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《数理化通俗演义》作者:梁衡-11

作者:梁衡 字数:14860 更新:2023-10-09 10:36:45

“你刚才的表演是真是假,我回头再去检测,现在我先请你看一样东西。” 伽伐尼说罢向后一挥手,立即有他的两个助手从人堆中挤出,抬过一个大木桶来。只听里面僻啪有声,像有什么东西在动。伽伐尼将盖子打开,说声“伏打先生请看”。原来是一条三尺长的大鱼。这鱼长而不宽,圆圆滚滚,猛看倒像条蛇,正贴着桶边飞速地打旋。大概它也发觉人们在议论自己,转几圈之后突然停了下来,贴着桶壁像静听着什么声息。  伏打看这阵势一下摸不着头脑,说:“伽伐尼先生,你是不是要让我解剖这条鱼?”  “大可不必,一解剖你又会址到什么铜钩、铁棍上去。我现在只要你伸手摸一下这条活鱼,我们的实验便见分晓,不知你敢无敢。”  “这有什么不敢!”伏打想,这一生就是吃鱼也不知吃了多少,何必说摸呢?便卷起袖子伸手向那鱼尾抓去。说时迟那时快,伏打的手也还没弄清是否碰到鱼尾巴,就听他“哎呀”一声,连忙缩了回来,又觉全身麻酥酥,软绵绵一下跌靠在实验台旁,这位电学教授知道自己分明是中了电。  伽伐尼忙上前一步将他扶住说:“伏打先生,你今天可该相信确实是有动物电了吧。幸亏我远道而来,桶浅鱼小,要是我带一条丈余长的大鱼来,你今天真要生命休矣。”说着他又转向那些吃惊的人群说:“自从上次表演之后,我又做了多次实验,证明动物自身是带电的,这种鱼叫电鳗,在它的头脑部两侧的皮肤里就各藏着一个由纤维组织组成,并由神经纤维相连接的蜂窝状发电器。它就是靠放电击倒强敌、捕捉食物的.……”  再说伏打这时才从这突然一击中清醒过来,他听着伽伐尼的讲演,看看那些专家、教授。一般听众一窝蜂似地拥到伽伐尼的周围,倒像今天这场表演是专门为伽伐尼组织的。眼见着自己设的擂台成了别人炫耀的场所,心里好不窝火,无奈眼下一时又否定不了伽伐尼的动物电说,他只好面红耳赤地去拾检自己那些刀剪、钓棍,准备收兵。  正是:  你说绿柳一株树, 我说青松树一株。 好笑青松与绿柳, 都言对方不是木。  却说这次伏打斗法受辱后回到意大利怕维亚大学,从此闭门不出,发誓要钻出个名堂重摆擂台。他这样含辛茹苦地干了七年,终于又有一新的发现。他将一个金属锌环放在一个铜环上(银环更好),再用一块浸透盐水的纸或呢绒环座上,再放上锌环、钢环,如此重复下去,十次、二十次、三十次叠成了一个柱状,便产生了明显的电流。这就是后人所称的伏打电堆或伏打柱。这柱叠得越高,电流就越强。这是为什么呢?原来伏打经过实验创立了一个了不起的电位差理论。就是说不同金属接触,表面就会出现异性电荷,也就是说有电压。他还找到了这样一个序行:+ 铝、锌、锡、镉、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、铂 -。在这个序行中任何一种金属与后面的金属相接触时,总是前面带正电,后面带负电。这是世界上第一个电气元素表。只要有了电位差、电势差,即电压,就会有电流。这样人们对电的认识一下子就弹出了静电的领域,就不再是摩擦毛皮上的电,雷雨中的电,莱顿瓶里的电,也不只是动物身上的电,而是能控制流动的电。伏打堆也就成了最早的电池、电流发生器。人们为了纪念伏打,便以他的名字“伏”来作电压的单位。这都是后话。  却说当时伏打的这一发明一传出去,欧洲的科学杂志上几乎每期都是关于伏打电堆实验的报告,人们竞先试制这新奇的玩艺。俄国科学院有个院士叫彼得罗夫,他想这金属环既然是越叠得多产生的电流就越大,我何不就多多地往上叠呢。他一下就叠加了4200个,创造当时伏打电堆的世界之最,并且还出版了一本书,那书名大概也是世界上最长的《关于物理学家彼得罗夫在圣彼得堡外科医学院借助有时由4200个铜环与锌环构成的巨大电池组所作的伽伐尼——伏打实验的消息》。当时伏打电堆热的情况可见一斑。  在这种电学新突破的狂热之中,这次不用伏打自己去设擂台,巴黎科学院便主动邀请他去作一次动人的表演了。1801年11月,伏打带着他的仪器来到巴黎,不只法国的科学家和一般人等,就是伦敦那些当年看过他与伽伐尼斗法的人也有赶来看热闹的。正当大桌子上瓶瓶罐罐,环环片片已摆下一大堆时,伏打先不做实验,却退出桌子,趋前一步,面对观众说:“在表演前,请允许我先向七、八年来一直在和我激烈争论的伽伐尼教授致以崇高的敬意。很不幸的是他在三年前就退出了人世,今天不能和我们共享发现的欢乐。虽然我们观点不同,但没有他的启发和驳难也不会有我今天的发现。我永远感谢他,我们从不可忘记他。”  伏打今天表演的发明又有改进,它已不是一个个金属柱,而是一个个并行的玻璃缸,里面放上稀酸,每个缸都是这边放进铜片,对面放一块锌片,两个缸之间用导线相连,而成一个整体。它产生的电流比那金属环叠起的柱又大了许多。伏打把这装置接好后说:“我们现在就可看到这样产生的电流,第一,它能将水分解。”说着伏打将电的两极插入水中,竟顺着极板的一边冒出了氢气,另一边冒出了氧气。这时台下的人不由喝起彩来。  伏打接着说:“第二,这电还能从金属溶液里将金属重新捞出来。”说着,伏打又将电极插入蓝色的铜矾水溶液中,一个电极上便很快出现一层红色的铜,而且那铜极纯,是我们平常很难见到的。  伏打就这样津津有味地一项一项地报告着他的新发现,听讲的人也早就被他牵走了魂,会场上时而议论纷纷,惊叹不绝,时而又鸦雀无声。正当这种表演达到高潮,伏打为自己终于能有今天的胜利而喜上心头时,突然一个全副武装的法国军官走上台来,在伏打耳旁轻轻说道:“你的表演现在可以收场了,拿破仑将军已在台下听讲多时,他马上要接见你,请你立即到后面休息室去。”  伏打一听此言,真如五雷贯顶,他万没想到拿破仑这个威名赫赫,东征西讨的武人怎么也会混到人群里来听这种书生学者们关心的事。而且当初伽伐尼就是因为不愿宣誓效忠于拿破仑扶植起来的意大利政府而被他无情地解职,郁郁而死的。我今天开讲前那段颂扬伽伐尼的话,拿破仑一定也已听到,恐怕是惹恼了这位凶狠的雷公,要不然他何以要马上召见我呢?伏打越想越觉得凶多吉少,草草收起摊子,向台下的听众道声谢便向后台走去。  要知拿破仑召见伏打是凶是吉,且听下回分解。第三十六回浪子回头 皇家学院得奇士,功夫到处 元素家族添新丁——钾、钠等新元素的发现  上回说到伏打发明伏打电池组后正在巴黎兴冲冲地当众向人表演,突然有人来传,说拿破仑后台有请,一时不知吉凶。伏打收拾了摊子忐忑不安地来到后台休息室。谁知一进门,那威名赫赫的小个子将军倒突然立正向他行了一个军礼,并大声宣布:“你为科学事业干出了伟大的业绩,我宣布授予你侯爵封号,任命你为意大利王国的上议员。”伏打一时也不知是忧是喜,它那个装满电学知识的脑袋半天也没转过弯子。  读者要问,这拿破仑是法国人怎么有权任命意大利的议员?原来在1797年拿破仑亲自率领军队灭掉了意大利的旧政权,自己重新扶植了一个傀儡政府,他当然是太上皇了。不过这拿破仑有一点不错,就是很重视科学家。他创办新式学校,聘请著名学者任教,甚至还有些科学家在政府担任了要职,如数学家蒙日任海军部长,数学家拉扎尔•卡诺任陆军部长,化学家克鲁阿担任火药局长、教育部长等。这是题外之话,暂且不表。  再说这伏打发明了电池组,开辟了电化学。这条路一拓开便有人大步走来。这人就是戴维(1778~1829)。  戴维出生在英国一个沿海小城盘森斯的一个木匠家庭里,小时是一个出名的浪子。父母指望他能成才,好改换门庭,就送他到学校去读书。不想小戴维虽十分聪明,就是不肯在书本上花力气,他每天左边口袋装着鱼钩鱼线,右边口袋装一只弹弓,就是早晨上学前也常要跑到海边打几只鸟,钓几条鱼。所以经常迟到。而且有时正上着课,他就悄悄将口袋里的鸟放出来,学生们便一窝蜂地去扑鸟,老师也知道戴维这个罪魁,所以他一迟到就气得先提住他的耳朵厉声训斥几句,追问又去干甚么坏事,并没收了他口袋里心爱的弹弓、鱼钩、小鸟等物。这天戴维又迟到了,两个口袋鼓鼓囊囊,疯了似地冲进教室正要向自己的坐位上奔去。老师厉喊一声:“戴维!又到那里闯祸去了!”说着上来一只手将他的耳朵提起。谁知戴维向他鼓了鼓小眼睛,一句话也不答。老师受到学生的如此蔑视大伤面子,就更提高嗓门吼道:“把口袋里的东西掏出来!”  “就不给你!”戴维说着还故意用手将口袋护住。  “给我!”当着全体学生,老师的面子更无处搁了,他一只手捏紧戴维的耳朵,另一只手就向口袋里掏去。谁知他的手刚伸进口袋便“啊”地一声尖叫,抽了出来,连提着戴维耳朵的那只手也早已放开。随着他那只手的抽出,一条绿色的菜花小蛇落在老师的脚下。满教室里一下炸了窝,学生们又是惊叫,又是哄笑。而戴维呢?也不说,也不笑,一本正经地拾起小蛇,装进口袋里,又慢慢过去坐在自己的位子上,等待老师讲课,就像刚才没有发生任何事情一样。他越是这样一本正经,学生们就越是笑得前仰后合,而老师越气得脸红脖粗说不出话来,最后挟起书本,摔门而去。  老师退出教室没有回办公室,而是径直向戴维家走去。戴维的父亲正在叮叮当当地干活,老师急呼呼地推门而入,如此这般地说学一遍,直把老木匠气得两手发抖,五脏乱颤。一会儿,戴维放学回来了,一进门就劈头吃了一巴掌,母亲闻声过来忙抱住父亲,一边心疼地喊:“你手那么重,真要打死孩子吗?”  “这样的孽子要他还有甚么用?”  一个要打,一个要拉,两位老人倒撕缠在一起,累得上气不接下气。过了一会儿总算静了下来。戴维看看再不会有甚么大祸,便提起一个小木桶,一根鱼竿向门外走去。父亲厉声喝道:“又去干什么?”  “爸爸妈妈刚才嘶喊得累了,我去海边钓两条鱼来孝敬二老!”  “你呀……。”老木匠气得一屁股跌在椅子上,“我这辈子算是对你没有指望了。”  这件事过后不久,戴维的父亲真的一病不起,作古而去。戴维的母亲拖着五个孩子,这日子实在无法维持。就将他送到一家药店里去学徒,也好省一张吃饭的嘴。这戴维给人抹桌子扫地、端脸盆倒尿壶,到月底别人领得了工资,他却分文没有。他伸手向老板去要,老板当众将他那只小手狠狠地扇了一巴掌说:“让你抓药不识药方,让你送药认不得门牌,你这双没用的手怎好意思也伸出来要钱!”店里师徒哄堂大笑,戴维羞愧满面转身就向自己房里奔去,一进门扑在床上,那眼泪刷刷地便洗开了脸。而外面,刚发了工资的师徒们正大呼小叫地喝酒猜拳。他从前哪里受过这种羞辱,可是现在不比在学校、在家里。现在是吃着人家,喝着人家,再说就是跑回家去吧,四个弟妹也都是一哇声地向母亲喊肚子饿,难道我也再去叫母亲为难吗?戴维在学校时功课学得不好,却爱写几句歪诗,想到这里,他一翻身揪起自己的衬衣,刺啦一声撕下一块,随即又咬破中指在上面写了几句,便冲出门去。外面店员们正闹哄哄向老板敬酒献殷勤,不提防有人啪地一声将一块白布压在桌子中央,只见上面有这样几行字:“莫笑我无知,还有男儿气,现在从头学,三年见高低。”再一细辨,竟是鲜血涂成,大家大吃一惊,忙抬头一看,只见戴维挺身桌旁,眼里含着两汪泪水,脸面绷紧,显出十二分的倔强来。他们这才明白,这少年刚才受辱,自尊心被伤得太重,忙好言相劝拉他入席。不想戴维却说:“等到我有资格时再来入席。”返身便走。  就从这一天起戴维发奋读书,他给自己定了自学计划,只语言一项就有七种。他又利用药房的条件研究化学。果然不到三年,在这间药铺里戴维已是谁也不敢小看的学问家了。原来,我们常说才学、才学,世上却有许多人是苦学的,但缺才;但也有许多人本是有才的,就是不肯用在学问上,终成歪才、废才。这戴维本是有才之人,一朝浪子回头用在治学上,自然如干柴见火能发出许多的光热。这时,恰好有个贝多斯教授在布里斯托尔成立了一个气体疗养院,专用新发明的气体为人治病,而戴维竟被邀请去一块任务。在这里戴维发现了一种:“笑气”(一氧化二氮),人一吸入就会不自觉地兴奋发笑,于是重命名声大振。到1801年他又被请到伦敦皇家学院去任讲师,第二年又升为教授。第三年,他还不满二十五岁又当选为皇家学会的会员。  各位读者,容我这里插上几句作个帮助。那英国有个皇家学会,还有个皇家学院,是两回事。前者先是英国数学家约翰.威尔金斯在1660年11月28日发起成立的英国“物理数学实验知识促进学会”,后来有如我们在本书第二十六回提到的波义耳、胡克等人添加,而成为一个有权威的国家科研机构。而皇家学院是1800年由英国物理学家伦福德伯爵在伦敦发起成立的,最初叫“发展科学和普及重要知识学会”,经费靠私人捐助,主要是为了普及科学知识,而不是进行教学,以后才逐渐变成专门科研机构。这戴维1801年被请到这里,1803年伦福德伯爵便和拉瓦锡留下的寡妇玛丽结了婚而移居法国,因此这个学院的实际支撑者便是戴维了。他人长的标致,又有一副好口才,皇家学院的收费讲座由他主讲,场场都是听众爆满。伦敦上流社会只要提起戴维,已是哪个不知谁人不晓了。  再说这戴维本是一钓鱼打鸟的顽童,浪子回头,发奋读书,十年功夫就有如此成就。他更知光阴可贵,条件难得,因此也就更加刻苦研究。在许多研究题目中他对伏打电池的电解作用尤感兴趣。他想电能将水分解成氢、氧,那么一定也能将其他物质分解出甚么新元素来。而化学实验最常用的就是苛性硷,不妨拿它一试。戴维就是搞起科研来也还有一点少年时胆大豪爽的遗风,他一有这个想法便立即和他的助手、堂兄埃德蒙得把皇家学院里所有的电池都统统集合起来,其中包含二十四个大电池,光那锌、铜制的正负电极板就有一英尺宽;又有一百个中等电池,电极板有半英尺宽;还有一百五十个小电池。这真是一支电的大军,戴维站在这套电池组织前就像大将统兵一样地得意,他说一定要让那苛性硷在他的手下分出个一清二白。  这天戴维和他的堂兄起了个大早,开端了这场计划已久的战斗。他们先将一块白色的苛性硷配成水溶液,然后就将那庞大电池组的两根导线插入溶液中,溶液立即沸腾发热,两条导线附近都出现了气泡,冲出水面。开端他们还为这热闹的场面而高兴,但过了一会儿就发现上当了,跑出的气泡是氢气和氧气,刚才被分解的只不过是水,而苛性硷还是原封未动!难道这苛性硷真的就是一种元素而再不可分了吗?戴维那倔劲又上来了,他才不相信呢!水攻不成,改用火攻。这回他将一块苛性硷放在白金勺里用高温酒精灯将它熔化,然后立即用一根导线接在白金勺上,将另一根导线插入融物中,果然电流通过了,在导线同苛性硷接触的地方出现了小小的火舌,淡淡的紫色,从未见过的美丽。戴维大叫:“埃德蒙得,快看,它出来了!”  “它在哪里?”  “就是这火,这淡紫色的火。”  埃德蒙得也极兴奋,他把鼻子凑近白金勺,仔细看着说:“可是我们总不能把这火苗存在瓶子里啊?”  “对,怎么收集这种物质呢?”戴维又犯愁了,看来是因为熔融物温度太高,这东西又易燃,一分解出来就着火了。水攻不行,火攻也不是个好办法。  1807年11月19日,是皇家学会一年一度举行贝开尔报告会的日子,戴维满心希望这次能拿一样新发明的元素去轰动一番。但是时间还剩六周,这苛性硷却软硬不吃,水火不入,他设计了几十种方案都不见效。这些日子戴维就像只拧着发条的钟,滴滴答答一刻不停地摆动,他一会儿冲到楼上摆弄一下电池,一会儿冲到实验桌上,墨水飞溅在记录簿上随便涂几行字。他走路风风火火,说话高喊大叫,沈默起来眉头皱成一个麻团,高兴了又突然大声唱歌,一些珍贵的仪器稍不合用,他便高叫,重换一台,那些烧杯、试管等玻璃器皿他更是随手打破毫不心疼。他到底不是书香门弟之家熏陶出来的循规蹈矩的子弟,身上还有那海边小镇上的野风与儿时的顽皮习气,他实验紧张也忘不了享乐,正像当年上学不误打鸟一样。他每晚只要有舞会宴席,场场必到,只是忙得顾不上换衣服,从实验室里出来,在外面再套一件干净外衣就去赴宴,回来后也不脱衣歪头就睡,第二天赴会时再套上一件。这样越穿越厚,过几天猛然有悟再一起脱掉。所以人们常说戴维教授常常胖几天,瘦几天,叫人无法捉摸。他好冲动,少冷静,极聪明,缺耐心,怕寂寞,爱虚荣,最顽强,又自信。对他这种风风火火的任务作风,助手们早已熟知,而且大家又极信任他的才气,所以总是每呼必应,实验室上下一致,倒也配合得得心应手。  再说戴维眼看报告日期就到,电解苛性硷还是水路不通,火路不行。他焦焦虑虑地苦思苦干了十几天,比较了十几个方案。也真是车到山前必有路,这天他一拍脑门忽生一计:我何不把苛性硷稍稍打湿,令其刚能导电又不含剩余水份呢?这个点子一冒出来,他高兴地两手一拍大腿,高喊一声:“成了!”倒把埃德蒙得吓了一跳,忙问:“什么成了?”  “不要多问,快拿硷块来。”  一个硷块儿放在一只大盘里端了上来。要让这东西轻轻打湿并不必动手,只须将它在空气中少放片刻,它就会自动吸潮,表面成了湿糊糊的一层。这时戴维和他的一群助手围定这块白硷,下面垫上一块接电的白金片,一等表面刚刚发暗变湿,就一声令下:“插上去!”那架势就像几个人正在杀一头猪一样紧张,埃德蒙得是专门等着“捅刀子”的,不等语音落地,另一根导线早“嘶”地一声穿入硷块。忽然啪的一声,像炸了一个小爆竹一样,那导线附近的苛性硷便开端熔融,并且越来越厉害。你想那小小硷块那能经得过这数百个电池的电流的锥击,一会便渗出滴滴眼泪,亮晶晶像水银珠,“巴打”、“巴打”地流下来。有的刚一流出就啪的一声裂开,爆发出一阵美丽的淡紫色火焰,随即消失的无影无踪,而有的“珠子”侥幸保存下来,却很快失去光泽,蒙上了一层白膜。  戴维看到这里,突然退出实验台,就地转了一个漂亮的舞步,如醉如狂地大跳起来,那样子真如范进中学。他边跳边拍着巴掌,嘴里念道:“真好,好极了!戴维,你胜利了,戴维,你真行啊。”他这样疯疯癫癫地在实验室里转了几个圈子,带倒了三角架,打落了烧杯、试管,碰翻了墨水瓶。大约有五、六分钟他才勉强让自己镇静下来,忙喊道:“拔掉,拔掉导线,埃德蒙得,不必要了,我们找见了,成功了!”  这次戴维真的成功了,他电解出来的那亮晶晶的金属就是钾。接着他又用同样的方法电解出了钠。  正是:  勿左也勿右,山重水复疑无路, 非水亦非火,柳暗花明又一途, 思路不偏狭,千寻万觅终得助, 智慧之光闪耀,有心人功夫不负。  作报告的日期到了。这几天戴维已经疲劳到了极点。而且身上还时冷时热。但他怀着极大的兴奋支撑着病体走上了讲台。开讲前,皇家学院的报告厅里早已水泄不通。那些上流社会的爵士、贵妇们其实也不懂什么是科学,但是化学表演,就如魔术一般还是能满足他们的好奇心的。这天戴维也真不负众望。他将自己这些日子辛苦制得的一块钾泡在一个煤油瓶里,向人们介绍说:“这是三天前世界上才发现的新元素。我给它起个名字叫锅灰素(英国人叫苛性钾是锅灰)。它是金属,可是性格真怪,既柔软又暴烈,身体还特别轻,入水不沉,见火就着。”  戴维说着用小刀伸进煤油瓶里轻轻一划就割下一块钾来,又把它挑出来扔进一个盛满水的玻璃盆里。那钾块立即带着嘶嘶的呼啸声在水面上着了魔似地乱窜,接着一声爆响,一团淡紫色的火焰,声音越来越小,体积越来越小,慢慢消失在水里,无影无踪……。  世上哪有这样的金属,台下的人简直看呆了,大家都凝神屏息看着这种奇怪的新元素突然出现又突然消失。他们不愿这个魔术就这么眨眼之间退出。也许那玻璃盆里一会儿还会出现什么新东西,他们看戴维伏首在桌上也不说话,头都抵住盆沿了。全场一片肃静。可是这样等了一会儿,盆里什么也没有,主讲人也不说话。突然有谁喊了一句:“戴维先生怎么了?”  这下提醒了人们,前排几个人立即跳上台去,将戴维扶起。一碰他的双手,早冷得像冰一般,再一摸额头,倒湿淋淋地甩了一把冷汗,人们狂呼着:“快送医院!快送戴维到医院!”  欲知戴维性命如何?且听下回分解。第三十七回惜人才 戴伯乐收高徒,妒新秀 法拉第遭白眼——电磁感应的发现   上回说到1807年11月11日戴维在皇家学院作报告突然昏死过去,被送到医院,尽力抢救方才苏醒过来,虽保住了性命,却遭了一场大难。他病势极度恶化,有好几天躺在医院里,不会说话,不会翻身,看样子离见上帝也差不多时了。许多崇拜者都络绎不绝地前来探望,弄得医院没辙儿,只好在大门口挂一个告示牌,每日公布一次病情。以后他出了院在家静养,有一年时间不能做实验,不能多做报告。只要戴维不登台就没有人来听讲,皇家学院1808年的收入比上年竟减少了四分之三。戴维当时的影响之大可见一斑。  再说戴维自从这次身体大伤元气之后也不像从前那样社交活跃了,有时去做实验,有时就呆在家里。这天正是耶诞节的前一天,早晨起来,用过早点拿一本杂志,靠在沙发上消遣,突然仆人送进一封信来,随信还有一本368页的厚书,封面上用漂亮的印刷体写着:戴维爵士演讲录,还有时间、地点。他这一看吃惊不小,一下从沙发里跳起来喊道:“是哪个出版社这样大胆,竟敢借我的名字偷偷出书。”他再一翻内页,三百多页全是漂亮的手写体,还有许多精美的插图,又不像是机器印刷。可是这装订都是正正规规的精装布面,书脊上烫金大字。戴维一下坠入五里雾中,莫名其妙。他再看那封短信,原来是一个叫迈克尔•法拉第(1791-1867) 的青年写的,大意是:我是一个刚出师的订书学徒,很热爱化学,有幸听过你的四次演讲,整理成这本笔记,现送上,作为圣诞节的礼物。如能蒙您提携,改变我当前的处境,将不胜感激,云云。  戴维将信看了两遍,将书捧在手里,来回抚摸着,心里也不知是惊是喜,是酸是甜。他想起这几年来他在上流社会,终日交结的不是大腹便便的绅士,就是香粉袭人的贵妇,他们大把大把的英镑随手撒,整桌整桌的酒席彻夜摆,东家拉,西家请,要我讲,要我请,可是何曾有一个人真正里解我的发现,认识我的学问,这些人不过是附庸风雅,赶赶科学时髦而已。而今天一个订书店的学徒却居然对我的思想理解得如此精深,看那插图,简真比我真正做的实验还要干净利落。真是市井小巷藏人才啊!他又想到自己当初还不是一个打鸟捉蛇的顽童,何曾受过什么正规教育,多亏伦福德伯爵的提携才进到这皇家学院,现在已是爵士了。而这订书青年却还在和自己的命运挣扎。想到这里,戴维教授动了侧隐之心,起了爱才之意。便提起鹅毛大笔写了一封信:  先生:  承蒙寄来大作,读后不胜愉快。它展示了你巨大的热情、记忆力和专心致志的精神。最近我不得不退出伦敦,到一月底才能回来。到时我将在你方便的时候见你。  我很乐意为你效劳。我希望这是我力及所能的事。         享•戴维        1812年12月24日  果然,一个月后,戴维在家里亲自接待了法拉第,并安排它在皇家学院实验室当助手。  正是:  进门不靠金砖敲, 立身不求人怜悯。 法拉第举起书一本, 皇家学院敞开门。  1812年3月,法拉第到皇家学院正式上班了。他本是学徒出身,干起活来处处小心。他虽然是一名实验室里刷瓶子搬仪器的勤杂工,但对实验属性却都能理解,与人配合起来总是得心应手。所以没过多长时间,实验室里上上下下没有一个人不说法拉第的好话。戴维更是得意自己引进了一个好人才。  这年秋天,戴维和夫人要到欧洲大陆旅游了。说起这位夫人,也真不同寻常,她仗着自己的脸蛋儿还算漂亮,更仗着自己的门第高贵,所以平时在家里一身珠光宝气,一出门就必须车随仆跟。有客来访,要不是个爵士贵族有地位的人,她能转过脸去装作没看见。到别人家赴宴,只要她一进门,主人也就成了她的仆人,平时在家稍不如意就摔盆打碗,只要看见街上谁家的女子穿了一件华丽的衣服,便立逼戴维马上给她也买一身。人常说爱情就是给予,就是牺牲,而戴维夫妇的结合正好相反,就是互相要,互相用。他要她的漂亮和金钱,她要他的爵士地位和科学家的名声。穷小子出身又极爱虚荣的戴维得着这么个漂亮尊贵的妇人也就够满意了,所以也甘心捧着、哄着这个宝贝。现在他们要到欧洲旅行了,这是戴维夫妇早就望眼欲穿的。可是他们选择的时机实在不巧,这时英法两国正在交战。那个铁腕皇帝拿破仑正气势汹汹地要吞掉整个欧洲呢。所以临出发前戴维平时的两个贴身仆人突然变卦不愿跟去了,他们怕被当作奸细抓去杀头。而那个贵妇人哪能没有仆人伺候。于是戴维就要法拉第充任,法拉第也想借机到欧洲大陆去见见世面,双方谈就,法拉第以私人秘书身份暂兼仆人,一到法国就另雇一个。  十月十三日,戴维一行上路了。他们先乘马车,到达普利斯茅港,再横渡英吉利海峡,十月二十九日到达巴黎。在这里逗留两个多月,又经过威尼斯,翻越阿尔卑斯山到意大利,再去瑞士,去法国。法拉第沿途看那滔滔海浪,莽莽群山,维苏威火山上的烟雾,罗马万神庙的石柱,真是大开眼格。还有在巴黎见到了安培,在米兰见到了伏打,在日内瓦见到了利夫,这都是当时名扬欧洲的大科学家,法拉第能在一旁倾听他们的交谈,其兴奋之情简直和第一次进皇家学院听戴维的报告一般。但是只一件事叫他扫兴,就是戴维那个难伺候的夫人。原说好一过海就雇人的,可是到了巴黎戴维就再不提这件事。法拉第要照看随身带的仪器,准备实验,安排会客,还要照顾夫人那一大堆衣、帽、鞋、袜、脂粉、首饰。到巴黎下榻的第一天,戴维夫人就将脚上的鞋子往下一脱,说:请你给我擦好,明天一早还要穿。”法拉第那能受得这份气。他也不搭话,转身去查看那些箱子里的仪器。这位贵夫人立时变成了一个泼妇,她也不顾旅馆里人多,大哭大喊:戴维伯爵收了你这个忘恩负义的东西,一个订书徒也想摆弄什么仪器,装起科学家来,我看你快反了……”戴维忙将她推回卧室。这一夜只听里面哭哭啼啼没有安宁。法拉第知道,明日戴维要不亲自去擦那双皮鞋,那个娇奶奶是不肯出门的。想到这里,他悄悄将扔到门外的鞋子拿到自己房里擦个雪亮,自我解嘲地想道:这也算是替老师解忧吧。戴维总是我的恩人啊。”  这法拉第自从跟了戴维,虽然有时不免忍气吞声,但处在科学堆里,耳濡目染也真的学到不少东西。哥本哈根有一个教授叫奥斯特(1777~1851) ,在1820年发现当导在线有电流通过时,导线旁的磁针就会发生偏转,消息传来,震动了英国的科学界,这帮助电和磁是有关系的。皇家学会的一名会员华拉斯顿很聪明,他想电能让磁动,磁为何不能让电动?便跑来找戴维,还设计了一个实验,在一个大磁铁旁放一根通电导线,看它会不会旋转。可惜,没有成功。更可惜,华拉斯顿不过想想而已,一碰钉子就后退了,也就再不提此事。但机遇专给有心人。皇家学会两个大权威失败了的实验,倒让一个小学徒记在心里。那天法拉第就站在旁边,事后他独自一个人躲在实验室里又日以继夜地干了起来,他想那导线不能转动是拉得太紧,就干脆取来一个玻璃缸,里面倒了一缸水银,正中固定了一根磁棒,棒旁边漂一块软木,软木上插一根铜线,再接上伏打电池,果然电路一通,那软木轻轻地飘动起来,缓缓慢慢地居然绕着磁棒兜开了圈。一根线通电转得慢,要是一个通过强电流的线圈里呢,不就转得快了吗?啊,成功了。这就是世界上第一个最简单的马达。法拉第这个沉静温和、能自制不激动的人,现在却忍不住在皇家学会的地下实验室里一个人围着这个水银缸跳起舞来。软木轻轻地飘,他也跟着欢快地转,这样转了几圈,他猛地跑到桌边,翻开实验日记写道:1821年9月3日。……结果十分令人满意,但是还需要做出更灵敏的仪器。”  各位读者,这法拉第在记笔记这一点上可很不像他的恩师戴维。戴维的实验笔记常常是大涂大抹,有时写错了,干脆用手指头蘸上墨水一勾。实验成功了,就狂草大书;失败了,就懒得去记。而法拉第大约因为是订书徒出身,又受过美术训练,他的日记有日必记,每次实验无论成功与否都要记,而且按顺序编号,一直编了一万六千零四十一号。后来到他白发苍苍,自觉将不久谢世时,就当年装订戴维的演讲录一样,用自己特有的装订技术将这些实验日记装订好送给皇家学院,这是科学史上一条了不起的财富,他死后一周年时人们才分成七卷整理出版。这是后话。  再说法拉第发现导线可以绕磁铁旋转后,立即写成一篇论文在伦敦科学季刊上发表。这下又惹出麻烦,沃拉斯顿说法拉第抢了他们的成果。戴维明知沃拉斯顿的实验并没有成功,可是出于嫉妒也不出来为学生说话。于是满城风雨,是非难辨。不久,法拉第又做成了氯气液化试验,在皇家学会正式报告前,戴维又在报告上加了一段,帮助这个实验是在他的指导下做成的。老师要从学生的饭碗里抢食吃了。当年看见就热心提拔;现在眼看要出头了就赶快去堵去压。戴维这个人的心理实在复杂。好在法拉第逆来顺受惯了,而且定了一条规矩,就是刀子到了头上也不肯说恩人一句坏话。所以有些小小不快,事情总还可以收拾。而且他又亲自登门向沃拉斯顿解释,他的实验是导线是绕着磁铁“公转”,华拉斯顿的实验是“自转”,并不一样,沃拉斯顿也就释然了事了。  可是出头椽先烂,树欲静风不止。这法拉第要是好好地洗瓶子、擦地,也就会师恩徒贤,和和睦睦,绝无闲事了。谁叫他发现了导线绕磁铁转动又去发明什么氯气液化,于是皇家学会的一帮会员看他是个奇才,便出于好意,联合了二十九人的签名,要保举他为会员。一个洗瓶子的杂工竟要挂上堂堂的皇家学会会员的头衔,戴维就决不能答应了。这天下午,法拉第正在地下室做实验,戴维突然怒气冲冲地推门进来。  “法拉第先生,听说你最近准备进皇家学院了,我劝你还是撤回你的申请。”  法拉第自从入得这个恩师的门来,便是一边求知,一边受气,一直忍了十年。想不到这关键的时候,这个当年引他进皇家学院的恩人,却会在皇家学会的大门将他阻拦。他头也没抬,用冷静而压抑着愤怒的声调答道:“是他们要提名的,我本人从来就没有递过什么申请,你让我撤回什么呢?”  “那你就劝他们撤回。”  “那是他们的事儿,我不想干涉。”  戴维怕把事情弄僵,便缓和一下口气说:  “我不是不同意你添加学会,只是你现在年纪还轻,再过几年添加也不迟嘛。”  “戴维爵士,我年纪还轻,今年也已经三十一岁了,可是你当年加入皇家学会是二十四岁啊!”  这一句话将戴维噎得只见口张,不闻有声,他啪地一声摔门去了。  1824年1月8日,皇家学会就法拉第的会员资格进行无记名投票,在只有一票反对的情形下顺利通过。这一票正是戴维所投的。至此,这对师生的矛盾发展到顶峰。  却说法拉第在皇家学院受这种闲气,就更要咬牙干出个样子。自从1820年奥斯特宣布电能使磁针偏转后,法拉第就想,这一定是电产生了磁,才影响到磁针,果然到1825年皮鞋匠出身的电学家斯特詹在一块马蹄形软铁上通电后竟能吸起四公斤的铁块,不久又一美国人改进实验吸起了三百斤重的铁块,电真的变成了磁,而且力量这样巨大。法拉第反过来想,磁为什么变不成电呢?如果能变成电,那力量也一定不会变小的。自从1821年他做完那个电绕磁转的实验后,脑子里就每时都在转着这个问题。他在笔记本上写了:“转磁为电”几个大字,口袋里常装着一块马蹄形磁铁,一个线圈。就这样苦思苦想,常验常试。他常先是用磁铁去碰导线,电流计不动,在磁铁上绕上导线,还是没有动。干脆把磁铁装在线圈的肚子里,接上电流计,指针依然不动。法拉第就这样颤来倒去,从1821年开端到1831年不觉已过去整整十年,脑汁绞进,十指磨破,也没变出一丝丝电来。一天,他又在地下实验室干了半天,还是毫无结果,他说了声:“算了吧!”气得将那根长条磁铁向线圈里通地一声扔进去,仰身向椅子上坐去。可是就在他仰身向椅子上坐的一刹那间,他忽然看见电流计上的指针向左颤动了一下。他赶快眨了一下眼,再看指针又在正中不动了。他想也许是看花眼了,因为人们在高度集中精力的实验中,有时看到的只是自己希望的假象。他这么想着就欠着身子将磁铁抽出来再试一次。不想这一抽指针又向右动了一下,这回可是真真切切的。他忙又将磁铁插回,指针又同左偏了一下。唉呀,有电了,磁成电了。十年相思苦,一朝在眼前!法拉第将那磁铁在线圈里不停地抽出插入,上上下下就如同捣蒜一般,把个桌子弄得咚咚直响,那电流计上的指针也就像拨浪鼓似的左右摇个不停。这时法拉第那个贤惠温柔的妻子萨拉见他到时还不上来吃饭,又端着一盘面包、牛奶,几样小菜送到地下室来,刚一推门见法拉第正对着线圈“捣蒜”,便噗哧一声笑着喊道:“迈克尔,开饭罗!“法拉第抬起头,扔掉磁铁像一只小鸟一样飞到萨拉面前,展开双臂搂住她的肩膀,就地打了一个旋。萨拉手中的牛奶面包菜碟统统掉在地上。她喊道:“迈克尔,你怎么啦,牛奶撤了,盘子打了,你吃什么呀。“  “不要了,什么也不要了。今天有电了,有电就够了,只要有电就行了!“  他这样语无论次地念了一段“了了”歌,便翻身去记日记:“1831年10月17日。磁终于变成了电……“  各位读者,磁变地电这种伟大发现的幸运何以偏偏落到一订书徒出身的法拉第身上?原因很多,但有一点却应引起我们特别的注意。就是十年前奥斯特通过实验将电变磁,法拉第听说后即反过来这么一想:磁能不能变电?这便是一种相似思维。原来世界上的事物都是互相联系的,而这种联系常常表现为它们之间的各种相似,抓住这个相似点也即抓住了它们的纽带,伟大的发现常常由此而始。阿基米德身在澡盆悟出浮力定律;牛顿见苹果落地而推及地球与苹果相互吸引,终发现万有引力;富兰克林由毛皮摩擦的电火花而想到雷鸣电闪,因此而探得电的本质;波义耳因酸雾使紫罗兰褪色便反向联想到以此来检验酸硷,竟发明了化学试剂。善发现物与物之间的相似,善由这相似现象进而探究其内在的规律。犹如进瓜地而先理其藤,藤在手则瓜无所漏;入迷宫而先导其路,路既通则保无所遗,新的发现就会层出不穷,层层递进。我们在以后各回目中还将看到许多科学家对各种思维方法的妙用。  闲话少叙,却说这法拉第虽发现了磁变电,但他还是穷追不舍。他先将直棒磁城换成马蹄形的,将线圈换成一个铜盘,铜盘可以连续摇动,这样就可以获得持续电流了。这是世界上第一台发电机。  实验做成了,他又在理论上探索。磁电之间是靠什么联系转换的呢?牛顿总结过万有引力,认为引力是在空间起超距作用,没有速度。法拉第想,不对。磁铁周围有磁力线,有一个磁场,导线周围也有电场,它们是通过场相互作用,而且有速度。但是,他的数学基础太差,不会推导这个公式,一时也无法用实验有效性,他在发明权问题上是吃过几次亏的,便将这个思想先写了出来,以免将来有人又来抢头功:  我倾向于把磁力从磁极向外散布,比做受扰动的水面的震动,或者比做声音现象中空气的震动;也就是说,我倾向于认为,震动理论将适用于电和磁的现象,正像它适用于声音,同时又很可能适用于光那样。  这些想法,我希望能用实验实现。但由于我的许多时间用在公务上,这些实验可能拖延时日,在实验进行的过程中,这些现象可能被他人首先观察到;我希望,通过本文档存放在皇家学会的文档柜里,那么将来我的观点被实验验实,我就有权声明,在某一个确定的日期,我已经有了这样的观点。就我所知,在当前除我本人以外,没有人知道这些观点,也没有人能说自己已经有了这样的观点。      迈•法拉第于皇家学院      1832年3月12日  却说法拉第将这个假设封成一个锦囊存入皇家学院的柜子后,就静等有知音人上门求见了。到底有没有人来,且等下回分解。第三十八回茶壶煮饺子笨女婿失去讲座,实验加方程物理学登上高峰——电磁理论的创立  上回说到法拉第通过实验发现电磁感应现象,并从直观的猜想出发提出了力线、场的假设,但是他一时无法用实验去证实,便将这预言封了一条锦囊存入皇家学院地下室的文件柜里,专等知音上门。  他1832年3月将这预言存起来,就这样静静地整整等了二十三年,还未见有一人上门,也未听到一句能理解他的热乎话。相反,倒是常有不少人,包括当时一些著名的物理学家,常讽刺挖苦他连牛顿这个老祖宗也翻脸不认了。他在工作得实在很疲倦时,靠在椅子上闭目养神,有时会想起开普勒在发现三定律后说的那段话:反正我是发现了,也许到一百年后才会有人理解。唉,看来此生我只好忍受这种发现的孤独了。一天他正这样唉声叹气地翻着每天收到的一大叠学报、杂志,忽然眼前一亮,一篇论文的题目跳进眼帘:《论法拉第的力线》。他就如铁汉拣着一块甜面包一样,一口气将那些字,连标点都扫了个精光。这确是一篇好论文,是专门阐述他的发现、他的思想的,而且妙在文章将法拉第充满力线的场比做一种流体场,这就可以借助流体力学的成果来解释;又把力线概括为一个矢量微分方程,可借助数学方法来描述。法拉第从小失学,未受正规学校训练,最缺的就是数学,现在突然有人从数学角度来为他帮忙,真是如虎添翼。他忙看文章的作者是谁,却是一个陌生的名字:詹姆斯•克拉克•麦克斯韦。从这一天起他就打听这个作者,但是就如这篇突然出现一样,作者也突然消失,真是来无躁去无影。法拉第只好望着天花板叹气了。

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