法拉第的蠟燭科學

關於本書及法拉第的科學歷程介紹

法拉第（Michael Faraday），1791年生於英國倫敦附近的紐因頓小鎮（Newington butts）當時叫Surrey郡，現在地名為 London Borough of Southwark。他有九個兄弟姊妹。父親是紐因頓的一個鐵匠。由於家境貧窮，法拉第幼年並沒有受到完整的教育。十四歲那一年，法拉第在一間書店打工，學習訂裝書本技術。由於書店中有許多各類書籍，這給予了他很多閱讀的機會，他尤其喜歡物理和化學方面的書。此外，他經常去聽各種科普演講。1812年，學徒期滿，年輕的法拉第遇到生命中的貴人。

當時英國皇家學院最有名的化學家是亨佛列˙大維爵士（Humphry Davy），他那時在皇家學院給予一系列演講。法拉第去聽了演講，並努力聽懂而且記下筆記。而他那時的一些手抄筆記目前仍然珍藏著。很有趣的是法拉第聽演講的地方就是在亞伯馬勒街（Albemarle street）也就是他隨後演講「蠟燭化學史」及其他許多課程的地方。

參加大維的演講課是他人生的轉捩點。這位偉大的化學家大維在一次爆炸時弄傷了眼睛。法拉第不知道什麼原因被召來替這位大人物寫幾封信。結束後，法拉第大膽地寫了一封信給這位化學家要求當他的助理。按後來根據格來斯登（J. H. Gladstone）在1872年所寫的《法拉第傳》一書中描述，大維接到信後對他的朋友說：「我該怎麼辦？這是一封來自一個名叫法拉第的男孩的信，他曾聽過我的演講，要求我在皇家學院給他一個工作。我該怎麼辦？」他的朋友派比回答：「讓他洗瓶子。若他可以造就，他會來做。若他拒絕了，表示他可能什麼都不行。」「不！不行，這樣不好。」大維回答：「我們可以給他一些較好的事去做。」所以他就做了一些安排。在1813年時，法拉第就成為在皇家學院的一名助理。他在那裡一直工作了五十年。

在化學家大維身邊得到一份工作後，法拉第一面工作，一面學習，這是他人生的起點，他的科學視野也漸漸地打開了。1815年，法拉第陪同大維教授去歐洲大陸旅行，有機會遇到當時的許多名家。這也是一趟學習之旅，講學歸來後，除了協助大維進行化學實驗之外，自己開始獨立從事一些小實驗。他在往後的十年中進行了各種實驗。1824年，法拉第被選為倫敦皇家學會會員。一年後，他發現了一種重要的碳氫化合物──苯。同年，任皇家實驗室主任，不久，又任化學教授，並接替大維死後留下的職位。直到1833年，法拉第僅賴每年一百英鎊的薪資生活，這些錢用於他的住房、煤炭及蠟燭。因為那時學院的經費只能付那麼多錢。一直到後來有一位他的敬仰者捐出一筆錢，使他成為化學教授後才有額外的一百英鎊收入。我們想解釋一下，法拉第如何用這麼少的錢，度過一段身心舒適而平靜的日子。這其實給我們上了關於他生活教育的一課。當時他為一些公司及團體做化學分析賺取一份收入。1830年時他從這方面的收入達一千英鎊，次年更多，此後由於他的聲名，使他收入增加的更快。但1831年時，法拉第發現電與磁間的重要關係，此時他決定停止賺錢而集中精力搞研究以發掘大自然的奧秘。次年，他的收入即減至一百五十五英鎊。以後他的收入從未如此少。但他有一種特別的個性，使他不會自重要的工作上分心。

法拉第的日子一年一年的度過，都是單調的生活，沒有什麼特別新鮮刺激之事。而唯一有成就的就是他所追尋的學問，以及越來越大的名聲。但是我們不應把他想成是一個張滿的弓。他喜愛與年輕朋友作同伴，他也喜歡在鄉間漫步及一些簡單的室內遊戲。他常常與妻子上動物園及戲院。其實他十分享受人生。他信仰虔誠，每週日都上教堂。

直到他退休時（1858年），英女皇才提供他在漢普頓莊一幢美麗的小屋，他在此度過餘生，直到1867年8月25日逝世。他一生得過九十五個頭銜與各種榮譽，包括科學藍帶獎，這是由於他在1844年時被法國科學院選為八名海外院士之一。為了某些原因，他一直無法得到英國科學界的最高榮譽，也就是倫敦皇家協會及大英協會的主席。但這無損他為人類最傑出的科學家之一的事實。

科研方面，1831年是法拉第做出重大貢獻的一年。這年他發現了電磁感應現象，這個現象的發現奠定了日後電機工業發展的基礎。與此同時，他還研究了電化學作用。1833年，法拉第發現了電化學的兩個定律，後來這兩個定律就以他的名字來命名。1845年，他經過病癒後又重新置身於研究工作之中，並發現了物質的抗磁性。

法拉第還是一位小孩子時，他對一本小書非常感興趣。這書是馬賽特夫人的《談化學》（Mrs. Marcet’s Conversation on Chemistry）。他對本書的許多內容都逕自實驗以檢驗其真實性。他曾說我做了許多簡單的化學實驗，每週的花費只要幾個便士。當然，世上沒有任何事可阻止法拉第這種天才的成長，但一本老化學書對他一生影響重大。或許，這本《法拉第的蠟燭科學》也能發揮類似的功能。

至於本書《法拉第的蠟燭科學》，是一本永遠歷久彌新的書。由於它所傳授的方式使許多閱讀此書的年輕人都覺得一生受惠。本書獨特之處，是它所講的知識是可以檢驗而非空談，是精確而清楚的。我們並不意謂除了本書講的科學知識外就沒有其他科學了，法拉第本人也絕不同意。但是本書的特點是指出科學是一種可驗證，準確，而且清楚的知識。它是遵循法拉第在這本小書中所介紹的方式所獲得。我們認為喜歡本書的人就像百年以前的一代愛讀本書的人一樣想知道一點：法拉第的一生及其工作。

這正是本篇的目的。

關於本書及法拉第的科學歷程介紹

法拉第（Michael Faraday），1791年生於英國倫敦附近的紐因頓小鎮（Newington butts）當時叫Surrey郡，現在地名為 London Borough of Southwark。他有九個兄弟姊妹。父親是紐因頓的一個鐵匠。由於家境貧窮，法拉第幼年並沒有受到完整的教育。十四歲那一年，法拉第在一間書店打工，學習訂裝書本技術。由於書店中有許多各類書籍，這給予了他很多閱讀的機會，他尤其喜歡物理和化學方面的書。此外，他經常去聽各種科普演講。1812年，學徒期滿，年輕的法拉第遇到生命中的貴人。

當時英國皇家學院最有名的化學...

關於本書及法拉第的科學歷程介紹
科學家法拉第的介紹
譯者序言

第一章 蠟燭：火焰之源 1
1-1 蠟燭的製造 2
1-2 燃燒的火焰 6
1-3 火焰之光 13

第二章 蠟燭的火焰與光 21
2-1 火焰的構成 22
2-2 火焰與空氣 26
2-3 火光的來源─碳粒 31

第三章 燃燒的產物：水 41
3-1 火焰中有水 42
3-2 水的特性 45
3-3 水的轉變 50
3-4 氫 55

第四章 蠟燭中的氫氣 63
4-1 電解水 64
4-2 氫的性質 73

第五章 大氣的特性 81
5-1 大氣的組成 82
5-2 大氣壓力 88
5-3 二氧化碳的性質 95

第六章 生命的燃燒：人的呼吸 105
6-1 碳的燃燒 106
6-2 生命的燃燒 113

關於本書及法拉第的科學歷程介紹
科學家法拉第的介紹
譯者序言

第一章 蠟燭：火焰之源 1
1-1 蠟燭的製造 2
1-2 燃燒的火焰 6
1-3 火焰之光 13

第二章 蠟燭的火焰與光 21
2-1 火焰的構成 22
2-2 火焰與空氣 26
2-3 火光的來源─碳粒 31

第三章 燃燒的產物：水 41
3-1 火焰中有水 42
3-2 水的特性 45
3-3 水的轉變 50
3-4 氫 55

第四章 蠟燭中的氫氣 63
4-1 電解水 64
4-2 氫的性質 73

第五章 大氣的特性 81
5-1 大氣的組成 82
5-2 大氣壓力 88
5-3 二氧化碳的性質 95

第六...