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寒门天才惨遭恩师嫉妒,被强改专业烧8年玻璃,终以电磁...
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摩天居士
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摩天居士
发表于 2017-10-22 22:59:59
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苹果为什么会落在地面?
相信上过物理课的人都能脱口而出——
万有引力。
然而说到为什么会存在万有引力,可能就没有什么人知道了。
毕竟就算是发现了
万有引力的牛顿本人,都不知其所以然。
牛顿只是对模糊的引力给出了公式,解释了行星如何围绕太阳运转。
但连他自己都搞不懂,太阳是怎么做到
不用直接接触
,就能使地转星移,苹果落地。
所以万有引力诞生的原因,也在那个时代被打上了一个问号。
在这一百多年里,都没人能对此给出解释。
直到另一位巨人——
法拉第
的诞生,才开始使困扰牛顿多年的问题慢慢被解开。
除此之外,他还
“驯服”电子
,发明了第一台电动机、发电机,直接把人类推向第二次科技革命。
法拉第
从此以后,人类才彻底告别的黑暗。
如果没有他的发现,我们可能还活在那个没有任何电子产品的时代。
而且在历史上,更没有哪一项技术能像电那样完全渗透到人类的生活。
然而你怎么也想不到,就是
这么一位伟大的科学家,
小时候只上过两年小学
。
法拉第肖像
用贫困与卑微来形容法拉第的前半生,是最贴切不过的。
1791年
迈克尔·法拉第
就降生于伦敦一个贫困的铁匠家中。
他是等13岁的哥哥工作赚钱了,才勉强凑齐上学的学费。
但这来之不易的学习机会,在法拉第看来就是一场噩梦。
他从小就口吃,连字母“R”都读不准。
所以他总是将自己的名字Faraday念成Fawaday。
那时刻薄的老师就经常挖苦他口吃的毛病,有时心情不好还用教鞭打他。
就算贫穷,也不至于卑贱。
所以忍无可忍的法拉第母亲,便愤然地把他接回家中。
就这样,
法拉第的一生中只接受过一些“听说读写”的启蒙教育。
而
这也成了他日后科学生涯最大的短板。
13岁那年,贫困的生活也使法拉第成了万千
报童
中的一员。
但他跟其他报童却截然不同,除了送报订书外,他还格外喜欢读书。
而报童这份工作,则给他平淡的人生带来了第一束光。
在这
七年
的报童生涯中,他每天晚上都抱着书如饥似渴地吸收着知识的养分。
而书中描写的各种神奇的电现象和化学实验,更是使法拉第流连忘返。
一颗关于电与化学的种子在他心底,悄悄地发芽。
在20岁前,除了比别人多读了些书,法拉第可以说是一无所有。
但第21年,他便迎来了人生最大的转机。
那时,上流社会中开始流行一种新奇的娱乐——
大众科学
。
而贫困的法拉第,却意外的获得了4张
汉弗莱·戴维
的科学讲座门票。
戴维可是当时首屈一指的科学家,不但发明了
矿灯
和
笑气,连
钾、钠、钙、镁、钡、锶、硼等
都是他用电解法发现的新元素。
爵士戴维
每个晚上,汉弗莱·戴维都把电现象当表演一样向台下的达官贵人展示。
例如把
2000个大型化学电池
置于地下室,电闸拉下瞬间,伴随着一道亮光,所有人都惊叹鼓掌。
但法拉第却从不把这当表演来看,因为在他眼里这神奇的现象,正是科学。
所以每个晚上他都捧着笔记本,一字不漏地记录下戴维的每一句话和每一个实验现象。
戴维的讲座,下图为地下配置的2000个化学电池
利用当报童时学到的技能,法拉第便把笔记重新抄写了一遍,配上精美的图片,并装订成册。
此后,他做梦都梦到与戴维相会,一起在科学的圣殿中遨游。
那时,偷偷躲在阁楼看书,已再也不能满足这位少年的好奇心了。
法拉第年轻的肖像
他像无头苍蝇似的,就带着他那厚厚一本笔记,敲响了戴维的大门。
好巧不巧,还真的被他撞对了——
戴维正在招募一位临时助手。
而他那本精心准备的笔记,就刚好成为了他求职成功的敲门砖。
所以从1813开始,法拉第也成了戴维身边不可或缺的助手。
在戴维教导下,他学到了更多新鲜的科学知识。
奥斯特
那时候,戴维都在研究一种神秘的现象——
奥斯特的电生磁现象
。
如果导线中有电流通过,那它附近的磁针便会发生偏转。
但是
电只能产生一瞬的亮光
和
使磁针发生暂时的偏转。
不少人也猜测,这不过又是用于观赏娱乐的新奇玩具,没有实际用途。
但在法拉第眼里,这绝对隐藏着什么奥秘。
所以在做戴维助手之余,他便开始花大量空余时间来设计自己的实验。
那时大家的思路都是,电能够使磁铁暂时偏转,
那么只要把这短暂的偏转变成持续的偏转
,人类就可以利用这种持续的力工作了,但是谁也没有试验成功。
然而未受过正统教育的法拉第却思维跳跃地想到另一个方法——
把磁铁固定住,那么线圈就可能会动起来。
根据这种设想,他设计了无数个实验,终于在1821年发明了一种简单的装置。
他把
条形磁铁
竖直固定在圆形水银槽中,再将一根接有电源的金属杆插在
水银里
。
只要有电流通过金属杆,金属杆就会绕着中心的磁铁不断地旋转。
别看这个装置如此简陋,它可是世界上
所有电动机的祖先
。
可以毫不夸张地说,我们现在的商业、工业、乃至日常生活都来源于法拉第这划时代的发明。
很快法拉第的发明就传开,这也使他一时间成为伦敦最炙手可热的大红人。
但
人红是非多
,他在不久后便在这上面栽了跟头。
那时所有人都议论,
戴维的徒弟可真是个天才。
虽然戴维自己也说
法拉第是他最大的发现
,
但被助手超越他心里却不是滋味。
所以正当法拉第最如日中天的时期,他便被戴维直接打入了“冷宫”。
法拉第当时被他派去
研究一个和电、磁都无关
的
新项目
——破解英国光学玻璃制法。
甚至在29位皇家学会会员联名提议法拉第当选会员时,戴维都私下命令他放弃资格,并
投下了全场唯一一张反对票
。
老实人法拉第
虽然伤心,但他还是十分敬重戴维,他心里始终觉得没有戴维就没有他今天的一切。
所以对玻璃一窍不通的法拉第,还是乖乖的
花了整整8年时间
,去学习炼玻璃。
但玻璃的制法一直是商业秘密,法拉第也很难参透光学玻璃中的奥秘,造出来的玻璃是一次比一次烂。
直到1829年戴维去世
,才使法拉第得以从毫无建树的玻璃研究中解放出来,回到了属于自己的电磁研究中。
在最爱的领域里,法拉第可谓如鱼得水,回归第二年就发现了
磁生电的关键
在于
相对运动。
那时,他将一块磁铁穿过导体线圈,线圈中便产生了电流。
没错,这个实验就是
电磁感应
最著名的实验
,也是我们高中物理课堂曾做过的
切割磁感线实验
。
很快,法拉第又根据电磁感应现象制成了
世界上第一台发电机
——
法拉第圆盘发电机
。
这台发电机的诞生,使电磁感应第一次实现了连续电流的产出。
这不间断电机的发明,能让人类从劳苦的工作中解放出来,同时也意味着会带来无限财富。
然而法拉第从始至终,都
没动过申请专利的念头,更没从其获利一分。
但就在他的免费发明不断地改善人类生活时,一种
疾病
却突然向他袭来。
他才49岁,就开始
严重失忆
并深陷
抑郁
漩涡之中。
年轻时,法拉第从贫困中崛起,在这个最注重等级的社会中一跃成为那时最声誉卓著的科学家。
从三十多岁起,他就陆续发明了电动机、变压器、发电机,这些无论哪一项单独拿出来都足以流芳百世的发明。
法拉第讲座
过了那个硕果累累的壮年时期,他也越来越怀疑自己能不能读懂这些科学规律。
而且,世人也都开始认为迈克尔·法拉第已经成为历史,那个属于他的时代已结束。
但就算失忆和忧郁不断地困扰着他,他还是没有放弃对科学的追求。
在病榻中,他再次提出了一个更伟大设想——
磁场和磁力线
。
那时用磁铁和铁屑来绘制图案,在所有人眼里都不是什么稀奇事。
因为早在法拉第之前的几个世纪,孩子们就开始喜欢玩这种铁屑游戏了。
只是人们都默认那是铁屑在作用,并没有深究这其中的奥秘。
然而法拉第却一直耿耿于怀,因为他发现不但是在磁铁旁边,
就连在通电导线旁都有这种规律的图案出现。
因此他也认为这肯定不是铁屑在作用,而是磁铁在产生有效作用。
那时,法拉第就已清晰知道在
磁体周围的空间里存在着一种肉眼不可见的力场
,并称之为磁场。
他说任何物体周围都存在着磁场,只是有的弱有的强罢了。
他还说宇宙中的所有星球都是一个巨大的磁铁,它们周围都有着无数的力线,只是人们看不见而已。
法拉第解开了困扰牛顿多年的谜题,这就是为什么太阳不用直接接触其他行星就能让其运行的原因。
而太阳实际上并不是没有接触其到他行星,只是人类肉眼看不见其作用而已。
然而不幸的是,虽然大家嘴上都说对法拉第的创造力崇敬有加,也十分佩服他在实验领域的才华。
但是他们始终觉得看不见的“力”以及他关于引力的理论太过玄乎、纯属臆造,是法拉第
老糊涂
了。
因为根本没有任何事实可以支撑他的想法,当时甚至还有人公开谴责他的理论,说这种“看不见的力线”是
对牛顿的亵渎
。
然而法拉第就是吃了小时候没受过正统教育的亏,无论多努力都无法给出该理论精确的
数学方程
。
这是他无法跨越的障碍,不被理解使他晚年陷入了
更深的抑郁中
。
晚年的法拉第
不过法拉第又是幸运的,他的电磁理论虽提出了十几年无人欣赏。
但在他生命中的最后几年,还是有另一位伟大的科学家
麦克斯韦
接过他的衣钵,用完美的数学公式证明了他电磁理论的猜想。
此外,麦克斯韦还将该理论推向更深层次的高度。
麦克斯韦
这种概念之后也给了一个世纪后爱因斯坦极大的启示,他用自己力场的语言来描述了属于他的引力理论。
而在爱因斯坦的学习墙上,就有着法拉第的一张照片,与牛顿、麦克斯韦放在一起。
他们四位,也被称为物理学史上的
四巨匠
,共发起人类三次伟大的科学革命。
在看到自己的电磁理论由麦克斯韦真正解开,法拉第也在1867年心满意足地辞世。
那时伦敦就有人提议停电3天向法拉第致哀。
但我们都知道这是不可能会实现,因为这个世界离开了电已经不能再正常运转了。
*参考资料
宇宙时空之旅:电之骄子.寰宇地球 .2014.07.12
方圆.平凡不掩光华:迈克尔·法拉第.科学家.2014.09
转自今日头条 原文地址:http://www.toutiao.com/a6479354465659912717/
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