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他,奠定愛因斯坦登頂台階

2015-12-21  TWM

法拉第是一位偉大的科學家,雖然出身鐵匠家庭,他靠著努力自學、勤做筆記,在一八一二年十二月二十四日,讓科學家戴維同意雇用他為實驗室的助手,這也成為法拉第人生的一大轉捩點……。

如果你是鑽石,即使有再多的塵土遮蔽,早晚要發亮,沒有人能掩蓋!

麥可.法拉第(Michael Faraday)是牛頓和愛因斯坦之間最偉大的科學家,現在大學裡每個理工科系,都有他偉大的身影。他是電機工程學之父,發現「電磁感應」,可是這顆閃亮的鑽石,原來是深埋在塵土中。

法拉第出生在倫敦一個鐵匠的家庭,他十三歲時,到一家書店學習裝訂,這個工作成了他最好的學校。他對科學類的書特別有興趣,把省下來的錢,拿去買一些簡單的儀器,自己做實驗。

那個時代,科學不光只是學問,還可以拿來「表演」。最有名的「演講」,就屬皇家學會會長韓弗瑞.戴維爵士。他常把「電流」展現給觀眾看,如同在看電光特技,特別受歡迎!

發明第一台「發電機」

法拉第用盡千方百計,搞到入場券,聽了戴維的四場演講。別人驚嘆、鼓掌、歡呼,他卻努力做筆記。這份厚達三百頁的筆記,帶來他一生的轉捩點。

法拉第鼓起勇氣,寫了一封信給戴維爵士,並附上他聽講的完整筆記,希望戴維能給他一份工作。戴維看了筆記,大為驚豔,便在一八一二年十二月二十四日給法拉第回信。

戴維雇用法拉第為實驗室的助手,剛開始只是打雜和保管儀器,不久戴維看出他的天分和能力,升他為實驗助理。但戴維因他的出身寒微,並不尊重他。

法拉第雖然因此難受,但並沒有澆熄他對科學的熱情,很快就有了驚人的成就。他找到控制電力的方法,製造實驗型的馬達;在化學上,他研究出如何把氣體轉變為液體。他的成就如此明顯,皇家學會有人提議,應該讓他成為會員,投票結果,只有一票反對,誰?就是提拔他的戴維。

戴維自認是英國最偉大的科學家,眼看法拉第超越自己,心中很不是滋味,於是便藉口要研發光學玻璃,打發法拉第去玻璃工廠,把他排除在重要的實驗之外。

法拉第在玻璃工廠做了六年,一事無成,因為光學玻璃不只要有理論,還要有精密的工藝。一八二九年戴維死了,法拉第回到皇家科學院實驗室,他最重大的突破即將來臨。

一八三一年十月二十八日,他用二二○呎長的銅絲,繞成一個中空的圓柱,接上電流計,銅絲並沒有電流。然後用一塊圓柱形的長條磁石,快速插入中空的銅絲卷,電流計立刻反應,有電!接著,他把磁石快速抽出,指針還在反應,還有電!這是科學史上的重大發現,如果讓磁石和金屬線圈快速地相對運動,就能以感應的方法產生電流。

這次實驗成功,法拉第進一步發明了世界第一台「發電機」。他為人類創造了前所未有的巨大「動力」!

法拉第四十九歲時得了「失憶症」,他在病痛折磨下,解開了牛頓解不開的謎團。牛頓發現了萬有引力定律,他知道蘋果會掉下來,但不知道為什麼掉下來,而不被其他星球的引力吸去?

法拉第推想磁力會產生磁波,而磁波會形成一個「磁場」,太陽與各行星都有磁場,磁場與磁場相吸又相抗,所以保持一定的平衡。

電會產生磁,磁以光來傳遞,這就是我們能用「光」攝出影像,藉電磁波傳送,然後接收、呈現,就是「電視」的原理!

解開電、磁、光之謎

法拉第想利用「光波」來證明電磁力可控制光,但光只要碰到任何東西就會反射,所以他用盡各種物質,包含氣體都解決不了問題。

在即將放棄時,他突然看到架上擺著一個玻璃塊,那是他耗費六年光陰唯一的「成果」。他拿這塊玻璃來姑且一試,沒想到當他把玻璃放入磁中時,看到極化光平面受磁力造成的偏轉及被磁力排斥的現象。

真理必須能得到人們的認可,才會成立。法拉第的問題是,他沒有受到正規的高等教育,沒有辦法用數學運算證明他的理論正確。

這時另一名偉大的天才來接棒!

他就是科學界的明日之星詹姆士.馬克士威(James Maxwell)。馬克士威在權貴家庭成長,他二十歲時,看到法拉第的理論,便主動把法拉第的理論,用數學完整寫出報告,證明是對的。

他把報告寄給法拉第,法拉第收到報告時,欣喜若狂,他對馬克士威非常感激,也驚豔他的天才,不但沒妒忌,反而全力提攜。兩人成了忘年之交,共同建構電磁學的理論,為日後的愛因斯坦奠定登頂的台階。

今天我們生活的一切,全拜法拉第開啟大門。但他沒有申請任何專利,成就全部貢獻給世界共享!

圖說:法拉第在機械工程學,發明第一部「發電機」,在物理學,發現了「電磁感應」,是歷史上最偉大的科學家之一。

撰文 / 郝廣才

奠定 因斯坦 因斯 登頂 臺階
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