年轻的科学家法拉第心灵上留下一个创伤,他只好避开雷池,暂时中断电磁实验,回头去进行化学研究。
法拉第关于电磁转动的实验成果,除了引起一场风波,给自己带来一场麻烦外,没有给法拉第带来什么好处。
法拉第仍旧是实验室助理,整天忙于准备仪器,给戴维做助手。他干得十分尽力尽职。此时,戴维的创造力已开始衰退,渐渐失去昔日科坛闯将的风采。
这位科坛巨星44岁登上皇家学会会长的宝座,他的一生已到达顶峰,从此以后,在学术上他再也没有什么重大发现。
望着戴维苍白的面容和早生的华发,一丝复杂的感觉在法拉第的心中掠过。不管戴维怎样待他,他永远对导师十分的尊敬和感激。
只要一有时间,法拉第就选择自己喜欢的课题进行研究。当然,这些课题都是化学领域的。
法拉第做了许多实验,改良钢的品质,在钢里掺进不同比例的铂、银、镍等贵金属,研制优质的合金钢。后来,法拉第还参加了精密仪器所需要的光学玻璃的研制。这两项工作都是属于应用工程方面的,花费了法拉第不少时间和心血。但他乐此不疲。
这个时期,皇家学院财政出现困难,不得不将工作重心移到工业应用研究上。法拉第必须为此效劳。遗憾的是,这些项目最终并没有给皇家学院带来什么收益。
每一个科学家有其所长,也有其所短。一位英国传记作家评价说:法拉第的天才,在应用科学方面,确实没有充分发展。他的特长要到了知识的未知领域,也即光明和黑暗交界的地带,才能充分表现出来!
换句话说,法拉第是一位实验科学家,而不是技术发明家。他善于发现,而不是发明。
法拉第自己在接受任务时,也曾在笔记中写道:“自己既然不是一个制造家,要完成这些制造,实在不敢打包票。”
由于职务上的压力,法拉第在取得初步成功之后,不能继续把电磁研究进行下去,这实在是无奈而又十分遗憾的事。那片神奇的处女地正是光明和黑暗交界的地带啊!
法拉第气恼的时候也曾经暗暗地下决心不再研究电磁问题。人家说他闯进前辈科学家的研究园是侵犯他人的权益,那他就退出好了。
自然之大,科学园地里可以研究的问题多着呢!不过法拉第总忍不住要回过头来,因为电磁学那片园地实在太美了。
就在1821年圣诞节,法拉第又做成了一个电磁转动的实验。这次他是让通电导线在地球产生的磁场里转动。
一根导线,通上电流就转了起来,把电池的正负极掉换一下,导线又反转,不像9月3日的实验有一根磁棒,现在导线的四周是空荡荡的。这个实验太奇妙了!
“莎拉,你快来看啊!”法拉第又一次围着实验台手舞足蹈起来。
“迈克尔,你真像个大孩子!”温存的妻子笑着摇头。
圣诞节过后,沃拉斯顿到皇家学院实验室来看法拉第做实验。博士一面看,一面满意地点头。
法拉第这小伙子,一眼看出通电导线不能自转,马上改做公转实验,他的眼光太锐利,头脑太敏捷了。
他用水银把通电导线浮起来,这办法太巧妙了。现在他又用地球的磁场代替磁棒,这个想法太大胆了。
这年轻人有丰富的想象力,又有脚踏实地埋头苦干的精神,他哪里是那种使手腕剽窃他人研究成果的宵小之辈!老博士拍拍法拉第的肩膀,表示向他祝贺。
不久,法拉第告别磁研究,转向另外的领域。很快他在液化氯气领域又作出了重大发现。
氯是一种淡绿色气体,刺鼻,微溶于水,有漂白之功能。证明氯是一种化学元素,这是戴维的功劳。
1810年11月10日,戴维在英国皇家学会发表这一研究成果,曾经引起了极大轰动。
不过历来的学者都认为,包括氯气在内的许多气体,都不能凝结成液体,他们把这些气体称为“永久气体”。
法拉第并不赞成这一理论,他相信英国化学家道尔顿的原子论,认为任何气体,只要降低温度、增大压力,就能使它原子之间的距离缩小,变成液体。这里,最重要的是在何种条件下才能转换。
法拉第接受了道尔顿的原子论。对于法拉第来说,接受一个理论就意味着用实验来验证它。
法拉第在一个装着水银的玻璃瓶里吊了一片金箔,使金箔悬在空中,不和水银接触。
为了看得更清楚,法拉第把这瓶水银放在一个暗房里,过一段时间以后发现,原来黄澄澄的金箔,颜色变淡了。金箔上出现了一层极薄的银色的薄膜,这层薄膜就是水银。
瓶里的水银怎么会跑到金箔上去的呢?只有一个可能:水银像水一样蒸发,变成了水银蒸气,然后凝聚在金箔上。既然金属能变成气体,为什么气体不能变成液体和固体呢?
趁着天气还冷,法拉第拿他心爱的氯气来做实验,实验得到了戴维的同意和支持。
法拉第把氯的水溶液结晶体,放在一个弯曲的大试管里,用火焰把试管口烧熔封口。
然后,对盛着氯水晶体的下端加热,试管的另一端浸在冰水里。过了一会儿,试管里有缕缕黄绿色气体升起。这表明,氯水受热分解,氯气分离了出来。
在这个时候,正好一位帕里斯教授在实验室里,观看了法拉第的实验。帕里斯是戴维的朋友,对法拉第一向友好。
倚在实验桌旁看了一会儿,帕里斯教授突然说道:“法拉第先生,你看,你的试管不干净!”
法拉第愣了一下。在皇家学院,法拉第一向以整洁和有秩序而享有美誉。他所准备和演示的无数次实验,从未出过什么差错。怎么会试管不干净呢?
法拉第定睛细看试管,果然,管壁上端有几个黄色油斑,赫然在目!这完全不可能!自己做了多年实验室助理,可以说精通此道,已达炉火纯青,绝不会用一个未清洁过的不干净试管进行实验。
看到法拉第的窘态,帕里斯教授讪笑道:“早晨打瞌睡了吧!另换一支吧!”
“慢着。”法拉第思索了一下取出一把小钢锉在试管有油斑的位置轻锉了几下,“噗”的一声,他把试管掰断,一股刺鼻的气味扑面而来。
使他奇怪的是,此时,刚才的油斑不见了,试管壁内干干净净。
“总不会刚才我眼花了吧?”教授也觉得奇怪。法拉第若有所思,沉默不语。
第二天,帕里斯教授收到法拉第的一张便条,上面写着:
亲爱的教授:
昨天你注意到的“油迹”原来就是液态的氯。
您忠实的仆人迈克尔·法拉第
1823年3月6日
原来氯气从受热的固化物氯水晶体里分离出来,在管内受到很大压力,自己便液化凝结了。
戴维听说这一消息也十分的兴奋,他向助手解释说,高压和低温,是氯气液化的两个条件。法拉第的实验创造了这两个条件,因而取得了成功。
接着,戴维和法拉第一道,又成功地把氯化氢气体液化成无色透明的液体。液化的气体恢复成气体时,会从周围吸收大量热量。后来人们正是根据这一原理发明了冰箱等制冷设备。
这一年3月13日,法拉第在皇家学会宣读了自己的实验报告《论液态氯》,主持这次论文宣读的是皇家学会会长戴维爵士。
31岁的法拉第,经过自己的奋发努力,终于登上了英国皇家学会讲坛。
在氯气液化实验完成以后,法拉第又开始进行了其他许多气体的液化实验。
做气体液化实验,要冒很大的危险,稍有不慎,即会有危险。然而法拉第从不畏惧。一次液化一种临界温度很低的气体时,试管突然爆炸,有13块玻璃飞进法拉第的眼睛。
幸运的是,法拉第的眼睛没有被炸瞎。视力恢复后,他又投入了新的实验。他先后成功地液化了二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、氨气、氧化亚氮等气体。