實驗室裏忙活著,沉思著,逐漸地找到了答案。原來這“油跡”就是液態氯!他還找到了密閉試管裏氯氣為什麼會液化的原因。液態氯和氣體液化的方法就這樣被發現了!

帕裏斯在戴維家吃完飯,就把剛才發生的奇怪現象給戴維說了。戴維一聽也驚訝了,他的臉上皺紋驟然增加了許多,他沉思了好一會,豁然開朗起來,他說,明天我去看看這個實驗。其實聰明的戴維在沉思中已悟出了其中的道理。

第二天,戴維來到實驗室,叫法拉第把昨天的實驗重做一遍。待法拉第做完,他向法拉第講述了為什麼會成功的原因。其實,這個道理法拉第已經心領神會了。

法拉第把自己的實驗結果寫成一篇論文《論液態氯》,在皇家學會的講壇上宣讀。可是,在宣讀之前,主持人皇家學會的會長戴維爵士在論文的開頭加了一段開場白,強調他本人是這次研究工作的發起人。在結束後,他又加了一個很長的注解:

我請法拉第先生把氯水的晶體放在密封的玻璃試管裏加熱,當時我想到,可能發生下列三種情況:一是固態氯水熔化成液態氯水;二是水被分解,同時生成優氯酸和鹽酸;三是氯氣被液化遊離出來。

這開頭一強調——是他,戴維教授設計的實驗;這結局一注解——他戴維教授事先就料到了結果。這再清楚不過了——氯氣液化方法的發明人是他,戴維爵士。他的注解接下去又說:

結果,發生了第三種情況。顯然,這個結果導致同類型的其他研究。我請法拉第先生做這些實驗,並且請他把這些實驗推廣到所有密度比較大、在水裏溶解度比較大的氣體上去。希望不久以後本人能夠在皇家學會闡發他的實驗結果,並且提出這些實驗的某些具體應用。

這樣,不但氯氣液化的方法是他戴維爵士發明的,其他氣體液化的方法也統統都是他發明的。法拉第已經取得的成就,即將取得的成就,統統都應該歸功於他戴維爵士!