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化学传记:法拉第不为人知的一面(十一):凡人法拉第
2020-06-19
连结:化学传记:法拉第不为人知的一面(十)

亥姆霍兹 (1821-1894)
法拉第的为人
柯耳洛希(注1)对科学家法拉第的评论是:「法拉第能嗅出真相」。换句话说就是:法拉第超越实验设备能力的极限,能看透在实验结果背后的真相。
关于凡人法拉第,1865年访问皇家研究院的贺姆霍兹(注2)曾说:「很少有人如法拉第那幺受到尊敬和喜爱。几乎没有像他那样的科学家」。
「对于能受到他细心的指导,以及能和他深交,我感到喜悦。他的魅力在于他既朴素又坦率,有礼貌,和正直的个性,我从来没见过像他这幺有魅力的人。他让我看他研究院里所有的实验设备。虽然都不过只是短导线和木片、铁片做成的小东西,但是靠这些东西他却成就了伟大的发现。」
赫雪(注3)在法拉第的肖像画上引用一句希腊文,其意为「无可挑剔的预言者」。还有个牧师在布道时极力称讚法拉第的谦逊和谦虚。
这些都是和法拉第同时代人的证词。可见法拉第沉稳的性格,他的谦虚和亲切在当时广为世人所知。但是,法拉第在皇家研究院的实际接班人廷得耳 (图1)(注4)看到了法拉第的另一面,并将所见记载于他着作的传记『发明家法拉第』(注5)。那就是在本连载第六回介绍过的,伴随电磁感应的发现而生的问题。虽然有一点重複,不过为了把当时情况讲清楚,以下引用廷得耳的记载。

图1 廷得耳 (1820-1893)
「我们来说一个可以显示法拉第性格的故事。法拉第把有关电磁感应发现的信寄给了在巴黎的朋友哈薛特(Hachette)。哈薛特把那封信送去了巴黎科学院(the Academy of Science at Paris),这封信就立刻被翻译发表出来。紧接着,两位有名的义大利科学家以这个为题,进行了许多实验,并且在法拉第完整的论文出现在世人眼前之前抢先发表。不用说,这件事激怒了法拉第。
法拉第将那篇义大利科学家的论文刊登于哲学学报(Philosophical Transactions)(注6),还加上他自己写的尖锐批评。而且他还以发信日期1832年12月1日写了一封信给时任化学年报(Annales de Chimie)(注7)编辑的给吕萨克(注8)。信中他分析义大利科学家的研究结果,指出他们的错误,并反驳那些他认为是对他的汙名化的部分。这封信写得四平八稳,因为法拉第无法不像个绅士般写信。
但是这封信也显示了,只要他想,他也可以给对手沉重的一击。我们常听说法拉第的个性很绅士,很和善。这些都是真的,不过这并不完整。不能将他那充满力量的性格分解成这些要素。漂亮的形容词诸如『温和』跟『和善』并不能尽述法拉第的性格。描述法拉第的性格不能只用那些形容词去讚美。在他的和善与温和之下,藏有一团火山的热。他容易激动,还有激烈的性格,只是他藉由自身的修养将之转化为人生的光辉和原动力」。
后世如何评价法拉第
从贫穷铁匠的儿子成长为世界上最出名的科学家,法拉第的传记对不仅是当时的人们,还包括后世的人们,是最好的榜样。因为法拉第不求财富,他的一生不单纯只是出身贫穷的人发迹为大富翁的故事,由这个点来看又更有意义。法拉第的传记是展现「自助(注9)」的重要性与成效的典範。对维多利亚时代大多数的人来说特别有魅力。
法拉第的传记至今仍传为佳话。在1987年的电视访谈中,时任英国首相的柴契尔夫人(注10)说明为什幺法拉第是她心目中的英雄,以及为什幺要在唐宁街十号 (首相官邸) 的大厅里放置法拉第的半身像。她说,「法拉第为现代电力产业打下基础的科学成就,与他虽然未受过正规教育却能发挥出来的高度能力令我至为感动」。
1931年,庆祝法拉第发现电磁感应100週年的纪念会在皇家研究院、电力技术人员协会与皇家学会的共同主办下盛大举行 (图2)。纪念会规划了展览会、音乐会和演讲会等各种活动。演讲人包括首相麦克唐纳(注11)、拉塞福(注12)和布拉格(注13)等科学家。可说法拉第被文字与音乐所极力称颂。

图2 发现电磁感应100週年纪念会小册子的封面。转载自 F. A. J. James 所着, “Michael Faraday: Very Short Introductions,” Oxford University Press, Oxford (2010) 。
对于把推广英国全国电气化当作明确目标的电力业者来说,这个纪念会可说是一个宣传的大好机会,让他们可以向社会大众展示他们的工作是受到法拉第的支持的,是值得尊敬的。在此同时又产生了另一个效果,(虽然不是法拉第有意的,)就是把法拉第的名声更加传播给普罗大众。
笔者访问柏林自由大学(Freie Universität Berlin)期间,切身感受到法拉第在英国以外的国家也受到尊敬、被喜爱。笔者从投宿的旅馆往大学走去的路上看到路标,知道正走在悌列(注14)大道(Thielallee)上。因为就在大学旁边,一边想着「这条路该不会是以有机化学教科书里出现过的悌列为名吧?」一边往前走,没想到横在十字路口的那条马路竟然是法拉第路(Faradayweg)! 我想也不想立刻就按下了相机快门(图3a)。
接下来在下一个路口右转就会接近学校,那条马路叫做凡特何夫(注15)大道(Van’t-Hoff-Straße)。这条大道往左转是波兹曼(注16)大道(Boltzmann-straße)(图3b)。就像这样,在学校的附近还有其他几条冠上科学家的名字,例如劳厄(注17)、还有希托夫(注18)的马路(图3c)。
笔者由这个发现,切身感受到法拉第在德国是受到怎样的尊敬。这里马路名称用的都是德国或奥地利的科学家,或者虽然是荷兰人,不过在柏林大学当了很久校长的凡特何夫,是跟德国和柏林密不可分的人。只有法拉第一人两者都不是,却被选为马路的名称。
和这件事有关的联想是,笔者切身感受到科学和社会融合的程度在西欧和在日本是完全不同的。笔者孤陋寡闻,还不晓得在日本有哪条道路是冠上科学家名字的。

图3 冠上科学家名字的马路路标与地图 a) 法拉第路,b) 凡特何夫大道,c) 柏林自由大学附近的地图
法拉第的收入
对了,不知道可说是世界第一等科学家的法拉第,他的财务状况如何呢﹖在当时有个数据显示,管家级(注19)的年收入为50镑,女僕、僕人的收入不会超过20~30镑。如果年收入能有300镑,就算很优渥的中产阶级。能有超过300镑年收入的人约为总人口的 1.5%。法拉第所在的年代应该也有不小的物价波动,所以无法做单纯的比较,不过可以大概的估算。
皇家研究院给法拉第的薪水,包括本薪跟演讲费。本薪自法拉第就任研究院长起即为100镑/年。以法拉第的地位来看,这确实是低薪。富勒教授职每年有100镑,所以1833年以后他有200镑 / 年的收入。后来在1853年调薪至300镑/年。除此之外,圣诞节演讲会和星期五演讲会也有相应的演讲费支付。以法拉第并不奢华的生活,生活上没有遭遇困难。法拉第大部分的薪水都用在研究,身为山德门教派的信徒,他也会捐钱给困苦的信徒,将钱用在慈善事业上。
不过有一段时间,法拉第曾有其他的副业收入。那就是从研究院外面来的委託业务工作。因为这些工作并不是皇家研究院的职务,所以姑且不论是怎幺分配的,研判有很大一部分变成了法拉第的收入。1830年法拉第的副业收入约1000镑/年,隔年又再往上加。如果照这样下去法拉第的副业收入大概会多达 5000镑/年吧。但是法拉第在1830年代因电磁感应的发现等等,正值研究的顶峰。他认为难以兼顾副业的工作与上了轨道的研究,因此不再接受外面来的委託。
结果1832年的副业收入变成150镑/年,1835年终于归零。在他副业收入遽减时,市民年金Civil・List・Pension(注20)被提出来讨论。被叫到白厅 (Whitehall) 去的法拉第,受到时任首相墨尔本子爵(注21)「最近的艺术家和科学家都想赶快拿到年金,年金制度根本就是个骗局」的发言波及,拒绝了首相的慰留,立刻离席返回研究院。结果在法拉第的朋友和皇室的斡旋之下,他终于在1838年12月24日正式接受300镑/年的年金。这个故事正好表现了前面描述过的法拉第容易激动的性格,和他对金钱淡泊的态度。
电的时代因电磁感应的发现而展开。发电机被发明出来之后,电气产业诞生并极速发展。但是法拉第对于为自己的发明申请专利,或是将发明实用化,却是一点兴趣缺缺。其中一个原因可以说是因为他的宗教信仰不允许这样做,但也可能是导因自恩师戴维对专利没有兴趣。
不过也不能说法拉第并没有预料到他的发现在实用上的可能性。在电磁感应发现的数年后,当时的财政部长到皇家研究院访问,问法拉第「和电有关的新发现有甚幺样的用途」,法拉第回答:「我不知道,不过有一天政府大概会为它课税吧。」法拉第预见了他的发明应用的可能性,不过他对于实业化没有兴趣,只有追求基本的科学真理才是他终身的志趣。

图4 创校当时的University College 校本部
令人莞尔的轶闻
最后,介绍两个跟法拉第有关的有趣小故事。法拉第热爱并且埋头专注于实验的事已无需赘述,不过他做实验时的样子,就算读了电的实验研究(Experimental Research in Electricity)论文集也无从得知。还好,1838年曾待在伦敦大学学院(图4) (注22)格雷姆(注23)研究室的一位年轻化学家写下了有趣的回忆。
「那时候格雷姆教授从巴黎买了乾冰(注24)製造机回来。法拉第老师听到这个消息,对那台机器产生兴趣,要求借给他拿去星期五演讲会用,格雷姆教授当然就答应了。法拉第老师因我曾经用过这台机器,希望我到皇家研究院帮忙操作机器。于是我就在皇家研究院的地下实验室工作了一整夜。在那里就只有法拉第老师、安德生和我。主要的工作是製造乾冰以进行实验。不过法拉第老师工作的样子令我目瞪口呆。他工作时精力非常充沛,而且动作快到令人惊讶。就算是为了要拿甚幺必要的东西而不得不穿过实验室,他也不像普通人用走的,而是用跑的,话也说得很快。」我们彷彿可以想像在实验室里小跑步不停穿梭的法拉第 (图5)。

图5 法拉第的电磁学实验室 (1852年) 。 转载自 R. Appleyard 所着, ”A Tribute to Michael Faraday,” Constable & Co. Ltd., London (1931) 。
另一个故事,还是从廷得耳的『发明家法拉第』引述的吧。这个小故事描写法拉第幽默且开朗的一面。
「12还是13年前,有一天晚上法拉第和我一起离开研究院・・・法拉第抓住我的手臂,把我拉到他的身边,用他一贯的和善口吻说:『来,廷得耳,我要给你看一个你可能会有兴趣的东西。』我们往北走・・・路过巴贝奇(注25)的家,走到Blandford街。他稍微看了一下,停在一家文具店的前面然后走进去(图6)。一进到店内,他看起来有平时两倍的活力;他很快地将店里看了一遍。入口的左侧有一扇门,他从那扇门俯视一间朝Blandford街开窗的小房间。他把我拉过去,很热切地对我说:『你看,那里是我以前工作的地方。我就在那个小角落装订书本』(参见第2回)。

图6 标示此处曾有梨堡的店的饰板 。图片来源:Simon Harriyott (http://openplaques.org/plaques/19)。
柜檯的后面站着一个长相体面的女人,不过因为法拉第跟我讲话的声音很小,所以她没有听到。法拉第走到柜檯去,买了几张卡片当作我们之所以在这里的理由。法拉第问她叫什幺名字,还有她前任老闆的名字。她说了几个人的名字,『不对』,他笑嘻嘻地继续问。当她说出『黎堡先生(注26)』时,好像突然想到什幺似的加码说,『先生,他以前可是查尔斯・法拉第爵士的老闆呢。』『胡说八道!』法拉第回她:『从来没有那幺一号人物。』当我告诉她这位客人的名字时,她非常高兴。不过,她向我保证,当她看到法拉第在店里跑来跑去的时候她不知为何觉得『他一定就是查尔斯・法拉第爵士』」。
连结:化学传记:法拉第不为人知的一面(十二)
注解:
*1 Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840-1910): 德国物理学家。因电解质的研究而出名。
*2 Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894): 德国生理学家,物理学家。有提倡能量守恆等多项成就。
*3 Sir John Frederick William Herschel, 1st Baronet (1792 – 1871):。英国数学家﹑天文学家﹑化学家。摄影相关的研究也很出名。天王星发现者William Herschel的儿子。
*4 John Tyndall (1820 – 1893): 英国物理学家。是法拉第在皇家研究院实质上的接班人。因发现廷得耳现象而出名。
*5J. Tyndall, “Faraday as a Discoverer,” Longmans, Green, andCompany, London( 1868);日译: 矢岛祐利 訳,『 発见者ファラデー』, 社会思想社(1973)。(译者尚未发现台译本)
*6正式名称是”The Philosophical Transactions of the Royal Society”: 皇家学会发行的学术论文杂誌。1665年创刊。多被译为『自然科学会报』。
*7 1789年于巴黎创刊。1814年改名为 Annales de Chimie et de physique。1914 年二分为 Annales de Chimie与Annales de Physique。
*8 Joseph Louis Gay-Lussac (1778 – 1850) 。法国化学家。于1808年发表气体反应体积定律。
*9 Self-help: Samuel Smiles (1812 – 1904) 的『 自助论』传入日本,和福泽谕吉的『 劝学』同样广受欢迎。
*10 Margaret Hilda Thatcher (1925 – 2013): 英国史上首位女性首相 (1979 – 1990) 。
*11 James Ramsay Macdonald (1866 – 1937): 英国政治家。首位劳动党籍的首相。克耳文男爵的亲戚。
*12 Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson (1871 – 1937): 英国物理学家,化学家。有发现a射线和b射线,发现原子核,原子核的人工变换等等许多成就。
*13 Sir William Henry Bragg (1862 – 1942): 英国物理学家。1915年因有关用X光分析结晶构造的研究和儿子Lawrence同时获得诺贝尔奖。1923年起担任皇家研究院的富勒教授。
*14 Friedrich Karl Johannes Thiele (1865 – 1918): 德国化学家。提出和苯的构造有关的部分原子价假说(译注: Partial Valence Hypothesis)。
*15 Jacob Henricus van’t Hoff (1852 – 1911): 荷兰化学家。获得1901年首次诺贝尔奖。
*16 Ludwig Eduard Boltzmann (1844 – 1906): 奥地利物理学家。
*17 Max Theodor Felix von Laue (1879 – 1960): 德国物理学家。
*18 Johann Wilhelm Hittorf (1824 – 1914): 德国化学家。因希托夫输送比(译注: Hittorf transport radio 或 ion transport number) 的研究而出名。
*19 在贵族或上流社会的人家里或寺院做家事﹑家务的人。僕人的领班。小说『 长日将尽』[石黑一雄着,余而彦译,皇冠(1994)]即描述以管家为主人翁的故事。
*20 Civil List Pension: 虽然有附每年300镑的年金,但不是一般的年金,而是性质比较接近勋章的东西。
*21 William Lamb, 2nd Viscount of Melbourne (1779 – 1848): 英国政治家。曾任两任首相(第一次1834年第二次1835 ~ 1841年)。
*22 University College London: 1862年创校。法拉第在创校时被聘。
*23 Thomas Graham (1805 – 1869): 英国化学家。因扩散定律而出名。也是英国化学会的创办人之一。
*24 在当时他是写做固体碳酸 (solid carbonic acid) 。
*25 Charles Babbage (1791 – 1871): 英国数学家。是世界上第一个提出「可以做程式设计」的电脑的设计概念的人。
*26 George Riebau (生卒年不详): 法国来的移民。书商,装订商。
原文出处:连载于『化学』,68(5),22(2013)(化学同人社)
作者:竹内・敬人 Takeuchi Yoshito,东京大学名誉教授,神奈川大学名誉教授。 1962年取得东京大学大学院理学院研究所博士学位。
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