法拉第(25)_學達書庫

二五

　　他用精確、簡潔的文字把實驗結果記在實驗日記上。那是1831年10月27日的事。磁轉成電的理想實現了。法拉第把這種磁棒運動在線圈中所感應出來的電流叫「磁電」；為了同「伏打電感應」有區別，這種感應稱做「磁電感應」。

　　但是他仍舊不滿意，因為只有當磁棒在線圈中作往復運動的時候，才有電流感應出來。磁棒的運動一停止，電流也就隨著消失，他沒有能像伏打那樣制出穩定的電源來，他想能夠用磁電感應的原理製造出永久性的穩定電源。

　　法拉第在10月17日實驗結果的基礎上繼續努力。他讓磁棒插在線圈裡固定不動，讓線圈相對於磁棒上下運動，結果同樣能夠感應出「磁電」來。這說明，關鍵就在磁鐵和線圈之間必須有相對運動，至於哪一個靜止，哪一個運動，那倒沒有關係。然而，磁鐵和線圈之間相對運動是往復的，這樣所感應出來的電流也必定是往復的。要產生穩定的單向電流，磁鐵和線圈之間的相對運動必須是單向的。可是磁鐵和線圈之間如果作單方向的相對運動，它們的距離就會越來越大，這當然是不行的。他想起法國物理學家阿拉哥的圓盤實驗，決定用一個圓銅片來代替線圈。線圈是導體，銅片也是導體；線圈中能夠感應出電流，銅片中當然也應該能夠感應出電流。

　　法拉第做了一個圓銅片，裝上軸，讓它夾在馬蹄形磁鐵的兩個磁極中間旋轉。如果把圓銅片的軸當做導線的一個端點，把圓銅片的邊緣當做導線的另一個端點，那麼這根導線就將在南北磁極之間作單方向的運動，它將能感應出單方向的電流來。法拉第做了實驗，但是沒有成功。線圈是由很多圈導線繞成的。圓盤只相當於一圈，當然比較難感應出電流來。不過有一個辦法：可以用強大的磁鐵來彌補圈數的不足。皇家學會有一塊特別大的馬蹄形磁鐵，但是很不巧，它被皇家軍事學院的克裡斯蒂教授借去了。法拉第在兩年前被聘為皇家軍事學院的化學講師，每年要去講20次課，和那裡的人很熟。

　　10月28日一早，法拉第就上皇家軍事學院去了。他在那裡做了許多實驗，在實驗日記上記了45條。那塊碩大無比的馬蹄形磁鐵好極了。

　　只用兩個月的時間，法拉第就完成了兩類電磁感應實驗。「伏打電感應」孕育了變壓器的誕生，「磁電感應」預告了發電機的出現。有了發電機和變壓器，電就能夠大規模地生產，並且輸送到遙遠的地方。電將從科學家的實驗室走向工廠、礦山、農村，走進每一個家庭。1931年，為了紀念電磁感應發現100周年，還在倫敦舉行了盛大的慶祝活動。人們把電磁感應稱做法拉第平生最偉大的發現。

　　法拉第在1831年發現了電磁感應，因此有人把這一年稱做電氣時代紀元一年。但是電真正登上人類的生產和生活舞臺，卻是許多年以後的事情。那是因為工業和技術上的條件還沒有成熟，也是因為蒸汽機、火車、輪船剛出現不久，英國正在進行工業革命，目標是用蒸汽力量代替人的力量。他從1831年起從事純粹的科學研究：從各個角度探討電、磁探索新的現象，尋找新的規律。這些工作後來彙集在《電學實驗研究》中。那是一部巨著，凝聚著一位科學家的後半生心血。那是一座寶庫，是一位科學家留給後世最寶貴的遺產。那是一座豐碑，紀念的是一位科學家，那是他親自建造的。

　　《電學實驗研究》從1839年起分三卷出版。

　　第一卷和第一篇就是討論電磁感應的論文，那是法拉第1831年11月24日在皇家學會上宣讀過的。

　　全書從頭到尾是典型的法拉第風格：內容分條敘述，語言簡潔清新，完全不用數學。一條條讀下去，一幅幅實驗畫就呈現在面前，可以仿它們做一遍。維多利亞女王時代的英國發明家，實驗桌上少不了《電學實驗研究》這本書。但是得益最大的卻是一位美國人。

　　他的名字叫愛迪生。1868年，法拉第去世已經一年，愛迪生在波士頓的一個舊書攤上買到幾本殘缺不全的法拉第著作，其中就有《電學實驗研究》。愛迪生後來發現，這一小筆錢花得值，是他一生中收益最大的投資。法拉第所進行的電的實驗研究，要轉化成實用的電器，還需要愛迪生以及許許多多像愛迪生那樣的發明家付出艱巨的勞動。

　　法拉第有一條堅定不移的信念——他相信大自然是統一和諧的。但是，電、磁、光、熱而且還有各種各樣的電和磁，形形色色的光和熱頭緒太多，必須逐一研究。法拉第首先研究的是電的統一性。到那時候為止，已經發現了五種電—伏打電、普通電、磁電、熱電和動物電。這五種電有相同的地方，也有不相同的地方。有人認為它們是同種東西，有人認為不是，眾說紛紜，莫衷一是。法拉第對這五種電進行了全面的考察。他發現：它們都有一定的生理效應，能使人的肌肉抽搐，產生觸電的感覺；它們放電時都能產生熱，還能發出火花；它們都有化學效應——一般人都認為，只有伏打電池所產生的普通電、用電磁感應所產生的磁電、用動物電去電解化合物法拉第做了大量實驗，用事實證明瞭一個結果：「不管電的來源如何，它的本性全都是相同。」這句話是從《電學實驗研究》第一卷的第二篇論文《不同來源的電的同一性》裡引來的。法拉第用電的同一性為他的信念「自然是統一的」提供了有力的論據。

　　1832年法拉第開始從事電化學研究。法拉第首先瞭解各家的意見，進行鑒別比較。對於每一家的理論，分別設計一些實驗，來檢驗理論的真偽和價值。

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