电力先驱 迈克尔·法拉第

电力先驱
迈克尔·法拉第

“很少有人,能像法拉第那样改变了世界的面貌。”科普作家威廉姆·布拉格爵士如此说,“他是这个国家乃至全世界最伟大的实践哲学家,在他的所有发现中,没有什么能比1831年那项发现产生的影响更大……在此基础上,电力得到了广泛应用,构成了我们现代生活的肌肉和神经。”或者就像另一作家说的:“有史以来最伟大的科学家之一,在英国皇家学会进行了一个简单实验,由此开启了整个世界的电力应用。”

迈克尔·法拉第

迈克尔·法拉第是一位杰出的科学天才,他出身寒微,父亲是英国北部山村里的铁匠,后移居到伦敦谋生。迈克尔排行老三,1791年出生在伦敦大象和城堡街区一间租来的房子中。他的家拥挤狭小,底下还有个马厩。他接受的教育不多,童年中的大多数时间都是在街上玩耍。在经济衰退严重的年代,尤其是19世纪粮食短缺时,家中靠救济过活,每人每周只能分得一小块面包。

然而,法拉第的家却是幸福的,每个家庭成员都拥有同样信仰,这信仰对他们意味深长。他们村里的档案记录中提到迈克尔的曾祖父是位“石匠、瓦匠和独立主义者”,后者指的是他是一家独立教会的成员。他的后代继续热诚地投身于教会的事工。小迈克尔从未错过任何一次在伦敦城区圣保罗巷教堂的主日聚会,在那里聚会的基督徒坚定地相信《圣经》是上帝绝对无误的话语。他从那里的传道人口中学到了塑造他一生的信仰,对他来说这是世上最重要的信息。

十三岁时,法拉第找到了一份报童的工作,负责发送报纸和图书,他穿着哥哥的破旧大衣,在十九世纪初期铺满鹅卵石的伦敦街道上东奔西走。他决定去做与文具有关的工作,当个图书装订工,但刚开始学徒不久,另一种影响涉入他的生活。他那好钻研的心决定探寻每本经过他装订台的书的价值。他刻苦钻研以撒·华滋所著的《思考》,此后开始渴望受到更好的教育。他在重新装订《英国百科全书》的第E和F卷的同时,完全汲取了其中的知识,而且经常翻回去阅读与电学有关的那一部分。闲暇时在家里,他按照书中的描述试着模仿实验,并开始搜寻他所知道的每一本包含这种令人着迷的新科技的畅销书和杂志。

1831年法拉第的“磁铁与圆盘”实验设备

现在法拉第的兄弟姐妹们开始觉得他既令人害怕又很搞笑。像他们这种贫寒家庭的人去阅读厚厚的书籍,把钱花在一先令一次的科学讲座上,并且用铁丝和化学品进行特殊的实验,这些令他们感到非常奇怪。当他开始寻找一份科学领域的工作机会时,他们理所当然地认为他在做梦。法拉第曾回忆道:

“在我还是一名图书销售的学徒工时,我就开始对实验很着迷,反而对生意上的事不感兴趣。一次非常偶然的机会,英国皇家学会的一位会员带我去听了汉弗莱·戴维爵士在雅宝街最后的讲座。我作了笔记,随后工整地书写在一个四开大的笔记本内。从那之后,我感到商界很险恶、自私,想逃离那里,转而进入科学领域工作,幻想着能像科学研究者一样和谐自由地工作,我最终决定写信给汉弗莱·戴维爵士,跨出了那大胆而又简单的一步。”

法拉第把写给汉弗莱爵士的信夹在一本精心记录了随堂笔记的皮质笔记本内,信中洋溢着年轻人的乐观自信,毛遂自荐寻找在他的实验室工作的机会。得到的答复很含糊,然而不久由于汉弗莱爵士不得不突然解雇一位实验室助手,他随后想起了年轻的法拉第、他的信以及他的笔记。一天晚上,法拉第在家中正准备休息时,突然传来了急促的敲门声。他从卧室的窗外望去,看见一辆讲究的马车和一位手中拿着信的男仆。这就是他梦寐以求的那封邀请面试函。这标志着他令人瞩目的科学生涯开始了。他被聘为英国皇家学会的实验室助理,领取微薄的工资,单位还提供住宿——实验室顶上的两个房间供他居住。

法拉第逐渐相信虽然人类有能力做许多好事,但是本质上是败坏有罪的。他接受《圣经》的解释,认为人类悖逆他们的造物主,并且与他隔绝。法拉第相信人们只有通过寻求他的宽恕,通过信靠基督——他在十字架上的爱,是替爱他的人承担罪的刑罚——只有这样才能与上帝和好。法拉第同样相信改变生命的重生得救的必要性,并且人要亲自来到上帝的面前。这些信念就是他从年轻时所持有的信仰,但在他二十二岁时也被许多疑虑困扰着。自从他受到汉弗莱·戴维爵士的影响后,这些疑虑导致公开的不信。他理所当然地认为他的良师是个活生生的例子,证明不用信靠基督也可以是好人、伟人。

汉弗莱爵士是全国人民的偶像,是位才华横溢的科学家,是位卓越的老师,也是礼貌、慷慨和友善的典范。但是他不是基督徒。看起来,似乎科学知识也能够像基督教信仰一样,给予其追随者精神和品格上的优良品质。但法拉第对《圣经》关于人们败坏本性的一贯教导没有怀疑太久,因为他越亲近他的“偶像”,就愈发不喜欢他的样子。成为汉弗莱爵士私人助手的这十八个月期间,法拉第跟着他周游欧洲各地。回来后,法拉第仍旧非常敬重作为科学家的爵士,但同时从一个人的素质及深层品格来说,并不爱戴爵士。在路途中,这位伟大的科学家表现出暴躁、急躁、自负、不公正及不友善的一面。欧洲之行结束后,法拉第带着感激的心回到了家庭温馨的圈子里,回到了旧时熟悉的圣保罗巷教堂,那里有谦卑、和蔼的长老的智慧。

回到英国皇家学会,法拉第马上实施了一项最为艰巨的读书计划来扩展他自己在科学领域的学习。但他也没有忘记家人,每两天中就有一天不吃饭,只为省下饭钱给小妹妹付学费。他开始授课,并且踏踏实实地为汉弗莱爵士做实验。随着岁月的流逝,著名科学家们开始认识到这位在戴维阴影下默默踏实工作的员工并不是一般的助手,他年近三十的时候已经作出许多重要的发现(包括发现苯),声誉与日俱增。

毋庸置疑,作为科学家,法拉第最大的优点是他善于思考。在汉弗莱·戴维继续依靠瞬间的灵感和充沛的精力不断进行实验之时,法拉第却坐下来反复研究一个问题,再三思量,实验,再深入思考。他喜欢把自己当成一名哲学家而不是纯粹的化学家;他把时间用在寻求答案上,而不是制造引人注目的现象。

当法拉第要与一位教会长老二十岁的女儿撒拉·巴纳德结婚时,撒拉对他说很害怕不能“心心相印”。然而,他们的婚姻却是有史以来名人夫妇中最幸福的婚姻之一。从结婚直至过世的四十七年里,用理解、对上帝的热心和热爱编织的纽带把他们紧紧地结合在一起,这是难能可贵的。

幸福婚礼过后的一个月,法拉第在教会的聚会上见证了自己的信心,公开明确了他基督徒的身份并请求成为教会会友。他告诉大家,他如何求主宽恕自己所有的罪,并把自己的生命完全交托给他。他告诉他们,他是如何确信上帝聆听了他的祷告,改变了他的心,并且使他成为新造的人。从孩童时代开始,他在聚会时就是个渴慕的聆听者,但直到三十岁时,在跨过了曾困扰他的汪洋般的疑虑,并证实了基督为他所成就之事的真实性之后,他才迈开了进入教会的脚步。

婚后三年里,法拉第进行了大量研究,探索如何在不用电池的情况下获得电力。在英国皇家学会的阁楼上那间设备林立的实验室里,他为找寻“电磁现象”的解释,用磁铁进行了无数次实验。当选为英国皇家学会资深会员——尽管有来自汉弗莱爵士的质疑与卑劣的反对——之后,法拉第跻身于电磁研究的最前沿。在汉弗莱爵士过世后,法拉第顺理成章完全掌控了英国皇家学院的研究活动。

当时,实验室里产生电流的方式有两种,不是用简单的机器使金属板摩擦生电,就是通过使用起来很繁琐的电池来产生电。1831年,法拉第有了重大发现。实验是这样的:在一个直径为六英寸的铁环上缠绕两个独立的线圈,目的是要看看如果一个线圈与电池相连时内部产生电流,另一个不与电源相连的独立线圈能否有电流。这个“活”线圈是否可以影响“死”线圈,以至于产生一股电流呢?实验的结果令法拉第非常沮丧。实验有时成功有时失败。实验成功之处只是足以让他知道实验的方向是正确的,但失败之处让他意识到还需继续付出极大的努力。经过十天的实验和认真的思考过后,他成功地制造了第一台真正的发电机。他在没有电池的情况下发出了电,为现今的电气时代奠立了基石。这位勤于思考的人揭示了他人所忽略的事情。当人们认为磁铁和线圈是产生电的重要材料时,法拉第的思考立足于环绕磁铁的空间,因此领会了磁场及磁感线存在的可能性。正是这一点引导他一步步走向历史性的发明——发电机。

不出意料,法拉第在四十四岁时获得了所有科学界领袖的认可,被牛津大学授予博士头衔,他的工作也取得了政府的大笔资助。但他个人仅仅从英国皇家学院得到稍显微薄的薪水。为了全力投入研究,他还放弃了给私人提供咨询以发财致富的机会。

精明的商人们不能理解他的决定。他无疑是当时最伟大的科学家,然而却如此不受财富的诱惑。像他这样能干的人,应该利用这项有价值的发明赚取大量钱财,但是,法拉第却把时间浪费在摆弄线圈和磁铁上!当法拉第公开讲解完一些新的实验成果后,围坐在讲台边的人们嘲笑地问道:

“它有什么用?”法拉第总会这样回答:“婴儿会有什么用处?有一天他会长大的。”

有一次,财政大臣到学院实验室视察工作。视察结束前,法拉第讲解了一个经典的电磁实验。这位财政大臣自然而然地问道:“但是,法拉第,我亲爱的朋友,它有什么用?”这位科学家马上给出了他那著名的回答:“阁下,极有可能,您很快就能在它身上征收税金了。”

1846年,法拉第大大地领先于时代,构想出对光线本质的解释。之后詹姆斯·麦克斯韦采纳了他的看法,继而被爱因斯坦沿用。拥有卓越才华和远见的法拉第写道:“我大胆地进一步认为射线是在磁感线中一种高级形式的波动,这种磁感线是由我们所知的微粒和某些物质连接而成的……”

法拉第对荒诞不稽的上流社会丝毫不感兴趣,他的私生活以教会和家庭为中心。坐落在圣彼得巷的这间教堂是一个典型的不从国教者的教会,她好像一个“宣道音箱”,教会布置得简洁宽敞,厚重的木质讲台高高地摆放在墙边,长廊围绕两侧和后排。法拉第年近五十之时,由二十个家庭组成的教会会众选举他为长老。法拉第每周都会照常按照写在白色小卡片上的笔记来讲道。经常会有科学界的朋友前来想搞明白是法拉第的什么信仰让他成为在学术界最受爱戴之人。

一位曾去看过他讲道的人这样描述他的印象:“他朗读了长长的一段福音书,语速缓慢谦恭,对经文的理解富有智慧又饱含真情实意,我从来没有听过这么美妙的朗诵。”另一个人说道,法拉第要让经文的每个词的意思都很明确,因此他的证道广泛且准确地引用经文,反映出他的《圣经》知识非常全备。他的讲道有时就像“精彩的马赛克拼图”丝丝入扣。

科学界的朋友开尔文勋爵形容道:“法拉第一生忠实地坚守着他的信仰。我清晰地记得大英协会在阿伯丁和格拉斯哥开会的时候,他如何寻找他的宗派的聚会地点。”

晚年的法拉第

想起法拉第,就不能不提及他在英国皇家学院引人入胜的公开讲座。他授课时阐述生动形象,表情丰富,比划着手势,语言诙谐幽默,这都是众所周知的。就像一位评论家所形容的,他的课“寓教于乐”。难怪女王的丈夫经常带着他的两个孩子阿尔伯特王子和爱德华王子来听他的课。法拉第在每个圣诞节举办的著名的青年讲座更加生动有趣。孩子们前一刻钟还沉浸在严肃的讲解中,接下来就被他在科学试验中一些奇怪滑稽的举动引得哄堂大笑。这个童心未泯的人不仅在家中如此,给年轻人讲课时也常常是这样。

法拉第在重要的讲座中经常会提及基督教信仰。1854年,在给女王的丈夫上课时,法拉第袒露出以下的心声:“尽管人的地位是在所有受造物之上的,但在他的心中还有一个更高的位置,这会不断让他的思想中充满了对来生的恐惧、盼望和期许。我相信就算他绞尽脑汁地思考,也不能明白那关于未来的真相。人能认识这真相是因着外在的教导,而非自身的能力,并且人接受这真理是通过单纯地相信上帝赐给的见证。我们不要有这样的想法,认为我将要推荐的就今世之事而言的自我教育,能够扩展用于思量摆在我们面前的盼望,这等于说任何人都可以靠着推理找到上帝。”

法拉第学习并且相信《圣经》的教导,寻求亲身经历主耶稣基督,找到了生命的真谛。通向这种经历的大门就是认识到自己在上帝的面前是有罪的,需要悔改罪,并且把生命交托给上帝。“没有因圣灵而知罪,”他说道,“基督徒就没有了指望。”

法拉第在皇家学会为女王的丈夫等人讲课

据说,假如你是法拉第的朋友,他就是你真正的朋友。假如你是他的家人,你会得到他的关心、照料、关切,并且为你每日祷告。假如你与他一起工作,你面前就会有一剂“道德良药”。

法拉第晚年的时候,维多利亚女王庄严地授予他居住在汉普顿宫的“殊荣”。法拉第年逾古稀时写道:“我在这世上的能力正在日渐悄然流逝。令我们所有人高兴的是,真正有益的事并不在这能力中。当我们肉体的能力衰退的时候,愿我们就像小孩子那样信靠满有怜悯的天父上帝,并接受他那无法言表的恩典。我在万主之主前屈膝。”

这位电气科学的“创始人”于1867年在汉普顿宫逝世。他一生中至少荣获了九十七个各项世界级学术奖项——所有奖项都不是他自己主动争取的。重要的是,不仅是法拉第——勤于思考的科学家,还有一批沿着他的足迹开创电气时代的伟大科学家们,和他一样是热诚的信徒,相信同样的救赎的福音。像詹姆斯·麦克斯韦、开尔文勋爵以及约翰·安布罗斯·弗莱明爵士,他们都坚守着同样的信仰,都谦卑地说是上帝让他们有巨大的转变,都亲自经历过从上帝而来的重生得救。

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