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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(15)

  1816年,二十五岁的法拉第初露锋芒,在《科学季刊》上发表了第一篇 化学论文。他当时还有些胆怯,这种初出茅庐的紧张,每一个发表处女作的 年轻人都能体会到。以后,法拉第陆续又写了几篇论文,都是关于化学方面 的。

  1818年,法拉第写了一篇关于火焰的学术报告,大胆指出了名家理论的 谬误。这篇论文标志着法拉第科学上的准备时期已经结束。“名师出高徒”, 他在戴维的引导下,经过刻苦钻研,勤奋工作,终于成为一个年轻有为的化 学家。

  电磁之谜

  1820年物理学发生了一件大事:丹麦科学家奥斯特(1777-1851)发现 了电流的磁效应,第一次揭示出电和磁的密切联系。这件事刷新了电学史, 也改变了法拉第的研究方向。

  早在奥斯特以前,人们就发现一些奇怪的现象。1681年夏天,一艘航行 在大西洋的商船遭到雷击,结果船上的三只罗盘全部失灵:两只退磁,另一 只指针倒向。还有一次,意大利一家五金店被闪电击中,事后发现一些钢刀 被磁化。由于当时连闪电的性质都没有搞清,这些现象谁也解释不了。一百 多年来,电磁之谜成了许多科学家探索的目标。

  奥斯特是个化学家兼外科制药专家,也是铝的发现者之一。他对电学很 感兴趣,一次在实验中意外发现,把通电的导线放在磁针上方,磁针竟会发 生偏转!这个发现在1820年七月二十一日公布以后,立刻引起了整个物理学 界的轰动。人们本来以为毫不相关的两种现象,竟有这样奇妙的关系。这个 发现成了近代电磁学的突破口,各国科学家纷纷转向电磁研究。象戴维和安 培这样的大师,也都兴奋得坐不住了。

  二十九岁的法拉第同样被这个重大发现所吸引。他用极大的兴趣重复了 奥斯特的实验。果然,南北指向的磁针在通电导线下面会转成东西方向。这 个青年化学家久久地思索着:这是为什么呢?

  许多科学家也都在苦苦地想这个问题。因为电流和磁针之间的作用力, 跟当时已经知道的哪一种力 (万有引力、静电力、磁力)都不同。那些力都 表现为推或者拉 (斥力、引力),而新发现的力却是一种传动作用。它的奥 秘在哪里?在它背后是否还有更深邃的内容呢?无论是奥斯特本人、安培、 戴维,还是别的电学专家,一时都解不开这个谜。

  法拉第完全懂得这个发现具有不可估量的意义。他决心沿着奥斯特打开 的缺口,作进一步的探索。在戴维的鼓励下,青年化学家毅然闯进了电磁学 这个未知的领地。

  既然现有的理论解释不了新事实,法拉第决定从实践中寻求答案。他把 收集到的有关电磁现象的资料,仔细地进行比较研究,并且一一用实验来重 新检验。实验进展很快,也很有趣。1821年夏天,他在《哲学年报》上发表 了有关电磁研究进展的论文。在这篇论文中,法拉第把电流对磁针的作用力 称做“转动力”,虽然从理论上讲这也没有触及到本质,但是他却在实验中 巧妙地运用这种“转动力”,让一块磁铁绕着一条电流连续转动,或是使一 条载流导体绕磁铁不停地旋转。当时法拉第新婚不久,他常常请新娘在一旁 观看实验。当法拉第获得初步成功的时候,他欢乐得几乎手舞足蹈起来。一 位传记作家曾经这样描述:实验对于法拉第来说,无论在什么时候都好象孩 子那样的快活,不管这个实验是他本人做的,还是别人的发现。

  不久,安培发表了研究报告,原来这位法国学者在这以前也做过同样的 实验,并且确定电流具有磁性。安培是享有盛名的电学大师;法拉第还是个 新手,他能够同安培不谋而合,确实是可喜可贺的。

  法拉第向戴维报告了他的实验成果。当时,戴维已经成为英国皇家学会 会长,他起初有些不信,因为法拉第一直受的是化学方面的训练。但是当他 重复法拉第实验的时候,果然一一应验。这位英国的科学泰斗也不由得暗暗 佩服。戴维从1801年开始关注电学,二十年来他在化学领域里硕果累累,对 电解也很有造诣,但是在电磁学上却没有什么发现。现在是后来居上,让学 生领了先。真是“青出于蓝,而胜于蓝”!

  初次成功使法拉第受到很大鼓舞,他信心更大了,决心为电磁学这门崭 新的科学当个开路先锋。根据大量的实验,他确信电和磁就象铜币的图案和 字样,是同一事物的两面。既然电流可以产生磁,那为什么磁不能产生电流 呢?1821年秋季,法拉第在日记里写下了一个闪光的设想,“从磁产生电!”

  想不到为了实现这一伟大的目标,法拉第经历了无数次失败,进行了长 达十年的实验研究。这是一次艰苦卓绝的攀登。

  十年徘徊

  探索电磁之谜的战役打响了,这是十九世纪上半叶物理学的一场激动人 心的攻坚战。许多大物理学家不约而同地加入这一行列,化学家也赶来参战。 但是谁能够夺得头功,还难预料。

  1822年,从法国最先传来捷报。起初是化学家盖—吕萨克和另一位学者 阿拉戈发明了电磁铁,他们把通电的导线绕在软铁上,成功地使铁磁化。这 是从电产生磁的又一个有力例证。紧接着,安培又在实验中发现方向相同的 平行电流互相吸引,方向相反的平行电流互相排斥。在九年以前,法拉第同 安培和盖—吕萨克就结下了友谊,他为他们的成绩感到由衷的高兴。不过这 些发现都属于从电产生磁,只是反映了电磁关系的一个方面。怎样从相反的 途径,从磁产生出电来呢?这就成了问题的关键。


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