中興國中 101 年菁英科學營
主題五：電機工程學之父 法拉第
愛讀書的釘書匠
法拉第在1791 年出生於英國，父親是一位鐵匠，健康 情形很不好，收入僅夠一家的溫飽。法拉第的父母是以 溫善勤儉聞名鄉里，教子有方，從來不因家中貧困而氣 餒。他們很想把法拉第送進學校讀書，卻又沒有錢供應 這項費用。而且，當時英國的階級地位非常明顯，人們 一出生就註定他的社會階級；法拉第的父親是做工的人，
所以法拉第也必須去做一名學徒。然而困苦的環境，沒 有使法拉第一家人痛苦，反而使他們更緊密。在他們的 心中，貧窮是上帝給的祝福，而不是詛咒。
小學畢業後，法拉第就到雷伯先生的書店學習釘書，成
為一名釘書匠。他常常利用客人還沒來拿訂好的書之前，趕快閱讀那本書，有時候裝訂剩的 書，他也會留一本下來閱讀。這些書的範圍包括了：藝術、科學、礦物、植物、地下水道、橋樑 建造、甚至於論愛爾蘭豬的關節炎等，各式各樣奇怪的內容。其中一本 以薩華茲博士 所著的
《悟性的提升》提到的五個讀書方法，對法拉第影響很大，成為他一直奉行的治學方法：
第一、作個人的筆記 第二、持續的上課 第三、有讀書的同伴 第四、成立讀書會 第五、學習仔細觀察和精確的用字
386 頁的筆記
七年的釘書匠生涯，使得法拉第研讀了許多關於科學方面的知識，尤其是在電學、化學方面，
他常節省零用錢，去買一些廉價的儀器，照著書中的說明去做實驗，沒有一本關於科學的書 能逃過他的注意。同時他也到「都市哲學會」聽課。都市哲學會成立的目的，在於提昇社區失 學學生的知識水準。這些課程和實驗，完全佔據了法拉第心思，但是現實生活的需要，讓他 不得不當一個訂書工人；興趣與現實的衝突，不斷在法拉第的心中糾葛。
1810 年，英國皇家學會最負盛名的科學家—戴維，做連續四場的演講，講題是「自然哲學」
也就是現在所謂的「科學」，當時法拉第也去聽演講，並且做了完整的筆記。 法拉第在厭倦了 他的職業之後，寫了一封信給戴維，內容不外是對戴維的崇敬，以及希望幫他介紹工作，同 時他還附上386 頁的筆記，做為他專心聽講的證據（這份筆記現在仍保存在皇家學院）。當 今最偉大的科學家，怎麼會肯花時間為一個窮苦的釘書匠回信呢？但是戴維卻回信了，而且 經由他的介紹，法拉第得以擔任皇家學會的實驗室助手，從此展開他的研究歷程。
開始展露才華
戴維是當時知名的科學家，他發現了鈣、鎂、鈉、鉀等15 種元素，被後世稱為「無機化學之 父」，戴維晚年時卻說：「我一生最大的發現，是發現了法拉第。」的確，沒有戴維，就沒有 法拉第。但是，戴維和他的夫人，對法拉第並不友善，在到歐洲考察科學期間，法拉第被要
編授：Jim 25
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求隨行侍候，作戴維和他夫人的僕人。這位夫人為了顯示她的高貴和權威，經常蓄意侮辱他，
不准他和他們同桌吃飯，法拉第只得逆來順受，委屈求全。
當有人提議讓法拉第成為皇家學會會員的時候，戴維便堅決反對。而投票的結果，僅只一票 反對，其他人都贊成，於是法拉第順利的成為皇家會會員，使他有更多的機會和參與科學家 們研究。
科學上的重要貢獻
一百多年前，全世界都還沒有發電機、沒有電橙，也沒有馬達，「電」只不過是一個名詞，然 而一件偉大的發明，往往不是在瞬間爆發出來的，而是歷經許多年代，無數的科學家埋頭鑽 研、一點一滴累積起來，我們翻開「電磁學」的歷史，美國的富蘭克林、德國的葛利克、法國的 法易、英國的瓦特遜在電磁學上，都有不可磨滅的頁獻。當時受到厄斯特與安培在電學上的 發現的影響，許多科學家開始從事電磁的實驗，包括戴維、歐勒斯頓等人。法拉第於1821 年 開始研究電流與磁鐵的相互作用，最後終於發現馬達的原理，確立現在製造馬達的基礎。
但是，問題來了，法拉第的發現一公佈之後，毀謗也跟著來了，「只有小學畢業，不知道自 己在作什麼」、「狗運亨通的傢伙」、「不要臉，抄襲歐勒斯頓的研究」，這些傷害在法拉第其他 的科學發現時，也經常出現，但是，法拉第並沒有退卻，反而使他更加努力；同時他體悟到，
一個默默無聞的研究者，需要的是鼓勵而不是打壓。所以後來他幫助許多年輕的科學家，像 是：馬克斯威爾（後來成為舉世聞名的電磁學大師）、凱爾文（絕對溫度、熱力學三定律）、
焦耳等人，都直接受到法拉第的協助和影響，而有了重大的科學貢獻。
1831 年由於法拉第持續的研究，對於電磁感應有了重大發現，因而製作出人類第一台的發 電機。法拉第放棄任何金錢的報酬，把這一項發明公諸於世，為人類開發了一個永不枯竭的 金礦。1833 年他提出電解法則，後來的科學家為紀念他在物理學上偉大的貢獻，就以他的姓 氏「法拉第」做為計算電容量的單位名稱。1844 年發現光在磁場中的偏振現象，稱為「法拉第 效應」。他最先提出「光和電波性質相同」的理論。另外，他還有許多的發明：汽量電壓計、碳 氫化合物的石油精、光學玻璃、凝膠化學等。
這些發明與發現，讓以往的毀謗不攻自破，同時證實了法拉第的實力，不愧為當代最偉大的
「實驗科學家」。
用科學來侍奉上帝
雖然法拉第一生中的研究成果豐富，但是經常是在斷斷續續中完成，因為他患有頭痛和失憶 症的毛病，嚴重時甚至忘記自己正在做哪個實驗？而他的發明、發現又經常被污衊、毀謗。他 在這些打擊中，卻能活出自己的快樂和堅強，還不斷幫助許多人，這種人才是真正值得我們 尊敬。1867 年 8 月 25 日，法拉第坐在椅子上，安靜地走完他的一生；撒拉在喪禮上唸出法 拉第最後的遺言：「我的一生，是用科學來侍奉我的上帝」。我們相信，科學和上帝都將因法 拉第而彰顯。
課程結束……
編授：Jim 26
課堂演示實驗：
一、二氧化碳比空氣重 四、真氣球不怕火煉 二、刺穿氣球術 五、瓶中的水球
三、細繩斷水管 六、瓶中的雲霧
