正文 第30章 不斷創造科學輝煌(1 / 2)

發現電磁感應定律後,法拉第又對電現象進行了大量廣泛而深入的研究。他有一個堅定的信念,大自然是統一的、和諧的。

大自然中萬物紛呈,變化無窮。電,能生光、生熱、生磁,引起各種化學反應;反過來化學作用也能產生電,磁也能產生電。

法拉第以為,所謂的電、光、熱、磁,以及化學親和力、萬有吸引力,這些無所不在、千變萬化的力,實質上是源於大自然的同一的力。它們隻不過是名稱不同、表現形式各異罷了。

根據這個認識,法拉第開始研究電的統一性。到那時候為止,除了雷電之外,已經發現的有五種不同來源的電,摩擦電、伏打電、熱電、動物電和磁感應電。

這五種電有相同的地方,也有不相同的地方。有人認為它們是同一種東西,有人則認為不是。眾說紛紜,莫衷一是。

法拉第對這五種電進行了全麵的考察,他將電的效應歸納為靜電的與電流的兩大類,電流的效應又分為發熱、磁、化學分解、生理效應、電火花五種。

法拉第根據自己的實驗結果,證明了前三種電有靜電與電流的全部效應,動物電顯示了生理、磁、化學等三種效應,熱電隻顯示生理效應和磁效應。

法拉第把這幾種電間的差別歸因於“電量”和“強度”的不同,而不是本質的不同。

於是,法拉第得出了結論“不論電的來源如何,它們的本性都是相同的。”法拉第用電的同一性,為他的信念“自然是統一的”提供了有力的論據。

電的同一性研究直接導致法拉第發現了電解定律。19世紀初,人類對電的研究還很粗淺,對於物質結構與電的關係,更是茫然無知。

電是什麼?物質是什麼?電、物質結構與化學變化之間又有何關係?對於這些問題,各國科學家爭論不休。

有人認為,電就是一種微粒,構成了物質;有人認為,電是物質微粒的一種振動,就像熱那樣;有人則提出:電是流體。

德國科學家格羅圖斯提出一種假說,認為產生伏打電的伏打電池實際上是塊電磁鐵。

戴維則主張,電是與分子不可分離的一部分。安培提出有分子電流存在,並用分子電流來解釋了磁鐵的磁性,但認為分子電流的電量是“組成分子的原子分解以後的產物”。

德拉裏弗卻又主張:電和物質是兩種不同的東西,是可以各自獨立存在的。

電、分子、化學變化的內部機製,這些都是微觀現象,是無法直接觀察到的,要從人們能夠觀察的宏觀現象去推斷微觀的結構,是相當困難的事,難免會出現種種混亂與錯誤。

1832年,法拉第開始從事電化學研究的時候,麵臨的正是這樣的各種理論糾纏在一起、難以分辨真理與謬誤的局麵。

針對這種情況,法拉第首先了解各種意見,進行鑒別比較。對每家的理論學說,分別實驗,檢驗其正確與否和實用價值。

對於自己的種種設想,法拉第也是用實驗來驗證。

在走過了許多的彎路、碰了一次又一次的釘子後,法拉第最後終於找到了研究電化學規律的辦法,就是稱量出電極上析出的物質重量,把它與流過電極的電量進行比較。

於是,法拉第試圖發明一種能夠測量“電”量的大小的儀器,以確定各種電之間量的關係。但用什麼方法來製造這樣一種儀器呢?

才思敏捷的法拉第想到了電解方法。電解現象早已發現了,並已被科學家們用來獲取或提煉某些化學元素。

法拉第想,電解時分離出來的物質的量一定是與通電量的多少有關,比如水電解時產生了氫和氧兩種氣體,那麼能否根據電解時從電極上逸出的氣體量的多少,來計算出通過水的電量呢?

想到這些,法拉第又進行了大量的實驗。經過大量實驗證實了他的想法:電解時分離出來的物質數量與通電量兩者之間存在著嚴格的量的關係。

於是,電量計創製出來了。同時,一個遠比電量計更為重要的規律也隨之問世了,這就是著名的“法拉第電解定律”。

電解定律是法拉第在研究與發明電量計過程中的意外收獲,也可以說是電量計的副產品,但其重要性卻是電量計的千百倍。