Biografi

Michael Faraday bidrog inte direkt till matematik så borde inte riktigt kvalificera sig för att ha sin biografi i detta arkiv. Men han var en så stor figur och hans vetenskap hade så stor inverkan på arbetet hos de som utvecklade matematiska teorier att det är korrekt att han ingår. Vi säger mer om detta nedan.
Faradays far, James Faraday, var en smed som kom från Yorkshire i norra England medan hans mor Margaret Hastwell, också från norra England, var dotter till en bonde. Tidigt 1791 flyttade James och Margaret till Newington Butts, som då var en by utanför London, där James hoppades att arbetet var rikare. De hade redan två barn, en pojke Robert och en flicka, innan de flyttade till Newington Butts och Michael var föddes bara några månader efter flytten.
Arbetet var inte lätt att hitta och familjen flyttade igen, stannade kvar i eller runt London. År 1795, när Michael var ungefär fem år, bodde familjen i Jacobs Wells Mews. i London. De hade rum över ett vagnhus och vid den här tiden hade en andra dotter fötts. Tiderna var svåra, särskilt eftersom Michaels far hade dålig hälsa och inte kunde försörja mycket för sin familj.
Familjen hölls nära varandra av en stark religiös tro, eftersom de var medlemmar av Sandemanians, en form av den protestantiska kyrkan. som hade delat sig från Skottlands kyrka. Sandemanianerna trodde på Bibelns bokstavliga sanning och försökte återskapa känslan av kärlek och gemenskap som hade präglat den tidiga kristna kyrkan. Det religiösa inflytandet var viktigt för Faraday sedan de teorier han utvecklade senare i sitt liv påverkades starkt av tron på en enhet i världen.
Michael gick på en dagskola där han lärde sig läsa, skriva och räkna. När Faraday var tretton år gammal var han tvungen att hitta arbete för att hjälpa familjens ekonomi och han var anställd som ärende för George Riebau som hade en bokförsäljningsaffär. 1805, efter ett år som ärende, tog Faraday upp sig av Riebau som en lärlingbokbindare. Han tillbringade sju år som tjänstgöring sin lärlingsplats hos Riebau. Han band inte bara böcker utan han läste dem också. Riebau skrev ett brev 1813 där han beskrev hur Faraday tillbringade sina dagar som lärling (se till exempel): –

Efter de ordinarie arbetstiderna var han främst anställd i att rita och kopiering från Artist’s Repository, ett verk som publicerades i siffror som han tog in varje vecka … Dr Watts Förbättringar av sinnet lästes sedan och tog ofta i fickan när han gick tidigt på morgonen , besöker några andra konstverk eller letar efter nyfikenhet på mineral eller grönsaker. … Hans sinne engagerade sig någonsin, förutom att han behandlade bokbindningen som han utförde på ett korrekt sätt.

Hans sätt att leva tempererat, dricker sällan något annat än rent vatten, och när det är gjort dags arbete, skulle sätta sig ner i verkstaden … Om jag hade någon nyfiken bok från mina kunder att binda, med tallrikar, skulle han kopiera som han tyckte singular eller smart …
Faraday själv skrev om den här gången i hans liv: –

Medan jag var lärling älskade jag att läsa de vetenskapliga böckerna som låg under mina händer …

Från 1810 deltog Faraday i föreläsningar i John Tatums hus. Han deltog i föreläsningar om många olika ämnen men han var särskilt intresserad av elektricitet, galvanism och mekanik. I Tatums hus fick han två speciella vänner, J Huxtable som var medicinstudent, och Benjamin Abbott som var kontorist. 1812 deltog Faraday i föreläsningar av Humphry Davy vid Royal Institution och gjorde noggranna kopior av de anteckningar han hade tagit. I själva verket skulle dessa föreläsningar bli Faradays pass till en vetenskaplig karriär.
1812, med avsikt att förbättra sina litterära färdigheter, genomförde han en korrespondens med Abbott. Han hade redan försökt lämna bokbindningen och vägen han försökte var verkligen en ambitiös väg. Han hade skrivit till Sir Joseph Banks, presidenten för Royal Society, där han frågade hur han kunde engagera sig i vetenskapligt arbete. Kanske inte förvånande hade han inte fått något svar. När hans lärlingsutbildning slutade i oktober 1812 fick Faraday jobb som bokbindare men ändå försökte han komma in i naturvetenskap och igen tog han en något ambitiös väg för en ung man med liten formell utbildning. Han skrev till Humphry Davy, som hade varit hans hjälte sedan han deltog i sina kemiföreläsningar och skickade kopior av anteckningarna som han hade tagit vid Davys föreläsningar. Davy, till skillnad från Banks, svarade Faraday och ordnade ett möte. Han rådde Faraday att fortsätt arbeta som bokbindare och säg: –

Vetenskapen är en hård älskarinna och i en ekonomisk synvinkel men dåligt belönar de som ägnar sig åt hennes tjänst.

Strax efter intervjun fick Davys assistent avskedas för att slåss och Davy skickade för Faraday och uppmanade honom att fylla det tomma inlägget. 1813 tillträdde Faraday positionen vid Royal Institution.
I oktober 1813 drog Davy ut på en vetenskaplig rundtur i Europa och han tog Faraday med sig som sin assistent och sekreterare. Faraday träffade Ampère och andra forskare i Paris. De reste vidare mot Italien där de tillbringade tid i Genua, Florens, Rom och Neapel. På väg mot norr igen besökte de Milano där Faraday träffade Volta. Resan var en viktig resa för Faraday: –

Dessa arton månader utomlands hade tagit platsen i Faraday liv, av de år som andra män tillbringat på universitetet. Han fick en fungerande kunskap om franska och italienska; han hade lagt betydligt till sina vetenskapliga prestationer och hade träffat och pratat med många av de främsta utländska vetenskapsmännen; men framför allt hade turnén varit det som var mest värdefullt för honom vid den tiden, ett vidgande inflytande.

När han återvände till London återförlovades Faraday vid Royal Institution som assistent. Hans arbete där var främst involverat i kemiska experiment i laboratoriet. Han började också föreläsa om kemiämnen på Philosophical Society. Han publicerade sitt första papper 1816 om kaustisk kalk från Toscana.
1821 gifte sig Faraday med Sarah Barnard som han träffade när han gick i Sandemanian-kyrkan. Faraday utnämndes till övervakare för huset och laboratoriet vid Royal Institution och fick ytterligare rum för att göra hans äktenskap möjligt.
År 1821 markerade en annan viktig tid i Faradays forskning. Han hade nästan helt arbetat med kemiämnen men ännu en av hans intressen från hans tid som bokbindare hade varit elektricitet. 1820 gjorde flera forskare i Paris inklusive Arago och Ampère betydande framsteg när det gällde att skapa en relation mellan elektricitet och magnetism. Davy blev intresserad och detta gav Faraday möjlighet att arbeta med ämnet. publicerad på några nya elektromagnetiska rörelser och om teorin om magnetism i Quarterly Journal of Science i oktober 1821. Pearce Williams skriver: –

Den registrerar den första omvandlingen av elektrisk till mekanisk energi. Den innehöll också den första uppfattningen om kraftlinjen.

Det är Faradays arbete med elektricitet som har fått oss att lägga honom till denna arkiv ve. Vi måste emellertid notera att Faraday på ingen sätt var matematiker och nästan alla hans biografer beskriver honom som ”matematiskt analfabeter”. Han lärde sig aldrig matematik och hans bidrag till elektricitet var enbart en experimentalist. Varför inkludera honom i ett arkiv av matematiker? Tja, det var Faradays arbete som ledde till djupa matematiska teorier om elektricitet och magnetism. Speciellt de anmärkningsvärda matematiska teorierna om ämnet som utvecklats av Maxwell hade inte varit möjliga utan Faradays upptäckt av olika lagar. Detta är en punkt som Maxwell själv betonade vid ett flertal tillfällen.
Under de tio åren 1821 till 1831 genomförde Faraday igen forskning om kemi. Hans två viktigaste arbeten med kemi under den perioden var att vätska med klor 1823 och isolera bensen 1825. Mellan dessa datum, 1824, valdes han till en kung i Royal Society. Detta var en svår tid för Faraday, eftersom Davy vid denna tid var president för Royal Society och inte kunde se den man som han fortfarande betraktade som sin assistent som en stipendiat. Även om Davy motsatte sig hans val, blev han överstyrt av de andra stipendiaterna. Faraday höll aldrig händelsen mot Davy och höll honom alltid högt.

Faraday introducerade en serie med sex julföreläsningar för barn vid Royal Institution 1826. År 1831 återvände Faraday till sitt arbete med el och gjorde vad som kan diskuteras hans viktigaste upptäckt, nämligen den elektromagnetiska induktionen. Denna upptäckt var motsatsen till den som han hade gjort tio år tidigare. Han visade att en magnet kunde inducera en elektrisk ström i en tråd. Således kunde han omvandla mekanisk energi till elektrisk energi och upptäcka den första dynamon. Återigen gjorde han kraftlinjer centrala för sitt tänkande. Han publicerade sin första uppsats i vad som skulle bli en serie om experimentell forskning om el 1831. Han läste tidningen inför Royal Society den 24 november samma år.
1832 började Faraday få utmärkelser för sina stora bidrag till vetenskap. Det året fick han en hedersexamen från University of Oxford. I februari 1833 blev han Fullerian professor i kemi vid Royal Institution. Ytterligare utmärkelser som Royal Medal och Copley Medal, båda från Royal Society, skulle följa. 1836 blev han medlem av senaten vid University of London, vilket var en kronans utnämning.
Under denna period, som började 1833, gjorde Faraday viktiga upptäckter inom elektrokemi. Han fortsatte med att arbeta med elektrostatik och år 1838: –

… var i stånd att sätta ihop alla bitarna till en sammanhängande teori om elektricitet.

Den extremt höga arbetsbördan som så småningom berättades för Faradays hälsa och 1839 drabbades han av ett nervöst sammanbrott. Han återhämtade sig hälsan och 1845 började han intensiv forskningsaktivitet igen. Det arbete som han utförde just nu var resultatet av matematisk utveckling i ämnet. Faradays idéer om kraftlinjer hade fått en matematisk behandling från William Thomson. Han skrev till Faraday den 6 augusti 1845 och berättade för honom om sina matematiska förutsägelser att ett magnetfält skulle påverka planet för polariserat ljus. Faraday hade försökt upptäcka detta experimentellt många år tidigare men utan framgång. Nu, med idén förstärkt av Thomson, försökte han igen och den 13 september 1845 lyckades han visa att ett starkt magnetfält kunde rotera polariseringsplanet, och dessutom att rotationsvinkeln var proportionell mot styrkan hos magnetfältet. . Faraday skrev (se till exempel): –

Det som är magnetiskt i materiets krafter har påverkats och har i sin tur påverkat det som verkligen är magnetiskt i ljusets kraft.

Han följde sin linje av experiment som ledde honom till att upptäcka diamagnetism.
I mitten av 1850-talet började Faradays mentala förmågor minska. Vid ungefär samma tid byggde Maxwell på grunden Faraday hade skapat utvecklingen av en matematisk teori som alltid hade varit utom räckhåll för Faraday. Faraday fortsatte dock att föreläsa vid Royal Institution men avböjde erbjudandet från Royal Society 1857.
Han fortsatte att ge barnens julföreläsningar. 1859-60 höll han julföreläsningarna om materiens olika krafter. Följande jul höll han barnens föreläsningar om ljusets kemiska historia. Dessa två sista föreläsningsserier av Faraday publicerades och har blivit klassiker. Julföreläsningarna vid Royal Institution, som inleddes av Faraday, fortsätter idag men nu når en mycket större publik sedan de sänds på TV. Jag har sett dessa föreläsningar med stort intresse under många år. De är en glädje för alla som är intresserade eftersom jag är i ”allmän vetenskapens förståelse”. Jag minns särskilt föreläsningar av Carl Sagan om ” planeterna ”och matematikföreläsningar av Chris Zeeman och Ian Stewart.
Royal Institution-litteraturen säger: –

magnetlaboratoriet, där många av hans viktigaste upptäckter gjordes, återställdes. 1972 till den form som det var känt att ha haft 1854. Ett museum, intill laboratoriet, rymmer en unik samling originalapparater som är anordnade för att illustrera de viktigaste aspekterna av Faradays enorma bidrag till vetenskapens framsteg under sina femtio år vid Royal Institution.

Martin, i, ger denna indikation på Faradays karaktär: –

Han var på något sätt och på alla sätt en god man; och ändå var hans godhet inte av det slag som gör andra obekväma i hans närvaro. Hans starka personliga pliktkänsla tog inte glädjen ur sitt liv. … hans dygder var handlingar, inte enbart röster …