www.fanchuanbook.com 尽管如此,列强们岂肯甘心。既然明着干不行,就偷偷摸摸地开工。1865年,英国人未获中国当局批准就擅自架设了上海浦东小岬到黄浦江口金塘灯塔的电报线路。这有点儿象你家的邻居——那个名叫癞三儿的混混,什么招呼也不打就在你家的院子里种菜。这些线杆子戳在地面上谁都看得见,乡下的老百姓大概也不知道这是什么,但起码知道洋鬼子不是好人,他们竖的也都不是什么好东西,于是在苏松太道丁日昌的支持下,他们一夜之间就把227根电线杆子全部拔得溜干净。
www.fanchuanbook.com 1877年8月,中国人自己修建和掌管的第一条电报线开始建设,同年10月11日完工,从今天的高雄开始,经台南到达基隆,全线长95华里。
4.3戴维爵士的最大发现
在奥斯特发现电流能产生磁场之后,这个世界开始变得忙碌起来。在此之前,人们似乎从来没有意识到自己竟然还有这么多的事情可做。于是,关于电流为什么能够产生磁场、磁场的南北极以及它的强度与电流有什么关系、如何造出最好的电磁铁,等等这些问题,人们都开始关心起来。
这只是人们所关心的所有问题中的一部分(如果你也关心这些,建议你抽时间好好学习一下电学知识)。既然电流能够产生磁场,那么人们也会很自然地想到:磁场能不能变成电流——就象水能结成冰,而冰自然也能化成水一样——这种想法能不能成为现实呢?
对于已经习惯了这种提问方式的人来说,提问者既然会这样问,那么答案当然是“能够实现”,我家娘子就是这样总结的,目标当然是针对我,以致于我觉得自己越来越不高明了①。所以我现在最好还是不提任何问题,老老实实地接着往下讲,来说说第一个用磁场产生电流的人——法拉第。
法拉第(1791~1867)出生于英国,他的父亲是一名普通的铁匠。关于他少年时代的情况,我们知道得不多,而法拉第本人对此也似乎没什么好说的,据他的回忆,只有一件事让他永远印象深刻——那就是贫穷和饥饿。
为了维持生计,法拉第在少年时代当过报童(那年他13岁)。这本来是很久远的事情,但是据有的人说这个穿补丁衣服的报童是一个喜欢思考问题的人。有一次,当他蹦蹦跳跳地到一户人家送报纸的时候,居然对院子周围的栅栏发生了兴趣,而且还想到:如果头伸进栅栏里,而身子还在栅栏外,那么自己究竟应该算在栅栏的哪一边呢?
有没有这回事儿,哎呀,这还真不太知道。我跟他不熟悉,没有说过话,而且他去世得那么早,我也不方便采访他。只有一件事情是可以肯定的,那就是法拉第本人的确是一个非常勤奋、非常俭朴的人,下面就要来说说这事儿。
送报纸这件差事没干多久,他又干起了书籍装订的活儿。这是一个说不上是好是坏的差事,因为白天要拼命干活,累得筋疲力尽,到了晚上他还要看书——这可能与他干的活计有关。但是有点儿特别的是,这位铁匠的儿子显然更愿意读那些科学技术方面的书籍,而不是博览群书。热爱科学的人总是喜欢动手的,所以事情发展到最后,这个人节衣缩食买来各种各样的东西,在业余时间里做起了实验。开始还好好的,没有人来干涉他,就这样过了一段时间。不过也不是所有人都能看得惯这个小伙计的做法,不多久,他换了一个老板,新老板显然不是他的前任那样平易近人,认为这个小伙计简直就是不务正业——事实上,法拉第的装订技术越来越熟练,而且也没有迹象表明他会影响到店里的业务。
法拉第在书店里干得很好。但是很明显,这个小伙计已经不象以前了,他现在已经掌握了很多科学方面的知识,不再愿意继续呆在这里,他希望有朝一日能够把所有的时间和精力都放在他所痴迷的科学研究上——哎呀,就他当时的情况,这可是个非常奢侈的想法,直到有一天他遇到了比他大13岁的大化学家戴维爵士。
戴维(1778~1829)是个了不起的人,他出生在英国,从小就热爱化学。1803年成为英国皇家学会会员,1820年任该学会主席,1826年被封为爵士。
戴维很能干,做出了几个在当时影响很大的研究成果,是一个头上有着光环、受人尊敬的人。光是在化学方面,他一个人就发现了差不多12种物质,包括钾、钠、锰、钙、锶和铝等等。除了从事化学研究,他还经常在皇家学院举办科学讲座,据说他在把复杂的科学问题通俗化方面很有一套,讲起课来妙趣横生,吸引了很多人,其中就包括法拉第。
我很想把这段历史的细枝末节弄清楚了告诉大家,但是看起来还不太容易。小时候我看过一本书,说是皇家学院的讲座是向大众开放的,谁都可以去听,后来又有人说不是这样的,去听讲座要有门票,而且很难搞到这东西。就算戴维爵士的讲座不能白听,那么法拉第的门票是谁给的,关于这一件微不足道的小事儿竟然也有不同的版本。有的人说是他的老板给他的(看样子是想突出这是一个通情达理的老板,如果是真的,这当然很难得),也有人说是他的一个好朋友帮他弄的,还有人说是老板的一个客户送给他的。最要命的是据说法拉第拿着这张门票去听了一次讲座,回去后整理了一本足有380多页的笔记。
关于法拉第怎么听的讲座,这和本书不大相干。重要的是法拉第的确听过戴维的讲座,而且也确实认认真真地把他在讲座上听到的内容整理成了笔记(肯定有380页,而且肯定错不了)。他根据听到的内容加上了自己的见解,还配上了很多插图,不消说,这回他在这厚厚的一撂纸上又把自己高超的装订技术演练了一次。
法拉第把这本笔记连同一封信寄给了戴维爵士,在信中表达了自己希望能够到皇家学院从事科学研究的强烈愿望。作为一段已经知道结果的历史,最终的结局是戴维爵士很感动,法拉第很幸运,没过多久,他如愿以偿地来到了前者的身边,成了一名真正以科学家的身份来研究科学的科学家。
法拉第的运气很好,真的是太好了,在别人都还没有头绪的时候,他就发现了磁生电的秘密。不过,运气这个东西很难捉摸,你也不知道什么时候能碰上它。所以法拉第能碰上它可能并不奇怪,因为他花了十年的时间。当然,这十年他也并不是完全在搞这个,有时候他是戴维爵士的助手,帮着做一些化学实验(要是直说的话就是打杂,如果戴维爵士外出考察,他还得充当仆人或者跟班的角色。法拉第是个朴实的人,即使他还活着,也不会介意我这么说);有时候他自己也研究一些化学课题,比如把气体液化呀、试制合金呀,等等,在这段时间里,也就是1825年,他还发现了苯。
在那个年代,想要把磁变成电的不光是法拉第一个人。
关于从磁场中得到电流,最朴素的想法就是将一根导线静静地放在一块吸铁石上,然后在旁边看着它发出电来。当然,在对物理学很精通的人们看来这有些可笑,因为这样是不可能产生电流的。不过那是一个天真的年代,新的发明和发现不断涌现,但是要把它们归拢到一起形成一个体系的时机还不成熟。为了有所发现,你可以做任何实验而不会让人觉得非常古怪。
说到这里,需要提到两个人。一个是瑞士物理学家科拉顿,一个就是前面已经说过的那个电磁铁迷亨利。他们是两个倒楣的人,或者说是运气不好——真的是太差了,否则的话发现磁生电秘密的肯定是他们中的一个,而不是法拉第,这本书里也就没他什么事儿了。
1825年,也就是法拉第发现了苯的那一年,科拉顿做了一个实验,当时的情况是这样的:先制作一个大的空心线圈,把它的两端接到一个电流计上。电流计是一个检测电路中有没有电流通过的装置,当有电流通过它时,它里面的指针会发生偏转。
这本来应该是一个非常成功的磁生电实验(直到现在我们依然通过这种方法来向学生传授磁生电的知识,可见这种方法是非常简单有效的),但是科拉顿犯了一个愚蠢的错误,他由于担心磁铁会影响到电流计的工作①,决定加长导线,把电流计放到比较远的地方(大概是隔壁的房间里)。这样,每次把磁铁插入线圈里之后,再跑过去看看电流计的针指是不是发生了偏转——换句话说,每当他观察电流计的时候,磁铁已经老老实实地呆在线圈中了。这样他就错过了观察电流计指针发生偏转的好时机——事实上,在磁铁插入线圈的过程中,电流计肯定作出反应了。

接下来是另一个不幸的人亨利。1830年,也就是法拉第取得他一生中最重要发现的前一年,也做了一个实验。
由于在前面已经作过介绍,大家都知道亨利是一个对电磁铁很有研究的人,所以他的磁生电实验看起来有些特别。他把导线(当然非得是有绝缘外皮的导线)绕在一根U型铁棒上,这样就形成了一个电磁铁。接着,他又找来一根直的铁棒,在它上面也绕上导线,并把它与电流计相连。然后,他把这根直铁棒放到U型电磁铁里。如图4.8。
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