《穿越计算机的迷雾》
第16节

作者: sholber
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  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。


日期:2009-02-09 23:45:50

  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。

日期:2009-02-09 23:46:54

  亨利发现,当U型电磁铁接通电源的瞬间,也就是U型电磁铁刚刚开始产生磁性的时候,电流计的指针摆动了一下。重复做这个实验,结果还是一样。也就是说,他比法拉第早一年发现磁可以生电。
  亨利的名字原本可以更频繁地出现在科学发展史或者学生们的物理教科书中,但是他不太注重名利,所以没有及时公开他的发现。在这个问题上,他从来没有与法拉第发生过争执。相反,这两个老好人还惺惺相惜地见过面,在一起乐呵呵地讨论热电偶①的问题。
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  注① 这是另一种发电的方法,把两种不同的金属焊接起来,让它们中的一个温度很高而另一个温度很低,这样就能在两端产生电压。

日期:2009-02-09 23:48:39

  现在是轮到法拉第出来作出他一生中最重要的发现的时候了。他用了一个大铁圈,在这个铁圈的两边分别绕了两个线圈,就象图4.9所示的那样。
  这两个线圈各自有不同的作用,左边的那个接开关和电源,这实际上是把整个大铁圈变成了一个电磁铁。当闭合开关的时候,线圈中有电流通过,大铁圈就产生了磁场,变成了一个磁铁。右边的那个线圈接电流计,按照法拉第的想法,如果这个线圈在电磁铁磁场的作用下产生了电流的话,电流计就应该发生偏转,观察者就可以发现这个事实。

  看起来“运气”在生活中并不多,而且有时候显得比人还要有耐心,所以法拉第用了差不多十年的时间也没有碰到它。但是法拉第好象在这件事情上并没有罢手的意思,于是“运气”最后也不耐烦了,最决定走出来和法拉第见面。1831年的一天,当法拉第象往常一样去做这个实验的时候,不知道为什么,这一次当他将左边那个线圈与电源接通的时候,眼睛正好也在盯着右边那个电流计。只见在电源接通的一瞬间,电流计摆动了一下,然后又停在老地方不动了。

  哎呀,法拉第的心都快要跳出来了!他又重复做这个实验,确保不是自己看花了眼,或者电流是从左边的线圈短路过来的。事实证明,每当左边的线圈与电源接通的瞬间,右边的线圈中就会产生电流,这是实实在在、确定无疑的。
  法拉第这个高兴啊,晚上可能睡不着觉。不过他也很懊悔,为什么十年来他就没有想过要在接通电源的时候盯着电流计呢?(也真是的,这样的实验他已经做了无数次,每次他所做的无非是增加线圈的匝数,或者使用更好的、能产生更强磁场的电源,也许还曾经怀疑电流计不够灵敏②。)
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  注② 通常使用灵敏度这个术语来表明指示器对被测量对象的微小变化作出反应的能力。

日期:2009-02-09 23:51:12

  4.4电话的发明
  借助电线和电流传送文字信息只是人类需求的一个方面,接下来人们自然会想,能不能用电线和电流来传递声音呢?要想知道这个问题的答案,不需要支付报酬,只需了解一下我们是如何听到声音的。
  小时候在上物理课的时候,我们已经从老师那里知道声音本质上是空气振动。要想形象地理解这个特点,你可以闭上眼睛,想象一下当风刮过麦田的时候,麦子左右摇摆的样子,或者微风拂过水面时产生的波纹。
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