Nhà bác học nào là người đặt nền móng cho phương pháp thực nghiệm

Gottfried Wilhelm Leibniz  - Người đặt nền móng cho hệ Nhị phân

G. W. Leibniz là nhà bác học và triết học người Ðức, có những đóng góp lớn đối với vật lý, công nghệ, lý thuyết xác suất, sinh học, y học, địa chất học, tâm lý học, ngôn ngữ học và khoa học máy tính.

Leibniz đã đặt nền móng cho hệ thống toán học nhị phân lúc ông 20 tuổi với ý tưởng được trình bày trong tác phẩm “Về Nghệ thuật tổ hợp”. Ông cũng được coi là người đề xướng phương pháp quy dẫn các mệnh đề logic; logic hay “quy luật của tư duy” có thể chuyển được các mệnh đề biểu diễn bằng lời nói sang biểu diễn toán học [1].

Do vượt quá xa với thời đại, nên ý tưởng của Leibniz bị cộng đồng khoa học đương thời bác bỏ. Khoảng 10 năm sau, khi nghiên cứu ngôn ngữ tượng hình, ông đã đọc được cuốn “Book of Changes” hay Kinh dịch [một bộ trong Ngũ Kinh] của Trung Quốc. Với những hiểu biết mới, Leibniz đã bổ sung lý luận về trình bày hệ thống nhị phân; sáng chế ra hệ thống bánh xe chuyển đổi từ số thập phân ra chuỗi các số hệ nhị phân. Leibniz qua đời mà không đạt được ước mơ tạo ra ngôn ngữ logic - toán học, nhưng đã để lại cho nhân loại ý tưởng cơ bản của nguyên tắc phổ quát sau này, đó là yes-no/on-off [1].

Charles Babbage - Nhà toán học tiên phong sáng chế máy tính

Cùng thời với Leibniz, có thể người ta đã không biết đến các mật mã Vigenère, được mô tả bởi Giovan Battista Bellaso trong cuốn sách xuất bản năm 1553 mang tên La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellaso. Mật mã Vigenère là phương pháp mã hóa văn bản bằng cách sử dụng các mật mã Caesar khác nhau dựa trên các chữ cái của một từ khóa. Mật mã Caesar được đặt theo tên của người đầu tiên sử dụng nó, đó là Julius Caesar [100-44 TCN]. Năm 1854, tức là 138 năm sau khi Leibniz qua đời, một nhà bác học có tên là Charles Babbage đã phá vỡ mật mã Vigenère và có nhiều sáng tạo về thiết bị tính toán [4].

Charles Babbage là một bác học người Anh, đã nghiên cứu rất nhiều lĩnh vực trong đó có toán học, kỹ thuật, kinh tế chính trị, mật mã và khoa học máy tính. Ông có tên trong danh sách các nhà toán học đi tiên phong sáng chế máy tính hiện đại.

Năm 1822, Babbage đã tạo một mô hình Máy sai phân [Difference Engine]. Mặc dù đó là một mô hình cơ khí cồng kềnh, nhưng bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình đã được tách biệt; vận hành theo bảng hướng dẫn; bộ phận điều khiển có thể thực hiện các bước nhảy có điều kiện và có một bộ điều khiển vào/ra [I/O] riêng biệt. Máy giải tích [Analytical Engine] của Babbage [ra đời năm 1823] được coi là máy tính lập trình được đầu tiên trên thế giới; được thiết kế để thực hiện các tính toán theo lệnh điều khiển; bao gồm các ‘ngăn xếp’ có thể lưu giữ được các con số có bốn mươi chữ số và ‘trung tâm xử lý’. Các kết quả sau mỗi lần tính toán được trả lại ngăn xếp, được lưu trữ để đưa vào trung tâm xử lý phục vụ cho quá trình tiếp theo. Đây là một mô hình sơ khai về các bộ nhớ và bộ xử lý của máy tính [4].

Các nhà khoa học cho rằng, những hạn chế của Babbage là do hạn chế của công nghệ chế tạo máy đương đại nên ý tưởng của ông chỉ dừng ở mức mô hình. Babbage được suy tôn là người tiên phong sáng chế máy tính bởi ông truyền cảm hứng sáng tạo cho các nhà khoa học thế hệ sau. Người bị cuốn hút bởi các thuyết và hỗ trợ đắc lực cho Babbage là nhà toán học có tư duy logic với tên thân thuộc Ada [sau này được đặt tên cho một loại ngôn ngữ lập trình] - nữ bá tước Lovelace - Augusta Ada Byron [1815 - 1852].  Đến thế kỷ 20 các thuyết của Babbage vẫn còn thu hút sự chú ý của giáo sư người Mỹ Vannevar Bush làm việc tại Viện Công nghệ Massachusetts.

George Boole - Biến suy đoán của Leibniz thành môn Đại số

Goerge Boole là một nhà toán học, nhà triết học và logic học người Anh, sinh ra tại thành phố Lincoln [Anh]. Boole đam mê toán học, thành thạo nhiều ngoại ngữ [tiếng Ðức, tiếng Ý, tiếng Pháp]; trở thành một giáo viên vào năm 16 tuổi; mở trường học vào năm 20 tuổi.

Qua nghiên cứu các tác phẩm của Isaac Newton và các nhà toán học người Pháp thế kỷ 18 và 19 như Pierre-Simon Laplace và Joseph-Louis Lagrange, ông được cho là đã nắm vững các quy tắc toán học phức tạp nhất đương đại [4]. Trong tác phẩm Giải tích toán học của Logic [The Mathematical Analysis of Logic] được xuất bản năm 1847, lần đầu tiên ông sử dụng logic biểu tượng. Tác phẩm này mở rộng các suy đoán của G. W. Leibniz về mối tương quan giữa logic và toán học [1].

Boole cho rằng, các mệnh đề logic cần được thể hiện bằng các phương tiện của phương trình đại số. Các phép toán trong các phương trình đại số sẽ cung cấp phương pháp suy luận gần đúng trong tư duy logic. Ông đã tìm được phương pháp mã hóa những lập luận logic và chuyển chúng thành một ngôn ngữ biểu tượng có thể giải quyết được bằng toán học [4]. Ông đã đưa ra loại ngôn ngữ đại số biểu diễn ba hoạt động cơ bản của tư duy, đó là: và [AND], hoặc [OR] và phủ định [NOT]. Đó là ba chức năng cơ sở tiền đề của đại số Boole, từ đó hình thành các suy diễn để thực hiện các chức năng toán học trong suy luận logic [1]. Hệ thống Đại số Boole dựa trên phương pháp tiếp cận nhị phân, trạng thái biến đổi quy dẫn về hai đối tượng có-không [Yes-No], đúng-sai [True-False], đóng-mở [on-off] và [0,1].

Mặc dù Boole đã bổ sung cho hệ thống logic bằng bài viết được xuất bản vào năm 1854, cùng với vị thế trong cộng đồng học thuật, song ông cũng không thuyết phục được các đồng nghiệp về ý tưởng đại số của mình [1].

Tuy nhiên, nhà logic-toán-triết học người Mỹ là Charles Sanders Peirce [1839 - 1914] đã tiếp cận và đón nhận ý tưởng của Boole. Năm 1866, Pierce đã có bài viết mô tả những ý tưởng của Boole gửi cho Viện Hàn lâm Nghệ thuật và Khoa học Mỹ. Pierce cũng đã dành hơn 20 năm sửa đổi, mở rộng và ông đã nhận ra tiềm năng ứng dụng trong các thiết kế mạch logic của đại số Boole. Nhận định của Pierce đã gợi mở ý tưởng cho thế hệ sau, trong đó có nhà khoa học Shannon, xây dựng nên lý thuyết thông tin [1].

Vannevar Bush - Người thầy của Claude Elwood Shannon

Vannevar Bush là một kỹ sư người Mỹ, nhà phát minh và khoa học quản trị, trong Thế chiến II đứng đầu Văn phòng Nghiên cứu khoa học và Phát triển [OSRD] Mỹ, thâu tóm hầu hết các hoạt động R&D quân sự thời chiến [4].

Trong sự nghiệp của mình, Bush đã cấp bằng sáng chế cho một chuỗi các phát minh của riêng mình. Ông được biết đến là một chuyên gia trong lĩnh vực máy tính tương tự [analog computers] và nghiên cứu về bộ nhớ nhân tạo [memex – Hệ thống lưu trữ và phục hồi dữ liệu khái niệm]. Năm 1927, Bush đã chế tạo một máy sai phân, loại máy tính tương tự với một số thành phần kỹ thuật số có thể giải các phương trình vi phân có tới 18 biến độc lập.

Bộ nhớ nhân tạo được ông phát triển vào năm 1930, là một trình xem vi phim có thể điều chỉnh giả thuyết với cấu trúc tương tự như siêu văn bản [hypertext]. Bản ghi nhớ và tiểu luận năm 1945 của Bush “Có thể tư duy như loài người” [“As We May Think”] đã ảnh hưởng đến nhiều thế hệ các nhà khoa học máy tính, được cho là người đã lấy cảm hứng từ tầm nhìn về tương lai. Cùng với các đồng nghiệp tại Viện Công nghệ Massachusetts [MIT], Bush khởi đầu nghiên cứu về lý thuyết thiết kế mạch kỹ thuật số. Trong nhóm làm việc tại MIT đó có C. E. Shannon, học trò của Bush đã cải tiến thiết bị Differential Analyser bằng cách sử dụng mạch điện thay thế các bộ phận cơ khí. Shannon đã chứng minh [năm 1937] rằng, kết hợp các ứng dụng điện với đại số Boole có thể giải quyết các mối quan hệ số của suy luận logic; ứng dụng đại số Boole và hệ thống nhị phân có thể đơn giản hóa sự sắp xếp các rơ-le trong chuyển mạch định tuyến. Với “Lý thuyết toán học của truyền thông” [năm 1948], Shannon được đánh giá như là “Cha đẻ của thời đại thông tin”.

Kết luận

Trong danh sách các nhà khoa học tiên phong trong lĩnh vực máy tính, xuất hiện những nhà khoa học như: Charles Baddge, G. Boole, Vannevar Bush, G. W. Leibniz, Lovelace - Augusta Ada Byron, C. E.  Shannon…. Họ cũng là những nhà khoa học đặt nền móng cho Lý thuyết thông tin – Lý thuyết được Shannon và các đồng nghiệp đúc rút từ tri thức của nhân loại. Các nhà khoa học trong thế kỷ 20 đã chuyển những tri thức, hiểu biết về đại số suy luận logic gắn với các thành tựu tiên tiến của công nghệ thành ngành điện toán hiện đại. Những kiến thức cơ bản về thông tin, mô tả phép đo lường của thông tin bằng toán học với hệ nhị phân; mô hình hóa hệ thống chuyển mạch để thực hiện thao tác logic… là nền tảng cơ bản cho máy tính kỹ thuật số và thông tin hiện đại.

Trải qua gần 300 năm, các thế hệ nhà khoa học kế tiếp Leibniz đã nhận thức rõ giá trị của hệ thống nhị phân… Đại số Boole được kết hợp công nghệ tiên tiến đã minh chứng cho ứng dụng thực tiễn sinh động của hệ thống nhị phân mà Leibniz coi là “tôn giáo thần bí”.

Michael Faraday, FRS [ngày 22 tháng 9 năm 1791 – ngày 25 tháng 8 năm 1867] là một nhà hóa học và vật lý học người Anh [hoặc là nhà triết học tự nhiên, theo thuật ngữ của thời đó] đã có công đóng góp cho lĩnh vực Điện từ học và Điện hóa học.

Michael Faraday

Chân dung của Michael Faraday, phác họa bởi họa sĩ Thomas Phillips [1841-1842][1]

Sinh[1791-09-22]22 tháng 9 năm 1791
Newington Butts, Surrey, AnhMất25 tháng 8 năm 1867[1867-08-25] [75 tuổi]
Hampton Court, Surrey, AnhQuốc tịchAnhNổi tiếng vìĐịnh luật cảm ứng Faraday
Điện hóa học
Hiệu ứng Faraday
Faraday cage
Hằng số Faraday
Faraday cup
định luật điện phân Faraday
Faraday paradox
Faraday rotator
Faraday-efficiency effect
Faraday wave
Bánh xe Faraday
Lines of forceGiải thưởngRoyal Medal [1835 & 1846]
Copley Medal [1832 & 1838]
Rumford Medal [1846]Sự nghiệp khoa họcNgànhVật lý, Hóa họcNơi công tácHọc viện Hoàng GiaẢnh hưởng bởiHumphry Davy
William Thomas Brande Chữ ký

Faraday nghiên cứu về trường điện từ xung quanh một dây dẫn có dòng điện một chiều chạy qua. Khi nghiên cứu những vấn đề này, Faraday đã thành lập khái niệm cơ bản về trường điện từ trong vật lý, rồi sau đó được phát triển bởi James Maxwell. Ông ta cũng khám phá ra cảm ứng điện, nghịch từ, và định luật điện phân. Ông chứng minh rằng từ học có thể tác động lên các tia của ánh sáng.[2][3] Những sáng chế của ông về những thiết bị có điện trường quay đã đặt nền móng cho công nghệ động cơ điện, và ông có công lớn khi làm cho điện có thể sử dụng trong ngành công nghệ.

Về mặt hóa học, Michael Faraday phát hiện ra benzene, nghiên cứu về clathrate hydrate, sáng chế ra hình dạng đầu tiên của đèn Bunsen và hệ thống chỉ số oxy hóa, và công bố các thuật ngữ như anode, cathode, electrode, và ion.

Mặc dù Faraday được đào tạo ở trường rất ít và biết ít về toán cao cấp, như phép giải tích, nhưng ông là một trong những nhà khoa học có uy tín trong lịch sử. Các nhà nghiên cứu về lịch sử[4] của khoa học cho rằng ông là người chủ nghĩa thực nghiệm tốt nhất trong lịch sử khoa học.[5] Đơn vị SI của tụ điện, farad, được đặt theo tên của ông, cũng như hằng số Faraday, điện tích trong một đơn vị mole của electron [khoảng 96,485 coulomb]. Định luật cảm ứng Faraday nói rằng luồng điện từ thay đổi trong thời gian nhất định tạo ra một lực điện động tỷ lệ.

Faraday là vị giáo sư hóa học Fullerian đầu tiên và lỗi lạc nhất của Viện Hoàng Gia Anh Quốc, đã giữ vị trí trong suốt cuộc đời.

Albert Einstein đã dán tấm hình của Faraday lên phòng học của mình cùng với những tấm hình của Isaac Newton và James Clerk Maxwell.[6]

Faraday được sinh ra ở Newington Butts,[7] bây giờ là một phần của khu phố Southwark ở Luân Đôn; nhưng sau đó là phần ngoại ô của Surrey, một dặm về phía nam của cầu Luân Đôn.[8] Gia đình ông không được sung túc. Bố của ông, James, là thành viên của giáo phái cơ đốc Glassite. James Faraday chuyển vợ và hai con rời khỏi Outhgill, Westmorland [nơi ông đã học việc ở làng rèn] đến Luân Đôn trong suốt mùa đông của năm 1790-1791.[9] Michael được sinh ra trong mùa thu năm đó. Cậu nhóc Michael Faraday, là người con thứ ba trong bốn người con, chỉ có được những kiến thức cơ bản nhất từ nhà trường, phải tự nỗ lực giáo dục mình.[10] Lúc 14 tuổi, ông học việc ở cửa hiệu đóng sách và bán sách George Riebau ở Blandford St[11] và, trong suốt 7 năm học việc, ông đã đọc được rất nhiều sách, trong đó có sách của Isaac Watts, quyển Mở mang trí tuệ, và ông say mê tiến hành các nguyên lý và quan điểm trong quyển sách. Ông đã biểu lộ niềm đam mê với khoa học, nhất là lĩnh vực điện năng. Đặc biệt, ông được truyềnn cảm hứng bởi quyển sách Đàm thoại với Hóa Học viết bởi Jane Marcet.[12]

Ở tuổi 20, vào năm 1812, khi kết thúc học việc, Faraday đã tham dự các buổi thuyết giảng của nhà hoá học nổi tiếng người Anh Humphry Davy của Học viện Hoàng Gia và Hội hoàng gia Luân Đôn, và của John Tatum, người sáng lập Hội triết học Thành phố. Các vé của những buổi thuyết giảng này được trao cho Faraday bởi William Dance [một trong những người sáng lập Hội yêu nhạc của Hoàng Gia]. Sau đó, Faraday gửi cho Davy một quyển sách dày 300 trang mà ông đã ghi chép những điều trong buổi thuyết giảng. Davy trả lời ngay lập tức, một cách ân cần và hào hứng. Khi Davy bị giảm thị lực trong tai nạn với nitrogen trichloride, ông quyết định thuê Faraday làm thư ký. Khi John Payne, một trong những phụ tá trong Học viện Hoàng Gia, bị sa thải, Sir Humphry Davy được yêu cầu tìm người thay thế. Ông đã chỉ định Faraday làm người phụ tá hóa học tại Học viện Hoàng Gia vào ngày 1 tháng 3 năm 1813.[2]

Trong tầng lớp người Anh thời đó, Faraday không được xem thuộc giới thượng lưu. Khi Davy đi thuyết giảng ở toàn châu lục trong các năm 1813–15, người giúp việc của ông không muốn đi cùng. Faraday được gọi làm phụ tá khoa học cho Davy, và được yêu cầu làm công việc như người giúp việc của Davy cho tới khi vị trí này có thể được tìm thấy ở Paris. Faraday buộc phải làm tròn bổn phận là người giúp việc cũng như phụ tá trong suốt hành trình. Vợ của Davy, Jane Apreece, từ chối đối xử với Faraday như tầng lớp ngang hàng [đưa ông đi cùng ra ngoài bãi biển, ăn với các người hầu, v.v..] và nói chung làm cho Faraday cảm thấy quá khổ sở đến nỗi ông lẳng lặng bỏ về Anh Quốc một mình và từ bỏ tất cả khoa học. Dù sao, chuyến đi đã cho ông đường đến với khoa học ưu tú của Âu Châu và làm chủ nguồn cảm hứng sáng tạo.[2]

Faraday là một người sùng đạo Cơ đốc giáo. Chi nhánh Sandemanian của ông là một chi nhánh của hệ thống nhà thờ Scotland. Sau khi kết hôn, ông ta phụng sự nhà thờ trong nhà hội nghị. Nhà thờ của ông nằm ở Paul's Alley tại Barbican. Nhà hội nghị này lại chuyển đến Barnsbury Grove, Islington vào năm 1862. Chỗ Bắc Luân Đôn này là nơi mà Faraday phụng sự 2 năm cuối cùng của mình trước khi xin trao lại chức vụ.[13][14]

Faraday cưới Sarah Barnard [1800–1879] vào ngày 12 tháng 6 năm 1821,[15] Họ không có con.[7] Họ gặp toàn thể gia đình tại nhà thờ Sandemanian. Ông đã xưng tội với giáo đoàn Sandemanian một tháng sau khi kết hôn.

 

Michael Faraday trong phòng thí nghiệm. Những năm 1850 họa sĩ Harriet Jane Moore đã ghi chép cuộc đời Faraday bằng những bức tranh màu nước.

 

tetrachloroethylene molecule

Công việc hóa học đầu tiên của Faraday là làm phụ tá cho Humphry Davy. Faraday nghiên cứu riêng biệt về clo, ông đã phát hiện ra hai chloride của cacbon. Ông cũng làm thí nghiệm gian khổ đầu tiên về sự khuếch tán khí, một hiện tượng đã được biết đến bởi John Dalton, tầm quan trọng của hiện tượng vật lý này đã được Thomas Graham và Joseph Loschmidt đưa ra ngoài ánh sáng. Ông đã thành công trong việc hóa lỏng một vài loại khí; nghiên cứu về hợp chất của thép, và tạo ra những loại thủy tinh mới dùng cho mục đích quang học. Một mẫu vật trong những miếng thủy tinh nặng nề này sau đó đã làm nên lịch sử khi mà Faraday đã phát hiện ra hiện tượng xoay mặt phẳng ánh sáng phân cực khi đưa miếng thủy tinh này vào trường điện từ, và nó cũng là vật liệu đầu tiên bị đẩy bởi các cực của từ trường.

Ông đã sáng chế ra thứ mà sau này gọi là đèn Bunsen, loại đèn này đã được sử dụng hầu hết trong các phòng thí nghiệm vì tính tiện lợi của nguồn nhiệt.[16][17] Faraday nghiên cứu bao trùm trong lĩnh vực hóa học, khám phá ra các chất hóa học như benzene, và hóa lỏng các khí ví dụ như clo. Sự hóa lỏng khí chứng minh rằng khí chỉ là dạng hơi của chất lỏng có điểm sôi rất thấp, và đưa ra quan điểm chắc chắn về sự kết hợp phân tử. Vào năm 1820 Faraday công bố hợp chất tổng hợp đầu tiên làm từ cacbon và clo, C2Cl6 và C2Cl4, và xuất bản các kết quả nghiên cứu trong các năm tiếp theo.[18][19][20] Faraday cũng xác định được cấu tạo của chlorine clathrate hydrate, chất đã được khám phá bởi Humphry Davy vào năm 1810.[21][22]

Faraday cũng đã khám phá ra các định luật điện phân và đưa ra công chúng các thuật ngữ như anode, cathode, electrode, và ion, các thuật ngữ này phần lớn xuất phát bởi William Whewell.

Faraday là người đầu tiên công bố cái mà sau này được gọi là metallic nanoparticles. Vào năm 1847 ông khám phá ra rằng quang tính của nước vàng [gold colloid] khác với quang tính của các kim loại thông thường khác. Đây có thể là xuất bản đầu tiên về sự khảo sát tác động ở mức lượng tử, và có thể được xem là đã khai sinh ra ngành công nghệ nano.[23]

Điện và Từ

Faraday được biết đến nhiều nhất vì những thành quả trong lĩnh vực Điện và Từ học. Thí nghiệm được ghi chép đầu tiên của ông là làm nên pin volta bằng 7 đồng xu, xếp chồng lên 7 tấm kẽm và 7 miếng giấy được tẩm nước muối. Với loại pin này, ông đã phân tích hợp chất Magnesi sulphat.

 

Pin Volta

 

Thí nghiệm điện trường xoay của Faraday, ca. 1821[24]

 

Một solenoid

Vào năm 1821, ngay sau khi nhà hóa học, vật lý học người Đan Mạch, Hans Christian Ørsted khám phá ra hiện tượng điện từ trường, Davy và một nhà khoa học người Anh William Hyde Wollaston cố gắng làm ra một động cơ điện nhưng bất thành.[3] Faraday, đã thảo luận vấn đề động cơ điện với hai ông này, tiến hành chế tạo hai thiết bị phát ra điện từ trường xoay: chuyển động xoay liên tục xuất phát từ lực từ xoay xung quanh dây điện và dây điện được nhúng vào cốc nước thủy ngân có thỏi nam châm bên trong sẽ xoay xung quanh thỏi nam châm nếu được cấp dòng điện từ nguồn pin hóa học. Thiết bị sau này được biết đến với cái tên homopolar motor. Những thí nghiệm và phát minh này hình thành ra nền tảng của công nghệ điện từ hiện đại. Quá hứng thú, Faraday đã công bố các kết quả này mà không đề cập đến phần việc làm với Wollaston và Davy. Từ đó dẫn đến cuộc tranh cãi trong Hội hoàng gia Luân Đôn, nó làm căng thẳng mối quan hệ thâm niên của ông với Davy và có thể đã góp phần bổ nhiệm ông sang lĩnh vực khác, vì thế ông đã bị đưa ra khỏi hoạt động nghiên cứu điện từ trường trong vài năm.[25][26]

Từ phát hiện đầu tiên về điện từ vào năm 1821, Faraday tiếp tục công việc ở phòng thí nghiệm để khám phá tính chất của vật liệu và tiến hành các thí nghiệm cần thiết. Vào năm 1824, Faraday làm một mạch điện để tìm hiểu liệu một từ trường có thể tác động lên dòng điện của dây điện đặt gần nhau, nhưng không tìm ra kết quả nào.[27] Ông theo đuổi các nghiên cứu với ánh sáng và điện từ trong ba năm mà không có kết quả nào mới.[28][29] Trong suốt bảy năm tiếp theo, Faraday dành phần lớn thời gian vào việc hoàn thiện công thức cho chất lượng kính quang học, hợp chất chì boro-silicate,[30] thứ mà ông đã sử dụng cho nghiên cứu sau này về việc kết hợp giữa ánh sáng và điện từ.[31] Trong khi nhàn rỗi, Faraday tiếp tục xuất bản các kết quả thí nghiệm [một số liên quan tới điện từ] và đã trao đổi thư từ với các nhà khoa học nước ngoài [cũng làm việc với điện từ] mà ông đã gặp trước đây ở các chuyến đi châu Âu với Davy.[32] Sau khi Davy mất được 2 năm, vào năm 1831, ông bắt đầu công bố một loạt các thí nghiệm mà ông đã khám phá về cảm ứng điện từ. Joseph Henry dường như đã khám phá ra hiện tượng tự cảm ứng sớm hơn vài tháng và kết quả của cả hai muộn hơn của Francesco Zantedeschi ở Ý đã được công bố vào năm 1829 và 1830.[33]

 

Nhà hóa học người Anh John Daniell [bên trái] và Michael Faraday [bên phải], được tin là sáng lập ra ngành điện hóa ngày nay.

Thành quả lớn nhất của Faraday đến khi ông quấn hai cuộn dây cách điện xung quanh một vòng kim loại, và phát hiện rằng, mỗi khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây này thì lập tức có một dòng điện được sinh trong cuộn dây kia.[3] Hiện tượng này được gọi là hỗ cảm. Dụng cụ cuộn dây - vòng kim loại này vẫn còn được trưng bày tại Học viện Hoàng Gia. Trong các thí nghiệm tiếp theo, ông thấy rằng, nếu ông di chuyển thanh nam châm qua cuộn dây, một dòng điện sẽ chạy trong cuộn dây. Dòng điện cũng sẽ xuất hiện nếu cuộn dây di chuyển qua thanh nam châm đứng yên. Thí nghiệm của ông cho thấy rằng sự thay đổi từ trường tạo ra dòng điện. Mối quan hệ này được toán học hóa bởi James Clerk Maxwell với tên Định luật cảm ứng Faraday, một trong bốn Phương trình Maxwell. Những phương trình này ngày nay được biết đến với tên gọi lý thuyết trường.

Sau này Faraday sử dụng nguyên lý này để tạo ra dynamo, nguồn gốc của máy phát điện ngày nay.

Vào năm 1839, ông hoàn thành loạt sách về các thí nghiệm nghiên cứu bản chất cơ bản của điện học. Faraday đã sử dụng tĩnh điện, pin, và điện sinh học để tạo ra lực hút tĩnh điện, điện phân, điện từ trường, v.v.. Ông kết luận rằng, trái ngược với quan điểm khoa học thời đó, ranh giới giữa "các loại" điện là hư cấu. Faraday thay vì kết luận rằng chỉ có một loại điện tồn tại, thì ông nói sự thay đổi về số lượng và cường độ [dòng và thế] sẽ tạo ra nhiều hiện tượng khác nhau.[3]

Khi gần kết thúc sự nghiệp của mình, Faraday cho rằng lực điện từ trường tồn tại ở khoảng không gian trống xung quanh cuộn dây. Ý tưởng này đã bị phản đối bởi những nhà khoa học sau ông, và Faraday đã không sống đến lúc nhìn thấy ý tưởng được chứng minh là đúng. Những khái niệm của Faraday về đường từ phát ra từ nam châm đã chỉ ra cách quan sát dòng điện và từ trường. Kiến thức này đã góp phần quan trọng tạo nên sự phát triển thành công của các thiết bị điện cơ mà nó đã chiếm lĩnh trong lĩnh vực công nghệ và công nghiệp trong những năm còn lại thế kỷ 19.

Nghịch từ

 

Michael Faraday đang cầm thanh thủy tinh mà ông sử dụng vào năm 1845 để chứng minh rằng từ trường có thể tác động đến ánh sáng trong điện môi.[34]

Vào năm 1845, Faraday khám phá ra rằng nhiều vật liệu tồn tại một lực đẩy nhỏ bởi từ trường, một hiện tượng ông gọi là nghịch từ.

Faraday cũng phát hiện ra rằng mặt phân cực của ánh sáng phân cực tuyến tính có thể bị đảo bởi một từ trường ngoài tác động lên đường đi của ánh sáng. Ngày nay cái này được biết đến với thuật ngữ Hiệu ứng Faraday. Ông viết rằng, "I have at last succeeded in illuminating a magnetic curve or line of force and in magnetising a ray of light". ["Cuối cùng tôi đã thành công trong việc chiếu sáng đường cong của điện từ hoặc đường lực và trong việc từ hóa các tia sáng"]

Lúc cuối đời [năm 1862], Faraday sử dụng kính quang phổ để tìm sự biến đổi khác nhau của ánh sáng, sự thay đổi quang phổ ánh sáng vì từ trường. Tuy nhiên, những thiết bị ông dùng không đủ tốt để phát hiện ra sự thay đổi quang phổ. Pieter Zeeman sau này đã sử dụng thiết bị cải tiến hơn để nghiên cứu hiện tượng này, công bố kết quả vào năm 1897 và nhận giải Nobel vật lý vào năm 1902 vì thành công này. Trong cả bản nghiên cứu năm 1897[35] và bản thuyết trình nhận giải Nobel,[36] Zeeman đều đề cập tới thí nghiệm của Faraday.

Lồng Faraday

 

Điện trường bên ngoài tạo ra dòng điện trong bề mặt lồng Faraday, làm cho bên trong lồng không có điện trường.

Faraday's books, with the exception of Chemical Manipulation, were collections of scientific papers or transcriptions of lectures.[37] Since his death, Faraday's diary has been published, as have several large volumes of his letters and Faraday's journal from his travels with Davy in 1813–1815.

  • Faraday, Michael [1827]. Chemical Manipulation, Being Instructions to Students in Chemistry. John Murray. 2nd ed. 1830, 3rd ed. 1842
  • Faraday, Michael [23 tháng 9 năm 1844]. Experimental Researches in Electricity, vols. i. and ii. Richard and John Edward Taylor.; vol. iii. Richard Taylor and William Francis, 1855
  • Faraday, Michael [1859]. Experimental Researches in Chemistry and Physics. Taylor and Francis. ISBN 0850668417.
  • Faraday, Michael [1861]. W. Crookes [biên tập]. A Course of Six Lectures on [[the Chemical History of a Candle]]. Griffin, Bohn & Co. ISBN 1425519741. Tựa đề URL chứa liên kết wiki [trợ giúp]
  • Faraday, Michael [1873]. W. Crookes [biên tập]. On the Various Forces in Nature. Chatto and Windus.
  • Faraday, Michael [1932–1936]. T. Martin [biên tập]. Diary. ISBN 0713504390. - published in eight volumes; see also the 2009 publication of Faraday's diary
  • Faraday, Michael [1991]. B. Bowers and L. Symons [biên tập]. Curiosity Perfectly Satisfyed: Faraday's Travels in Europe 1813-1815. Institution of Electrical Engineers.
  • Faraday, Michael [1991]. F. A. J. L. James [biên tập]. The Correspondence of Michael Faraday. 1. INSPEC, Inc. ISBN 0863412483. - volume 2, 1993; volume 3, 1996; volume 4, 1999
  • Faraday, Michael [2008]. Alice Jenkins [biên tập]. Michael Faraday's Mental Exercises: An Artisan Essay Circle in Regency London. Liverpool, UK: Liverpool University Press.
  • Course of six lectures on the various forces of matter, and their relations to each other London; Glasgow: R. Griffin, 1860.
  • The liquefaction of gases Edinburgh: W. F. Clay, 1896.
  • The letters of Faraday and Schoenbein 1836-1862. With notes, comments and references to contemporary letters London: Williams & Norgate 1899.

 

Mộ của Michael Faraday tại nghĩa trang Highgate

  • Faraday rotator
  • Homopolar generator
  • Faraday's law of induction
  • Faraday [Unit of electrical charge]
  • Farad [Unit of electrical capacitance]
  • Forensic engineering
  • Lines of force
  • Zeeman effect
  • Timeline of hydrogen technologies
  • Timeline of low-temperature technology
  • Faraday paradox
  • Hans Christian Ørsted
  • Faraday cage

  1. ^ See National Portrait gallery NPG 269
  2. ^ a b c Michael Faraday entry at the 1911 Encyclopaedia Britannica hosted by LovetoKnow Retrieved January 2007.
  3. ^ a b c d "Archives Biographies: Michael Faraday", The Institution of Engineering and Technology.
  4. ^ Russell, Colin [2000]. Michael Faraday: Physics and Faith. New York: Oxford University Press. ISBN 0195117638.
  5. ^ "best experimentalist in the history of science." Quoting Dr Peter Ford, from the University of Bath’s Department of Physics. Truy cập January 2007.
  6. ^ "Einstein's Heroes: Imagining the World through the Language of Mathematics", by Robyn Arianrhod UQP, reviewed by Jane Gleeson-White, ngày 10 tháng 11 năm 2003, The Sydney Morning Herald.
  7. ^ a b Frank A. J. L. James, ‘Faraday, Michael [1791–1867]’, Oxford Dictionary of National Biography, Oxford University Press, Sept 2004; online edn, Jan 2008 accessed ngày 3 tháng 3 năm 2009
  8. ^ For a concise account of Faraday’s life including his childhood, see pages 175-83 of EVERY SATURDAY: A JOURNAL OF CHOICE READING, Vol III published at Cambridge in 1873 by Osgood & Co.
  9. ^ The implication was that James discovered job opportunities elsewhere through membership of this sect. James joined the London meeting house on ngày 20 tháng 2 năm 1791, and moved his family shortly thereafter. See pages 57-8 of Cantor's [1991] Michael Faraday, Sandemanian and Scientist.
  10. ^ "Michael Faraday." History of Science and Technology. Houghton Mifflin Company, 2004. Answers.com ngày 4 tháng 6 năm 2007
  11. ^ Bản mẫu:Openplaque
  12. ^ John H. Lienhard [1992]. “Jane Marcet's Books”. The Engines of Our Ingenuity. Tập 744. NPR. KUHF-FM Houston//www.uh.edu/engines/epi744.htm |transcripturl= missing title [trợ giúp]. Chú thích sử dụng tham số |transcripturl= [trợ giúp]; Đã bỏ qua tham số không rõ |serieslink= [trợ giúp]; |ngày truy cập= cần |url= [trợ giúp]
  13. ^ See pages 41-43, 60-4, and 277-80 of Geoffrey Cantor's [1991] Michael Faraday, Sandemanian and Scientist.
  14. ^ Paul's Alley was located 10 houses south of the Barbican. See page 330 Elmes's [1831] Topographical Dictionary of the British Metropolis.
  15. ^ The register at St. Faith-in-the-Virgin near St. Paul's Cathedral, records 12 June as the date their licence was issued. The witness was Sarah's father, Edward. Their marriage was 16 years prior to the Marriage and Registration Act of 1837. See page 59 of Cantor's [1991] Michael Faraday, Sandemanian and Scientist.
  16. ^ Jensen, William B. [2005]. “The Origin of the Bunsen Burner” [PDF]. Journal of Chemical Education. 82 [4].
  17. ^ See page 127 of Faraday's Chemical Manipulation, Being Instructions to Students in Chemistry [1827]
  18. ^ Faraday, Michael [1821]. “On two new Compounds of Chlorine and Carbon, and on a new Compound of Iodine, Carbon, and Hydrogen”. Philosophical Transactions. 111: 47. doi:10.1098/rstl.1821.0007.
  19. ^ Faraday, Michael [1859]. Experimental Researches in Chemistry and Physics. London: Richard Taylor and William Francis. tr. 33–53. ISBN 0850668417.
  20. ^ Williams, L. Pearce [1965]. Michael Faraday: A Biography. New York: Basic Books. tr. 122–123. ISBN 0306802996.
  21. ^ Faraday, Michael [1823]. “On Hydrate of Chlorine”. Quartly Journal of Science. 15: 71.
  22. ^ Faraday, Michael [1859]. Experimental Researches in Chemistry and Physics. London: Richard Taylor and William Francis. tr. 81–84. ISBN 0850668417.
  23. ^ “The Birth of Nanotechnology”. Nanogallery.info. 2006. Truy cập ngày 25 tháng 7 năm 2007. Faraday made some attempt to explain what was causing the vivid coloration in his gold mixtures, saying that known phenomena seemed to indicate that a mere variation in the size of gold particles gave rise to a variety of resultant colors.
  24. ^ Faraday, Michael [1844]. Experimental Researches in Electricity. 2. ISBN 0486435059. See plate 4.
  25. ^ Hamilton's A Life of Discovery: Michael Faraday, Giant of the Scientific Revolution [2004] pp. 165-71, 183, 187-90.
  26. ^ Cantor's Michael Faraday, Sandemanian and Scientist [1991] pp. 231-3.
  27. ^ Thompson’s Michael Faraday, his life and work [1901] p.95.
  28. ^ Thompson [1901] p. 91. This lab entry illustrates Faraday’s quest for the connection between light and electromagnetic phenomenon ngày 10 tháng 9 năm 1821.
  29. ^ Cantor's Michael Faraday, Sandemanian and Scientist [1991] p. 233.
  30. ^ pp. 95-98 of Thompson [1901].
  31. ^ Thompson [1901] p 100.
  32. ^ Faraday’s initial induction lab work occurred in late November 1825. His work was heavily influenced by the ongoing research of fellow European scientists Ampere, Arago, and Oersted as indicated by his diary entries. Cantor’s Michael Faraday: Sandemanian and Scientist [1991] pp. 235-44.
  33. ^ Brother Potamian [1913]. “Francesco Zantedeschi article at the Catholic Encyclopedia”. Wikisource. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2007.
  34. ^ Detail of an engraving by Henry Adlard, based on an earlier photograph by Maull & Polyblank ca. 1857. See National Portrait Gallery, UK
  35. ^ Zeeman, Pieter [1897]. “The Effect of Magnetisation on the Nature of Light Emitted by a Substance”. Nature. 55: 347. doi:10.1038/055347a0.
  36. ^ “Pieter Zeeman, Nobel Lecture”. Truy cập ngày 29 tháng 5 năm 2008.
  37. ^ See page 220 of Hamilton's A Life of Discovery: Michael Faraday, Giant of the Scientific Revolution [2002]

  • Bence Jones, Henry [1870]. The Life and Letters of Faraday. Philadelphia: J. B. Lippincott and Company.
  • Cantor, Geoffrey [1991]. Michael Faraday, Sandemanian and Scientist. Macmillian. ISBN 0-333-55077 Kiểm tra giá trị |isbn=: số con số [trợ giúp].
  • Gladstone, J. H. [1872]. Michael Faraday. London: Macmillan.
  • Hamilton, James [2002]. Faraday: The Life. London: Harper Collins. ISBN 0-00-716376-2.
  • Hamilton, James [2004]. A Life of Discovery: Michael Faraday, Giant of the Scientific Revolution. New York publisher = Random House: Random House. ISBN 1-4000-6016-8. Thiếu dấu sổ thẳng trong: |location= [trợ giúp]
  • Hirshfeld, Alan W. [2006]. The Electric Life of Michael Faraday. Walker and Company. ISBN 978-0802714701.
  • Thompson, Silvanus [1901]. Michael Faraday, His Life and Work. London: Cassell and Company. ISBN 1-4179-7036-7.
  • Tyndall, John [1868]. Faraday as a Discoverer. London: Longmans, Green, and Company.
  • Williams, L. Pearce [1965]. Michael Faraday: A Biography. New York: Basic Books.
  • The British Electrical and Allied Manufacturers Association [1931]. Faraday. R. & R. Clark, Ltd., Edinburgh, 1931.
  • Agassi, Joseph [1971]. Faraday as a Natural Philosopher. Chicago: University of Chicago Press.
  • Ames, Joseph Sweetman [Ed.] [23 tháng 9 năm 2022]. The Discovery of Induced Electric Currents. 2. New York: American Book Company.Quản lý CS1: văn bản dư: danh sách tác giả [liên kết]
  • Gooding, David [Ed.] [1985]. Faraday Rediscovered: Essays on the Life and Work of Michael Faraday, 1791-1867. London/New York: Macmillan/Stockton.Quản lý CS1: văn bản dư: danh sách tác giả [liên kết]
  • Thomas, John Meurig [1991]. Michael Faraday and the Royal Institution: The Genius of Man and Place. Bristol: Hilger. ISBN 0-7503-0145-7.
  • Russell, Colin A. [Ed. Owen Gingerich] [2000]. Michael Faraday: Physics and Faith [Oxford Portraits in Science Series]. New York: Oxford University Press. ISBN 0-19-511763-8.
Wikisource có các tác phẩm gốc nói đến hoặc của:
Michael Faraday
Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Michael Faraday.
Wikiquote có sưu tập danh ngôn về:

Michael Faraday

  • Biography at The Royal Institution of Great Britain Lưu trữ 2004-03-12 tại Wayback Machine
  • Faraday as a Discoverer by John Tyndall, Project Gutenberg [downloads]
  • The Christian Character of Michael Faraday
  • Michael Faraday on the British twenty-pound banknote
  • The Life and Discoveries of Michael Faraday by J. A. Crowther, London: Society for Promoting Christian Knowledge, 1920
  • Michael Faraday's announcement of ether as an anesthetic in 1818 Lưu trữ 2011-05-22 tại Wayback Machine
  • Interactive Java Tutorial on Faraday's 1821 Motor Lưu trữ 2010-09-15 tại Wayback Machine National High Magnetic Field Laboratory
  • Interactive Java Tutorial on Faraday's Ice Pail Experiment Lưu trữ 2010-06-15 tại Wayback Machine National High Magnetic Field Laboratory
  • "Faraday" at LoveToKnow 1911 Britannica Online Encyclopedia
  • Michael Faraday trên DMOZ
  • Các tác phẩm của Michael Faraday tại Dự án Gutenberg [downloads]
  • "Experimental Researches in Electricity" by Michael Faraday Lưu trữ 2010-10-31 tại Wayback Machine Original text with Biographical Introduction by Professor John Tyndall, 1914, Everyman edition.
  • Video Podcast with Sir John Cadogan talking about Benzene since Faraday Lưu trữ 2006-05-16 tại Wayback Machine
  • The letters of Faraday and Schoenbein 1836-1862. With notes, comments and references to contemporary letters [1899] full download PDF

Bản mẫu:Scientists whose names are used as SI units Bản mẫu:Scientists whose names are used in physical constants Bản mẫu:Copley Medallists 1801-1850

Dữ liệu nhân vật
TÊN Faraday, Michael
TÊN KHÁC
TÓM TẮT British Physicist và Chemist
NGÀY SINH ngày 22 tháng 9 năm 1791
NƠI SINH Newington Butts, Anh
NGÀY MẤT ngày 25 tháng 8 năm 1867
NƠI MẤT Hampton Court, London, England

Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Michael_Faraday&oldid=68815915”

Video liên quan

Chủ Đề