【第三十七迴】
惜人才戴伯樂收高徒
妒新秀法拉第遭白眼
——電磁感應的發現
上迴說到1807年11月19日戴維在皇家學院做報告時突然昏死過去,被送到醫院,經全力搶救方才蘇醒過來,雖保住了性命,卻遭了一場大難。他病勢極度惡化,有好多天躺在醫院裏,不會說話,不會翻身,看樣子離見上帝也差不多時了。許多崇拜者都絡繹不絕地前來探望,弄得醫院沒辦法,隻好在大門口掛一個告示牌,每日公布一次病情。以後他出了院在家靜養,有一年時間不能做實驗,不能做報告。隻要戴維不登台就沒有人來聽講,皇家學院1808年的收入竟比上年一下減少了四分之三,戴維當時的影響之大可見一斑。
再說戴維自從這次身體大傷元氣之後也不像從前那樣社交活躍了,有時去做實驗,有時就待在家裏。這天正是聖誕節的前一天,早晨起來,他用過早點,拿一本雜誌,靠在沙發上消遣,突然仆人送進一封信來,隨信還有一本368頁的厚書,封麵上用漂亮的印刷體寫著“戴維爵士講演錄”。還有時間、地點。他這一看吃驚不小,一下從沙發裏跳起來喊道:“是哪個出版社這樣大膽,竟敢借我的名字偷偷出書。”他再一翻內頁,三百多頁全是漂亮的手寫體,還有許多精美的插圖,又不像是機器印刷。可是這裝訂都是正正規規的精裝布麵,書脊上是燙金大字。戴維一下墮入雲裏霧中,莫名其妙。他再看那封短信,原來是一個叫邁克爾·法拉第(1791~1867年)的青年寫的,大意是:我是一個剛出師的訂書學徒,很熱愛化學,有幸聽過您的四次講演,整理成這本筆記,現送上,作為聖誕節的禮物。如能蒙您提攜,改變我目前的處境,將不勝感激,雲雲。
戴維將信看了兩遍,將書捧在手中,來迴撫摸著,心裏也不知是驚是喜,是酸是甜。他想起這幾年來他在上流社會裏,終日結交的不是大腹便便的紳士,就是香粉襲人的貴婦,他們大把大把的英鎊隨手撒,整桌整桌的酒席徹夜擺,東家拉,西家請,要他講,要他演,可是何曾有一個人真正理解他的發現,認識他的學問。這些人不過是附庸風雅,趕趕科學時髦而已。而今天一個訂書店的學徒卻對他的思想理解得如此精深,看那插圖,簡直比他真正做的實驗還要幹淨利落。想不到市井小巷裏竟藏有這等人才啊!他又想到自己當初還不是一個打鳥捉蛇的頑童,何曾受過什麽正規教育,多虧倫福德伯爵的提攜才進到這皇家學院,現在已是爵士了,而這訂書青年卻還在和自己的命運掙紮。想到這裏,戴維教授動了惻隱之心,起了愛才之意,便提起鵝毛大筆寫了一封信:
先生:
承蒙寄來那本筆記,讀後不勝愉快。它展示了你巨大的熱情、記憶力和專心致誌的精神。最近我不得不離開倫敦,到1月底才能迴來。到時我將在你方便的時候見你。我很樂意為你效勞。我希望這是我力所能及的事。
亨·戴維
1812年12月24日
果然,一個月後,戴維在家裏親自接待了法拉第,並安排他在皇家學院實驗室當助手。
正是:
不用金磚去敲門,不必搖尾求憐憫。
法氏舉起書一本,皇家學院敞開門。
1812年3月,法拉第到皇家學院正式上班了。他本是學徒出身,幹起活來處處小心。他雖然是一名實驗室裏刷瓶子搬儀器的勤雜工,但對實驗內容卻都能理解,與人配合起來總是得心應手。所以沒過多長時間,實驗室裏上上下下沒有一人不說法拉第的好活。戴維更是得意自己引進了一個好人才。
這年秋天,戴維和夫人要到歐洲大陸旅行了。說起這位夫人,也真不同尋常,她仗著自己的臉蛋還算漂亮,更仗著自己的門第高貴,所以平時在家裏一身珠光寶氣,一出門就必須車隨仆跟。有客來訪,要不是個爵士貴族有地位的人,她能轉過臉去裝作沒看見。到別人家赴宴,隻要她一進門,主人也就成了她的仆人,平時在家稍不如意就摔盆打碗,隻要看見街上誰家的女子穿了一件華貴的衣服,便立逼戴維馬上給她也買一件。人常說愛情就是給予,就是犧牲,而戴維夫婦的結合正好相反,就是互相要,互相用。他要她的漂亮和金錢,她要他的爵士地位和科學家的名聲。窮小子出身又極愛虛榮的戴維得著這麽個漂亮尊貴的婦人也就夠滿意了,所以也甘心捧著、哄著這個寶貝。現在他們要到歐洲旅行了,第一站就是繁華的巴黎,這是戴維夫人早就望眼欲穿的。可是他們選擇的時機實在不巧,這時英法兩國正在交戰。那個鐵腕皇帝拿破侖正氣勢洶洶地要吞掉整個歐洲呢。所以臨出發前,戴維平時的兩個貼身仆人突然變卦不願跟去了,他們怕被當做奸細抓去殺頭。而那個貴婦人哪能沒有仆人伺候,於是戴維就要法拉第充任,法拉第也想借機到歐洲大陸去見見世麵,雙方談妥,法拉第以私人秘書身份暫兼仆人,一到法國就另雇一個仆人。
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10月13日,戴維一行上路了。他們先乘馬車,到達普利茅斯港,再橫渡英吉利海峽,10月29日到達巴黎。在這裏逗留兩個多月,又經威尼斯,翻越阿爾卑斯山到意大利,再去瑞士。法拉第沿途看那滔滔海浪,茫茫群山,維蘇威火山上的煙霧,羅馬萬神廟的石柱,真是大開眼界。還有在巴黎見到了安培,在米蘭見到了伏打,在日內瓦見到了利夫,這都是當時名揚歐洲的大科學家,法拉第能在一旁傾聽他們的交談,其興奮之情簡直和第一次進皇家學院聽戴維的報告一般。但是隻一件事叫他掃興,就是戴維那個難伺候的夫人。原說好一過海就雇人的,可是到了巴黎戴維就再不提這件事。法拉第要照看隨身帶的儀器,準備實驗,安排會客,還要照顧夫人那一大堆衣、帽、鞋、襪、脂粉、首飾。到巴黎下榻的第一天,戴維夫人就將腳上的鞋子往下一脫,說:“請你給我擦好,明天一早還要穿。”法拉第哪能受得了這份氣。他也不搭話,轉身去查看那些箱子裏的儀器。這位貴夫人立時變成了一個潑婦,她不顧旅館裏人多,大哭大喊:“戴維伯爵收了你這個忘恩負義的東西,一個訂書徒也想擺弄什麽儀器,裝起科學家來,我看你快反了……”戴維忙將她推迴臥室。這一夜隻聽裏麵哭哭啼啼沒有安寧。法拉第知道,明日戴維要不親自去擦那雙皮鞋,那個嬌奶奶是不肯出門的。想到這裏,他悄悄將扔到門外的鞋子拿到自己房裏擦個雪亮,自我解嘲地想道:“這也算是替老師解憂吧,戴維總是我的恩人啊。”
這法拉第自從跟了戴維,雖然有時不免忍氣吞聲,但處在科學堆裏,耳濡目染也真正學到不少東西。哥本哈根有一個教授叫奧斯特(1777~1851年),在1820年發現當導線上有電流通過時,導線旁的磁針就會發生偏轉,消息傳來震動了英國的科學界,這說明電和磁是有關係的。皇家學會的一名會員沃拉斯頓很聰明,他想電能讓磁動,磁為何不能讓電動?便跑來找戴維,還設計了一個實驗,在一個大磁鐵旁放一根通電導線,看它會不會旋轉。可惜,沒有成功。更可惜,沃拉斯頓不過想想而已,一碰釘子就後退了,也就再不提此事。
但機遇專給有心人。皇家學會兩個大權威失敗了的實驗,倒讓一個小學徒記在了心裏。那天法拉第就站在旁邊,事後他獨自一個人躲在實驗室裏又夜以繼日地幹了起來,他想那導線不能轉動是拉得太緊,就幹脆取來一個玻璃缸,裏麵倒了一缸水銀,正中固定了一根磁棒,棒旁邊漂一塊軟木,軟木上插一根銅線,再接上伏打電池,果然電路一通,那軟木輕輕地漂動起來,緩緩慢慢地居然繞著磁棒兜開了圈子。一根線通電轉得慢,要是一個通過強電流的線圈呢,不就轉得快了嗎?啊,成功了!這就是世界上第一個最簡單的馬達。法拉第這個沉靜溫和、能自製不激動的人,現在卻忍不住在皇家學會的地下實驗室裏一個人圍著這個水銀缸跳起舞來。軟木輕輕地漂,他也跟著歡快地轉,這樣轉了幾圈,他猛地跑到桌邊,翻開實驗日記寫道:“1821年9月3日。……結果十分令人滿意,但是還需要做出更靈敏的儀器。”
各位讀者,這法拉第在記筆記這一點上可很不像他的恩師戴維。戴維的實驗筆記常常是大塗大抹,有時寫錯了,幹脆用指頭蘸上墨水一勾。實驗成功了,就狂草大書;失敗了,就懶得去記。而法拉第因為是訂書徒出身,又受過美術訓練,他的日記每日必記,每次實驗無論成功與否都要記,而且按順序編號,一直編了16041號。後來到他白發蒼蒼,自覺將不久於人世時,就像當年裝訂戴維的講演錄一樣,用自己特有的裝訂技術,將這些實驗日記裝訂好送給皇家學院。這是科學史上一筆了不起的財富。他死後100周年時人們才分成七卷整理出版。這是後話。
再說法拉第發現導線可以繞磁鐵旋轉後,立即寫成一篇論文在倫敦科學季刊上發表。這下又惹出麻煩,沃拉斯頓說法拉第搶了他們的成果。戴維明知沃拉斯頓的實驗並沒有成功,可是出於嫉妒也不出來為學生說話。於是滿城風雨,是非難辨。不久,法拉第又做成了氯氣液化實驗,在皇家學會正式報告前,戴維又在報告上加了一段,說明這個實驗是在他指導下做成的。老師要從學生的飯碗裏搶食吃了。當年看見可憐就熱心提拔,現在眼看要出頭了就趕快去堵去壓。戴維這個人的心理實在複雜。好在法拉第逆來順受慣了,而且定了一條規矩,就是刀子到了頭上也不肯說恩人一句壞話,所以雖有些小小不快,事情總還可以收拾。而且他還親自登門向沃拉斯頓解釋,他的實驗是導線繞磁鐵“公轉”,沃拉斯頓的實驗是“自轉”,並不一樣,沃拉斯頓也就釋然沒事了。
可是出頭椽子先爛,樹欲靜風不止。這法拉第要是好好地洗瓶子、掃地,也就會師恩徒賢,和和睦睦,絕無閑事了。誰叫他發現了導線繞磁鐵轉動後,又去發明什麽氯氣液化,於是皇家學會的一幫會員看他是個奇才,便出於好意,聯合了二十九個人簽名,要保舉他為會員。一個洗瓶子雜工竟要掛上堂堂的皇家學會會員的頭銜,戴維就絕不能答應了。這天下午,法拉第正在地下室做實驗,戴維突然怒氣衝衝地推門進來。
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“法拉第先生,聽說你最近準備進皇家學會了,我勸你還是撤迴自己的申請。”
法拉第自從進了這個恩師的門來,便是一邊求知,一邊受氣,一直忍了10年。想不到這關鍵的時候,這個當年引他進皇家學院的恩人,卻會在皇家學會的大門中將他阻攔。他頭也沒抬,用冷靜而壓抑著憤怒的聲調答道:“是他們要提名的,我本人從來就沒有遞什麽申請,你讓我撤迴什麽呢?”
“那你就勸他們撤迴。”
“那是他們的事,我不想幹涉。”
戴維怕把事弄僵,便緩和一下口氣說:“我不是不同意你加入學會,隻是你現在年紀還輕,再過幾年加入也不遲嘛。”
“戴維爵士,我年紀還輕,今年也已經31歲了,可是你當年加入皇家學會時才24歲啊!”
這一句話將戴維噎得隻見口張,不聞有聲,他“啪”的一聲摔門而去。
1824年1月8日,皇家學會就法拉第的會員資格進行無記名投票,在隻有一票反對的情況下順利通過。這一張反對票正是戴維投的。至此,這對師生的矛盾發展到頂峰。
卻說法拉第受了這許多閑氣,就更要咬牙幹出個樣子。自從1820年奧斯特宣布電能使磁針偏轉後,法拉第就想,這一定是電產生了磁,才影響到磁針。果然到1825年皮鞋匠出身的電學家斯特詹,在一塊馬蹄形軟鐵上通電後竟能吸起4千克的鐵塊。不久一個美國人又改進實驗,吸起了300千克的鐵塊,電真的變成了磁,而且力量這樣巨大。法拉第反過來想,磁為什麽變不成電呢?如果能變成電,那力量也一定不會小的。自從1821年他做完那個電繞磁轉的實驗後,腦子裏就每時都在轉著這個問題。他在筆記本上寫了“轉磁為電”幾個大字,口袋裏常裝著一塊馬蹄形磁鐵,一個線圈。就這樣冥思苦想,常驗常試。他先是用磁鐵去碰導線,電流計不動,在磁鐵上繞上導線,還是沒有電。幹脆把磁鐵裝在線圈的肚子裏,接上電流計,指針依然紋絲不動。法拉第就這樣顛來倒去,從1821年開始到1831年不覺已過去整整十年,腦汁絞盡,十指磨破,也沒變出一絲電來。
一天,他又在地下實驗室幹了半天,還是毫無結果,便說了聲:“算了吧!”氣得將那根長條磁鐵向線圈裏咚的一聲扔進去,仰身向椅子上坐去。可是就在他仰身向椅子上坐的一刹那間,他忽然看見電流計上的指針向左顫動了一下。他趕快眨了一下眼,再看指針又在正中不動了。他想也許是看花眼了,因為人們在高度集中精力的實驗中,有時看到的隻是自己希望的假象。他這麽想著就欠著身子將磁鐵抽出來再試一次。不想這一抽指針又向右動了一下,這迴可是真真切切的。他忙又將磁鐵插迴,指針又向左偏了一下。哎呀,有電了,磁成電了!十年相思苦,一朝在眼前!法拉第將那磁鐵在線圈裏不停地抽出插入,上上下下就如同搗蒜一般,把個桌子捅得咚咚直響,那電流計上的指針也就像撥浪鼓似的左右搖個不停。原來磁變電是要通過運動!這時法拉第的妻子薩拉見他還不上來吃飯,又端著一盤麵包、牛奶、幾樣小菜送到地下室來,剛一推門見法拉第正對著線圈“搗蒜”,撲哧一聲笑著說道:“邁克爾,開飯啦!”法拉第抬起頭,扔掉磁鐵,像一隻小鳥一樣飛到薩拉麵前,展開雙臂摟住她的肩膀,就地打了一個旋,薩拉手中的牛奶麵包菜碟統統掉在地上。她喊道:“邁克爾,你怎麽啦?牛奶灑了,盤子打了,你吃什麽呀?”
“不要了,什麽也不要了。今天有電了,有電就夠了,隻要電就行了!”
他這樣語無倫次地念了一段“了了”歌,便翻身去記日記:“1831年10月17日。磁終於變成了電……”
各位讀者,磁變電這種偉大發現的幸運何以偏偏落到訂書徒出身的法拉第身上?原因很多,但有一點卻應引起我們特別的注意。就是十年前奧斯特通過實驗將電變磁,法拉第聽說後即反過來這麽一想:磁能不能變電?這便是一種相似思維。原來世界上的事物都是互相聯係的,而這種聯係常常表現為它們之間的各種相似,抓住這個相似點也即抓住了它們的紐帶,偉大的發現常常由此而始。阿基米德身在澡盆裏由物落水溢而悟出浮力定律;牛頓見蘋果落地而推及地球與蘋果相互吸引,終發現萬有引力;富蘭克林由毛皮摩擦的電火花而想到雷鳴電閃,因此探得電的本質;波義耳因酸霧使紫羅蘭褪色便反向聯想到以此來檢驗酸堿,竟發明了化學試劑。善於發現物與物間的相似,善由這相似現象進而探究其內在的聯係,這是科學研究的一條重要方法。猶如進瓜地而先理其藤,藤在手則瓜無所漏;入宮尋寶而先尋其路,路既通則寶無所遺,新的發現就會層出不窮。我們在以後各迴中還將看到許多科學家對各種思維方法的妙用。
閑話少敘,卻說這法拉第雖發現了磁變電,但他還是窮追不舍。他先將直棒磁鐵換成馬蹄形的,將線圈換成一個銅盤,銅盤可以連續搖動,這樣就可以獲得持續電流了。這就是世界上第一台發電機。
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實驗做成了,他又在理論上探索,磁電之間是靠什麽聯係轉換的呢?牛頓總結過萬有引力,認為引力是在空間起超距作用,沒有速度。法拉第想,不對。磁鐵周圍有磁力線,有一個磁場,導線周圍也有電場,它們是通過場相互作用,而且有速度。但是,他的數學基礎太差,不會推導這個公式,一時也無法用實驗驗證。他在發明權問題上是吃過幾次虧的,便將這個思想先寫了出來,以免將來有人又來搶頭功:
我傾向於把磁力從磁極向外散布,比作受擾動的水麵的振動,或者比作聲音現象中空氣的振動;也就是說,我傾向於認為,振動理論將適用於電和磁的現象,正像它適用於聲音,同時又很可能適用於光那樣。
這些想法,我希望能用實驗實現。但由於我的許多時間用在公務上,這些實驗可能拖延時日,在實驗進行的過程中,這些現象可能被他人首先觀察到;我希望,通過把本文件存放在皇家學院的文件櫃裏,那麽將來我的觀點被實驗證實,我就有權聲明,在某一個確定的日期,我已經有了這樣的觀點。就我所知,在目前除我本人以外,沒有人知道這些觀點,也沒有人能說自己已經有了這樣的觀點。
邁·法拉第於皇家學院
1832年3月12日
卻說法拉第將這個假設封成一個錦囊存入皇家學院的櫃子後,就靜等知音上門求見了。到底有沒有人來,且等下迴分解。
惜人才戴伯樂收高徒
妒新秀法拉第遭白眼
——電磁感應的發現
上迴說到1807年11月19日戴維在皇家學院做報告時突然昏死過去,被送到醫院,經全力搶救方才蘇醒過來,雖保住了性命,卻遭了一場大難。他病勢極度惡化,有好多天躺在醫院裏,不會說話,不會翻身,看樣子離見上帝也差不多時了。許多崇拜者都絡繹不絕地前來探望,弄得醫院沒辦法,隻好在大門口掛一個告示牌,每日公布一次病情。以後他出了院在家靜養,有一年時間不能做實驗,不能做報告。隻要戴維不登台就沒有人來聽講,皇家學院1808年的收入竟比上年一下減少了四分之三,戴維當時的影響之大可見一斑。
再說戴維自從這次身體大傷元氣之後也不像從前那樣社交活躍了,有時去做實驗,有時就待在家裏。這天正是聖誕節的前一天,早晨起來,他用過早點,拿一本雜誌,靠在沙發上消遣,突然仆人送進一封信來,隨信還有一本368頁的厚書,封麵上用漂亮的印刷體寫著“戴維爵士講演錄”。還有時間、地點。他這一看吃驚不小,一下從沙發裏跳起來喊道:“是哪個出版社這樣大膽,竟敢借我的名字偷偷出書。”他再一翻內頁,三百多頁全是漂亮的手寫體,還有許多精美的插圖,又不像是機器印刷。可是這裝訂都是正正規規的精裝布麵,書脊上是燙金大字。戴維一下墮入雲裏霧中,莫名其妙。他再看那封短信,原來是一個叫邁克爾·法拉第(1791~1867年)的青年寫的,大意是:我是一個剛出師的訂書學徒,很熱愛化學,有幸聽過您的四次講演,整理成這本筆記,現送上,作為聖誕節的禮物。如能蒙您提攜,改變我目前的處境,將不勝感激,雲雲。
戴維將信看了兩遍,將書捧在手中,來迴撫摸著,心裏也不知是驚是喜,是酸是甜。他想起這幾年來他在上流社會裏,終日結交的不是大腹便便的紳士,就是香粉襲人的貴婦,他們大把大把的英鎊隨手撒,整桌整桌的酒席徹夜擺,東家拉,西家請,要他講,要他演,可是何曾有一個人真正理解他的發現,認識他的學問。這些人不過是附庸風雅,趕趕科學時髦而已。而今天一個訂書店的學徒卻對他的思想理解得如此精深,看那插圖,簡直比他真正做的實驗還要幹淨利落。想不到市井小巷裏竟藏有這等人才啊!他又想到自己當初還不是一個打鳥捉蛇的頑童,何曾受過什麽正規教育,多虧倫福德伯爵的提攜才進到這皇家學院,現在已是爵士了,而這訂書青年卻還在和自己的命運掙紮。想到這裏,戴維教授動了惻隱之心,起了愛才之意,便提起鵝毛大筆寫了一封信:
先生:
承蒙寄來那本筆記,讀後不勝愉快。它展示了你巨大的熱情、記憶力和專心致誌的精神。最近我不得不離開倫敦,到1月底才能迴來。到時我將在你方便的時候見你。我很樂意為你效勞。我希望這是我力所能及的事。
亨·戴維
1812年12月24日
果然,一個月後,戴維在家裏親自接待了法拉第,並安排他在皇家學院實驗室當助手。
正是:
不用金磚去敲門,不必搖尾求憐憫。
法氏舉起書一本,皇家學院敞開門。
1812年3月,法拉第到皇家學院正式上班了。他本是學徒出身,幹起活來處處小心。他雖然是一名實驗室裏刷瓶子搬儀器的勤雜工,但對實驗內容卻都能理解,與人配合起來總是得心應手。所以沒過多長時間,實驗室裏上上下下沒有一人不說法拉第的好活。戴維更是得意自己引進了一個好人才。
這年秋天,戴維和夫人要到歐洲大陸旅行了。說起這位夫人,也真不同尋常,她仗著自己的臉蛋還算漂亮,更仗著自己的門第高貴,所以平時在家裏一身珠光寶氣,一出門就必須車隨仆跟。有客來訪,要不是個爵士貴族有地位的人,她能轉過臉去裝作沒看見。到別人家赴宴,隻要她一進門,主人也就成了她的仆人,平時在家稍不如意就摔盆打碗,隻要看見街上誰家的女子穿了一件華貴的衣服,便立逼戴維馬上給她也買一件。人常說愛情就是給予,就是犧牲,而戴維夫婦的結合正好相反,就是互相要,互相用。他要她的漂亮和金錢,她要他的爵士地位和科學家的名聲。窮小子出身又極愛虛榮的戴維得著這麽個漂亮尊貴的婦人也就夠滿意了,所以也甘心捧著、哄著這個寶貝。現在他們要到歐洲旅行了,第一站就是繁華的巴黎,這是戴維夫人早就望眼欲穿的。可是他們選擇的時機實在不巧,這時英法兩國正在交戰。那個鐵腕皇帝拿破侖正氣勢洶洶地要吞掉整個歐洲呢。所以臨出發前,戴維平時的兩個貼身仆人突然變卦不願跟去了,他們怕被當做奸細抓去殺頭。而那個貴婦人哪能沒有仆人伺候,於是戴維就要法拉第充任,法拉第也想借機到歐洲大陸去見見世麵,雙方談妥,法拉第以私人秘書身份暫兼仆人,一到法國就另雇一個仆人。
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10月13日,戴維一行上路了。他們先乘馬車,到達普利茅斯港,再橫渡英吉利海峽,10月29日到達巴黎。在這裏逗留兩個多月,又經威尼斯,翻越阿爾卑斯山到意大利,再去瑞士。法拉第沿途看那滔滔海浪,茫茫群山,維蘇威火山上的煙霧,羅馬萬神廟的石柱,真是大開眼界。還有在巴黎見到了安培,在米蘭見到了伏打,在日內瓦見到了利夫,這都是當時名揚歐洲的大科學家,法拉第能在一旁傾聽他們的交談,其興奮之情簡直和第一次進皇家學院聽戴維的報告一般。但是隻一件事叫他掃興,就是戴維那個難伺候的夫人。原說好一過海就雇人的,可是到了巴黎戴維就再不提這件事。法拉第要照看隨身帶的儀器,準備實驗,安排會客,還要照顧夫人那一大堆衣、帽、鞋、襪、脂粉、首飾。到巴黎下榻的第一天,戴維夫人就將腳上的鞋子往下一脫,說:“請你給我擦好,明天一早還要穿。”法拉第哪能受得了這份氣。他也不搭話,轉身去查看那些箱子裏的儀器。這位貴夫人立時變成了一個潑婦,她不顧旅館裏人多,大哭大喊:“戴維伯爵收了你這個忘恩負義的東西,一個訂書徒也想擺弄什麽儀器,裝起科學家來,我看你快反了……”戴維忙將她推迴臥室。這一夜隻聽裏麵哭哭啼啼沒有安寧。法拉第知道,明日戴維要不親自去擦那雙皮鞋,那個嬌奶奶是不肯出門的。想到這裏,他悄悄將扔到門外的鞋子拿到自己房裏擦個雪亮,自我解嘲地想道:“這也算是替老師解憂吧,戴維總是我的恩人啊。”
這法拉第自從跟了戴維,雖然有時不免忍氣吞聲,但處在科學堆裏,耳濡目染也真正學到不少東西。哥本哈根有一個教授叫奧斯特(1777~1851年),在1820年發現當導線上有電流通過時,導線旁的磁針就會發生偏轉,消息傳來震動了英國的科學界,這說明電和磁是有關係的。皇家學會的一名會員沃拉斯頓很聰明,他想電能讓磁動,磁為何不能讓電動?便跑來找戴維,還設計了一個實驗,在一個大磁鐵旁放一根通電導線,看它會不會旋轉。可惜,沒有成功。更可惜,沃拉斯頓不過想想而已,一碰釘子就後退了,也就再不提此事。
但機遇專給有心人。皇家學會兩個大權威失敗了的實驗,倒讓一個小學徒記在了心裏。那天法拉第就站在旁邊,事後他獨自一個人躲在實驗室裏又夜以繼日地幹了起來,他想那導線不能轉動是拉得太緊,就幹脆取來一個玻璃缸,裏麵倒了一缸水銀,正中固定了一根磁棒,棒旁邊漂一塊軟木,軟木上插一根銅線,再接上伏打電池,果然電路一通,那軟木輕輕地漂動起來,緩緩慢慢地居然繞著磁棒兜開了圈子。一根線通電轉得慢,要是一個通過強電流的線圈呢,不就轉得快了嗎?啊,成功了!這就是世界上第一個最簡單的馬達。法拉第這個沉靜溫和、能自製不激動的人,現在卻忍不住在皇家學會的地下實驗室裏一個人圍著這個水銀缸跳起舞來。軟木輕輕地漂,他也跟著歡快地轉,這樣轉了幾圈,他猛地跑到桌邊,翻開實驗日記寫道:“1821年9月3日。……結果十分令人滿意,但是還需要做出更靈敏的儀器。”
各位讀者,這法拉第在記筆記這一點上可很不像他的恩師戴維。戴維的實驗筆記常常是大塗大抹,有時寫錯了,幹脆用指頭蘸上墨水一勾。實驗成功了,就狂草大書;失敗了,就懶得去記。而法拉第因為是訂書徒出身,又受過美術訓練,他的日記每日必記,每次實驗無論成功與否都要記,而且按順序編號,一直編了16041號。後來到他白發蒼蒼,自覺將不久於人世時,就像當年裝訂戴維的講演錄一樣,用自己特有的裝訂技術,將這些實驗日記裝訂好送給皇家學院。這是科學史上一筆了不起的財富。他死後100周年時人們才分成七卷整理出版。這是後話。
再說法拉第發現導線可以繞磁鐵旋轉後,立即寫成一篇論文在倫敦科學季刊上發表。這下又惹出麻煩,沃拉斯頓說法拉第搶了他們的成果。戴維明知沃拉斯頓的實驗並沒有成功,可是出於嫉妒也不出來為學生說話。於是滿城風雨,是非難辨。不久,法拉第又做成了氯氣液化實驗,在皇家學會正式報告前,戴維又在報告上加了一段,說明這個實驗是在他指導下做成的。老師要從學生的飯碗裏搶食吃了。當年看見可憐就熱心提拔,現在眼看要出頭了就趕快去堵去壓。戴維這個人的心理實在複雜。好在法拉第逆來順受慣了,而且定了一條規矩,就是刀子到了頭上也不肯說恩人一句壞話,所以雖有些小小不快,事情總還可以收拾。而且他還親自登門向沃拉斯頓解釋,他的實驗是導線繞磁鐵“公轉”,沃拉斯頓的實驗是“自轉”,並不一樣,沃拉斯頓也就釋然沒事了。
可是出頭椽子先爛,樹欲靜風不止。這法拉第要是好好地洗瓶子、掃地,也就會師恩徒賢,和和睦睦,絕無閑事了。誰叫他發現了導線繞磁鐵轉動後,又去發明什麽氯氣液化,於是皇家學會的一幫會員看他是個奇才,便出於好意,聯合了二十九個人簽名,要保舉他為會員。一個洗瓶子雜工竟要掛上堂堂的皇家學會會員的頭銜,戴維就絕不能答應了。這天下午,法拉第正在地下室做實驗,戴維突然怒氣衝衝地推門進來。
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“法拉第先生,聽說你最近準備進皇家學會了,我勸你還是撤迴自己的申請。”
法拉第自從進了這個恩師的門來,便是一邊求知,一邊受氣,一直忍了10年。想不到這關鍵的時候,這個當年引他進皇家學院的恩人,卻會在皇家學會的大門中將他阻攔。他頭也沒抬,用冷靜而壓抑著憤怒的聲調答道:“是他們要提名的,我本人從來就沒有遞什麽申請,你讓我撤迴什麽呢?”
“那你就勸他們撤迴。”
“那是他們的事,我不想幹涉。”
戴維怕把事弄僵,便緩和一下口氣說:“我不是不同意你加入學會,隻是你現在年紀還輕,再過幾年加入也不遲嘛。”
“戴維爵士,我年紀還輕,今年也已經31歲了,可是你當年加入皇家學會時才24歲啊!”
這一句話將戴維噎得隻見口張,不聞有聲,他“啪”的一聲摔門而去。
1824年1月8日,皇家學會就法拉第的會員資格進行無記名投票,在隻有一票反對的情況下順利通過。這一張反對票正是戴維投的。至此,這對師生的矛盾發展到頂峰。
卻說法拉第受了這許多閑氣,就更要咬牙幹出個樣子。自從1820年奧斯特宣布電能使磁針偏轉後,法拉第就想,這一定是電產生了磁,才影響到磁針。果然到1825年皮鞋匠出身的電學家斯特詹,在一塊馬蹄形軟鐵上通電後竟能吸起4千克的鐵塊。不久一個美國人又改進實驗,吸起了300千克的鐵塊,電真的變成了磁,而且力量這樣巨大。法拉第反過來想,磁為什麽變不成電呢?如果能變成電,那力量也一定不會小的。自從1821年他做完那個電繞磁轉的實驗後,腦子裏就每時都在轉著這個問題。他在筆記本上寫了“轉磁為電”幾個大字,口袋裏常裝著一塊馬蹄形磁鐵,一個線圈。就這樣冥思苦想,常驗常試。他先是用磁鐵去碰導線,電流計不動,在磁鐵上繞上導線,還是沒有電。幹脆把磁鐵裝在線圈的肚子裏,接上電流計,指針依然紋絲不動。法拉第就這樣顛來倒去,從1821年開始到1831年不覺已過去整整十年,腦汁絞盡,十指磨破,也沒變出一絲電來。
一天,他又在地下實驗室幹了半天,還是毫無結果,便說了聲:“算了吧!”氣得將那根長條磁鐵向線圈裏咚的一聲扔進去,仰身向椅子上坐去。可是就在他仰身向椅子上坐的一刹那間,他忽然看見電流計上的指針向左顫動了一下。他趕快眨了一下眼,再看指針又在正中不動了。他想也許是看花眼了,因為人們在高度集中精力的實驗中,有時看到的隻是自己希望的假象。他這麽想著就欠著身子將磁鐵抽出來再試一次。不想這一抽指針又向右動了一下,這迴可是真真切切的。他忙又將磁鐵插迴,指針又向左偏了一下。哎呀,有電了,磁成電了!十年相思苦,一朝在眼前!法拉第將那磁鐵在線圈裏不停地抽出插入,上上下下就如同搗蒜一般,把個桌子捅得咚咚直響,那電流計上的指針也就像撥浪鼓似的左右搖個不停。原來磁變電是要通過運動!這時法拉第的妻子薩拉見他還不上來吃飯,又端著一盤麵包、牛奶、幾樣小菜送到地下室來,剛一推門見法拉第正對著線圈“搗蒜”,撲哧一聲笑著說道:“邁克爾,開飯啦!”法拉第抬起頭,扔掉磁鐵,像一隻小鳥一樣飛到薩拉麵前,展開雙臂摟住她的肩膀,就地打了一個旋,薩拉手中的牛奶麵包菜碟統統掉在地上。她喊道:“邁克爾,你怎麽啦?牛奶灑了,盤子打了,你吃什麽呀?”
“不要了,什麽也不要了。今天有電了,有電就夠了,隻要電就行了!”
他這樣語無倫次地念了一段“了了”歌,便翻身去記日記:“1831年10月17日。磁終於變成了電……”
各位讀者,磁變電這種偉大發現的幸運何以偏偏落到訂書徒出身的法拉第身上?原因很多,但有一點卻應引起我們特別的注意。就是十年前奧斯特通過實驗將電變磁,法拉第聽說後即反過來這麽一想:磁能不能變電?這便是一種相似思維。原來世界上的事物都是互相聯係的,而這種聯係常常表現為它們之間的各種相似,抓住這個相似點也即抓住了它們的紐帶,偉大的發現常常由此而始。阿基米德身在澡盆裏由物落水溢而悟出浮力定律;牛頓見蘋果落地而推及地球與蘋果相互吸引,終發現萬有引力;富蘭克林由毛皮摩擦的電火花而想到雷鳴電閃,因此探得電的本質;波義耳因酸霧使紫羅蘭褪色便反向聯想到以此來檢驗酸堿,竟發明了化學試劑。善於發現物與物間的相似,善由這相似現象進而探究其內在的聯係,這是科學研究的一條重要方法。猶如進瓜地而先理其藤,藤在手則瓜無所漏;入宮尋寶而先尋其路,路既通則寶無所遺,新的發現就會層出不窮。我們在以後各迴中還將看到許多科學家對各種思維方法的妙用。
閑話少敘,卻說這法拉第雖發現了磁變電,但他還是窮追不舍。他先將直棒磁鐵換成馬蹄形的,將線圈換成一個銅盤,銅盤可以連續搖動,這樣就可以獲得持續電流了。這就是世界上第一台發電機。
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實驗做成了,他又在理論上探索,磁電之間是靠什麽聯係轉換的呢?牛頓總結過萬有引力,認為引力是在空間起超距作用,沒有速度。法拉第想,不對。磁鐵周圍有磁力線,有一個磁場,導線周圍也有電場,它們是通過場相互作用,而且有速度。但是,他的數學基礎太差,不會推導這個公式,一時也無法用實驗驗證。他在發明權問題上是吃過幾次虧的,便將這個思想先寫了出來,以免將來有人又來搶頭功:
我傾向於把磁力從磁極向外散布,比作受擾動的水麵的振動,或者比作聲音現象中空氣的振動;也就是說,我傾向於認為,振動理論將適用於電和磁的現象,正像它適用於聲音,同時又很可能適用於光那樣。
這些想法,我希望能用實驗實現。但由於我的許多時間用在公務上,這些實驗可能拖延時日,在實驗進行的過程中,這些現象可能被他人首先觀察到;我希望,通過把本文件存放在皇家學院的文件櫃裏,那麽將來我的觀點被實驗證實,我就有權聲明,在某一個確定的日期,我已經有了這樣的觀點。就我所知,在目前除我本人以外,沒有人知道這些觀點,也沒有人能說自己已經有了這樣的觀點。
邁·法拉第於皇家學院
1832年3月12日
卻說法拉第將這個假設封成一個錦囊存入皇家學院的櫃子後,就靜等知音上門求見了。到底有沒有人來,且等下迴分解。