【科學大人物】法拉第不為人知的一面(十一):凡人法拉第

■法拉第因為無與倫比的科學成就與禁慾般的信仰生活方式,而使得他幾乎都被當作像聖人君子般地談論。不過他身為人子,畢竟也是有喜有怒,讓我們來說幾個能看出他為人的小故事。

亥姆霍茲 (1821-1894)
亥姆霍茲 (1821-1894)

作者|竹内敬人(東京大學名譽教授,神奈川大學名譽教授)
編譯|黃郁珊(東京大學理學博士)

法拉第的為人
柯耳洛希(注1)對科學家法拉第的評論是:「法拉第能嗅出真相」。換句話說就是:法拉第超越實驗設備能力的極限,能看透在實驗結果背後的真相。

關於凡人法拉第,1865年訪問皇家研究院的賀姆霍茲(注2)曾說:「很少有人如法拉第那麼受到尊敬和喜愛。幾乎沒有像他那樣的科學家」。

「對於能受到他細心的指導,以及能和他深交,我感到喜悅。他的魅力在於他既樸素又坦率,有禮貌,和正直的個性,我從來沒見過像他這麼有魅力的人。他讓我看他研究院裡所有的實驗設備。雖然都不過只是短導線和木片、鐵片做成的小東西,但是靠這些東西他卻成就了偉大的發現。」

赫雪(注3)在法拉第的肖像畫上引用一句希臘文,其意為「無可挑剔的預言者」。還有個牧師在佈道時極力稱讚法拉第的謙遜和謙虛。

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圖1 廷得耳 (1820-1893)

這些都是和法拉第同時代人的證詞。可見法拉第沉穩的性格,他的謙虛和親切在當時廣為世人所知。但是,法拉第在皇家研究院的實際接班人廷得耳 (圖1)(注4)看到了法拉第的另一面,並將所見記載於他著作的傳記『發明家法拉第』(注5)。那就是在本連載第六回介紹過的,伴隨電磁感應的發現而生的問題。雖然有一點重複,不過為了把當時情況講清楚,以下引用廷得耳的記載。

「我們來說一個可以顯示法拉第性格的故事。法拉第把有關電磁感應發現的信寄給了在巴黎的朋友哈薛特(Hachette)。哈薛特把那封信送去了巴黎科學院(the Academy of Science at Paris),這封信就立刻被翻譯發表出來。緊接著,兩位有名的義大利科學家以這個為題,進行了許多實驗,並且在法拉第完整的論文出現在世人眼前之前搶先發表。不用說,這件事激怒了法拉第。

法拉第將那篇義大利科學家的論文刊登於哲學學報(Philosophical Transactions)(注6),還加上他自己寫的尖銳批評。而且他還以發信日期1832年12月1日寫了一封信給時任化學年報(Annales de Chimie)(注7)編輯的給呂薩克(注8)。信中他分析義大利科學家的研究結果,指出他們的錯誤,並反駁那些他認為是對他的汙名化的部分。這封信寫得四平八穩,因為法拉第無法不像個紳士般寫信。

但是這封信也顯示了,只要他想,他也可以給對手沉重的一擊。我們常聽說法拉第的個性很紳士,很和善。這些都是真的,不過這並不完整。不能將他那充滿力量的性格分解成這些要素。漂亮的形容詞諸如『溫和』跟『和善』並不能盡述法拉第的性格。描述法拉第的性格不能只用那些形容詞去讚美。在他的和善與溫和之下,藏有一團火山的熱。他容易激動,還有激烈的性格,只是他藉由自身的修養將之轉化為人生的光輝和原動力」。

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圖2 發現電磁感應100週年紀念會小冊子的封面。轉載自 F. A. J. James 所著, “Michael Faraday: Very Short Introductions,” Oxford University Press, Oxford (2010) 。

後世如何評價法拉第
從貧窮鐵匠的兒子成長為世界上最出名的科學家,法拉第的傳記對不僅是當時的人們,還包括後世的人們,是最好的榜樣。因為法拉第不求財富,他的一生不單純只是出身貧窮的人發跡為大富翁的故事,由這個點來看又更有意義。法拉第的傳記是展現「自助(注9)」的重要性與成效的典範。對維多利亞時代大多數的人來說特別有魅力。

法拉第的傳記至今仍傳為佳話。在1987年的電視訪談中,時任英國首相的柴契爾夫人(注10)說明為什麼法拉第是她心目中的英雄,以及為什麼要在唐寧街十號 (首相官邸) 的大廳裡放置法拉第的半身像。她說,「法拉第為現代電力產業打下基礎的科學成就,與他雖然未受過正規教育卻能發揮出來的高度能力令我至為感動」。

1931年,慶祝法拉第發現電磁感應100週年的紀念會在皇家研究院、電力技術人員協會與皇家學會的共同主辦下盛大舉行 (圖2)。紀念會規劃了展覽會、音樂會和演講會等各種活動。演講人包括首相麥克唐納(注11)、拉塞福(注12)和布拉格(注13)等科學家。可說法拉第被文字與音樂所極力稱頌。

對於把推廣英國全國電氣化當作明確目標的電力業者來說,這個紀念會可說是一個宣傳的大好機會,讓他們可以向社會大眾展示他們的工作是受到法拉第的支持的,是值得尊敬的。在此同時又產生了另一個效果,(雖然不是法拉第有意的,)就是把法拉第的名聲更加傳播給普羅大眾。

筆者訪問柏林自由大學(Freie Universität Berlin)期間,切身感受到法拉第在英國以外的國家也受到尊敬、被喜愛。筆者從投宿的旅館往大學走去的路上看到路標,知道正走在悌列(注14)大道(Thielallee)上。因為就在大學旁邊,一邊想著「這條路該不會是以有機化學教科書裡出現過的悌列為名吧?」一邊往前走,沒想到橫在十字路口的那條馬路竟然是法拉第路(Faradayweg)! 我想也不想立刻就按下了相機快門(圖3a)。

接下來在下一個路口右轉就會接近學校,那條馬路叫做凡特何夫(注15)大道(Van’t-Hoff-Straße)。這條大道往左轉是波茲曼(注16)大道(Boltzmann-straße)(圖3b)。就像這樣,在學校的附近還有其他幾條冠上科學家的名字,例如勞厄(注17)、還有希托夫(注18)的馬路(圖3c)。

筆者由這個發現,切身感受到法拉第在德國是受到怎樣的尊敬。這裡馬路名稱用的都是德國或奧地利的科學家,或者雖然是荷蘭人,不過在柏林大學當了很久校長的凡特何夫,是跟德國和柏林密不可分的人。只有法拉第一人兩者都不是,卻被選為馬路的名稱。

和這件事有關的聯想是,筆者切身感受到科學和社會融合的程度在西歐和在日本是完全不同的。筆者孤陋寡聞,還不曉得在日本有哪條道路是冠上科學家名字的。

圖3 冠上科學家名字的馬路路標與地圖 a) 法拉第路,b) 凡特何夫大道,c) 柏林自由大學附近的地圖
圖3 冠上科學家名字的馬路路標與地圖 a) 法拉第路,b) 凡特何夫大道,c) 柏林自由大學附近的地圖

法拉第的收入
對了,不知道可說是世界第一等科學家的法拉第,他的財務狀況如何呢﹖在當時有個數據顯示,管家級(注19)的年收入為50鎊,女僕、僕人的收入不會超過20~30鎊。如果年收入能有300鎊,就算很優渥的中產階級。能有超過300鎊年收入的人約為總人口的 1.5%。法拉第所在的年代應該也有不小的物價波動,所以無法做單純的比較,不過可以大概的估算。

皇家研究院給法拉第的薪水,包括本薪跟演講費。本薪自法拉第就任研究院長起即為100鎊/年。以法拉第的地位來看,這確實是低薪。富勒教授職每年有100鎊,所以1833年以後他有200鎊 / 年的收入。後來在1853年調薪至300鎊/年。除此之外,聖誕節演講會和星期五演講會也有相應的演講費支付。以法拉第並不奢華的生活,生活上沒有遭遇困難。法拉第大部分的薪水都用在研究,身為山德門教派的信徒,他也會捐錢給困苦的信徒,將錢用在慈善事業上。

不過有一段時間,法拉第曾有其他的副業收入。那就是從研究院外面來的委託業務工作。因為這些工作並不是皇家研究院的職務,所以姑且不論是怎麼分配的,研判有很大一部分變成了法拉第的收入。1830年法拉第的副業收入約1000鎊/年,隔年又再往上加。如果照這樣下去法拉第的副業收入大概會多達 5000鎊/年吧。但是法拉第在1830年代因電磁感應的發現等等,正值研究的頂峰。他認為難以兼顧副業的工作與上了軌道的研究,因此不再接受外面來的委託。

結果1832年的副業收入變成150鎊/年,1835年終於歸零。在他副業收入遽減時,市民年金Civil・List・Pension(注20)被提出來討論。被叫到白廳 (Whitehall) 去的法拉第,受到時任首相墨爾本子爵(注21)「最近的藝術家和科學家都想趕快拿到年金,年金制度根本就是個騙局」的發言波及,拒絕了首相的慰留,立刻離席返回研究院。結果在法拉第的朋友和皇室的斡旋之下,他終於在1838年12月24日正式接受300鎊/年的年金。這個故事正好表現了前面描述過的法拉第容易激動的性格,和他對金錢淡泊的態度。

電的時代因電磁感應的發現而展開。發電機被發明出來之後,電氣產業誕生並極速發展。但是法拉第對於為自己的發明申請專利,或是將發明實用化,卻是一點興趣缺缺。其中一個原因可以說是因為他的宗教信仰不允許這樣做,但也可能是導因自恩師戴維對專利沒有興趣。

不過也不能說法拉第並沒有預料到他的發現在實用上的可能性。在電磁感應發現的數年後,當時的財政部長到皇家研究院訪問,問法拉第「和電有關的新發現有甚麼樣的用途」,法拉第回答:「我不知道,不過有一天政府大概會為它課稅吧。」法拉第預見了他的發明應用的可能性,不過他對於實業化沒有興趣,只有追求基本的科學真理才是他終身的志趣。

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圖4 創校當時的University College 校本部

令人莞爾的軼聞
最後,介紹兩個跟法拉第有關的有趣小故事。法拉第熱愛並且埋頭專注於實驗的事已無需贅述,不過他做實驗時的樣子,就算讀了電的實驗研究(Experimental Research in Electricity)論文集也無從得知。還好,1838年曾待在倫敦大學學院(圖4) (注22)格雷姆(注23)研究室的一位年輕化學家寫下了有趣的回憶。

「那時候格雷姆教授從巴黎買了乾冰(注24)製造機回來。法拉第老師聽到這個消息,對那台機器產生興趣,要求借給他拿去星期五演講會用,格雷姆教授當然就答應了。法拉第老師因我曾經用過這台機器,希望我到皇家研究院幫忙操作機器。於是我就在皇家研究院的地下實驗室工作了一整夜。在那裡就只有法拉第老師、安德生和我。主要的工作是製造乾冰以進行實驗。不過法拉第老師工作的樣子令我目瞪口呆。他工作時精力非常充沛,而且動作快到令人驚訝。就算是為了要拿甚麼必要的東西而不得不穿過實驗室,他也不像普通人用走的,而是用跑的,話也說得很快。」我們彷彿可以想像在實驗室裡小跑步不停穿梭的法拉第 (圖5)。

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圖5 法拉第的電磁學實驗室 (1852年) 。 轉載自 R. Appleyard 所著, ”A Tribute to Michael Faraday,” Constable & Co. Ltd., London (1931) 。

另一個故事,還是從廷得耳的『發明家法拉第』引述的吧。這個小故事描寫法拉第幽默且開朗的一面。

「12還是13年前,有一天晚上法拉第和我一起離開研究院・・・法拉第抓住我的手臂,把我拉到他的身邊,用他一貫的和善口吻說:『來,廷得耳,我要給你看一個你可能會有興趣的東西。』我們往北走・・・路過巴貝奇(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後走進去(圖6)。一進到店內,他看起來有平時兩倍的活力;他很快地將店裡看了一遍。入口的左側有一扇門,他從那扇門俯視一間朝Blandford街開窗的小房間。他把我拉過去,很熱切地對我說:『你看,那裡是我以前工作的地方。我就在那個小角落裝訂書本』(參見第2回)。

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圖6 標示此處曾有梨堡的店的飾板 。圖片來源:Simon Harriyott (http://openplaques.org/plaques/19)。

櫃檯的後面站著一個長相體面的女人,不過因為法拉第跟我講話的聲音很小,所以她沒有聽到。法拉第走到櫃檯去,買了幾張卡片當作我們之所以在這裡的理由。法拉第問她叫什麼名字,還有她前任老闆的名字。她說了幾個人的名字,『不對』,他笑嘻嘻地繼續問。當她說出『黎堡先生(注26)』時,好像突然想到什麼似的加碼說,『先生,他以前可是查爾斯・法拉第爵士的老闆呢。』『胡說八道!』法拉第回她:『從來沒有那麼一號人物。』當我告訴她這位客人的名字時,她非常高興。不過,她向我保證,當她看到法拉第在店裡跑來跑去的時候她不知為何覺得『他一定就是查爾斯・法拉第爵士』」。

 

★最終回預告「晚年的法拉第」。

註解:
*1 Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840-1910): 德國物理學家。因電解質的研究而出名。
*2 Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894): 德國生理學家,物理學家。有提倡能量守恆等多項成就。
*3 Sir John Frederick William Herschel, 1st Baronet (1792 - 1871):。英國數學家﹑天文學家﹑化學家。攝影相關的研究也很出名。天王星發現者William Herschel的兒子。
*4 John Tyndall (1820 - 1893): 英國物理學家。是法拉第在皇家研究院實質上的接班人。因發現廷得耳現象而出名。
*5J. Tyndall, “Faraday as a Discoverer,” Longmans, Green, andCompany, London( 1868);日譯: 矢島祐利 訳,『 発見者ファラデー』, 社会思想社(1973)。(譯者尚未發現台譯本)
*6正式名稱是”The Philosophical Transactions of the Royal Society”: 皇家學會發行的學術論文雜誌。1665年創刊。多被譯為『自然科學會報』。
*7 1789年於巴黎創刊。1814年改名為 Annales de Chimie et de physique。1914 年二分為 Annales de ChimieAnnales de Physique
*8 Joseph Louis Gay-Lussac (1778 - 1850) 。法國化學家。於1808年發表氣體反應體積定律。
*9 Self-help: Samuel Smiles (1812 - 1904) 的『 自助論』傳入日本,和福澤諭吉的『 勸學』同樣廣受歡迎。
*10 Margaret Hilda Thatcher (1925 - 2013): 英國史上首位女性首相 (1979 - 1990) 。
*11 James Ramsay Macdonald (1866 - 1937): 英國政治家。首位勞動黨籍的首相。克耳文男爵的親戚。
*12 Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson (1871 - 1937): 英國物理學家,化學家。有發現a射線和b射線,發現原子核,原子核的人工變換等等許多成就。
*13 Sir William Henry Bragg (1862 - 1942): 英國物理學家。1915年因有關用X光分析結晶構造的研究和兒子Lawrence同時獲得諾貝爾獎。1923年起擔任皇家研究院的富勒教授。
*14 Friedrich Karl Johannes Thiele (1865 - 1918): 德國化學家。提出和苯的構造有關的部分原子價假說(譯註: Partial Valence Hypothesis)。
*15 Jacob Henricus van’t Hoff (1852 - 1911): 荷蘭化學家。獲得1901年首次諾貝爾獎。
*16 Ludwig Eduard Boltzmann (1844 - 1906): 奧地利物理學家。
*17 Max Theodor Felix von Laue (1879 - 1960): 德國物理學家。
*18 Johann Wilhelm Hittorf (1824 - 1914): 德國化學家。因希托夫輸送比(譯註: Hittorf transport radio 或 ion transport number) 的研究而出名。
*19 在貴族或上流社會的人家裡或寺院做家事﹑家務的人。僕人的領班。小說『 長日將盡』[石黑一雄著,余而彥譯,皇冠(1994)]即描述以管家為主人翁的故事。
*20 Civil List Pension: 雖然有附每年300鎊的年金,但不是一般的年金,而是性質比較接近勳章的東西。
*21 William Lamb, 2nd Viscount of Melbourne (1779 - 1848): 英國政治家。曾任兩任首相(第一次1834年第二次1835 ~ 1841年)。
*22 University College London: 1862年創校。法拉第在創校時被聘。
*23 Thomas Graham (1805 - 1869): 英國化學家。因擴散定律而出名。也是英國化學會的創辦人之一。
*24 在當時他是寫做固體碳酸 (solid carbonic acid) 。
*25 Charles Babbage (1791 - 1871): 英國數學家。是世界上第一個提出「可以做程式設計」的電腦的設計概念的人。
*26 George Riebau (生卒年不詳): 法國來的移民。書商,裝訂商。
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原文出處:連載於『化学』,68(5),22(2013)(化学同人社)
作者:竹內・敬人 Takeuchi Yoshito,東京大學名譽教授,神奈川大學名譽教授。 1962年取得東京大學大學院理學院研究所博士學位。
責任編輯:陳竹亭,化學系教授。

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