Xuất thân nghèo khó
Michael Faraday sinh ngày 22/9/1791 tại ngôi làng nông thôn ở Newington, Surrey, hiện là một phần của nam London, Vương quốc Anh. Cha của ông là một thợ rèn. Mẹ của ông là một phụ nữ vùng quê nhưng hiểu biết, người đã hỗ trợ tinh thần cho con trai mình vượt qua tuổi thơ đầy vất vả. Ông là con thứ ba trong bốn người con của gia đình Faraday.
Gia đình Faraday sống trong cảnh bần hàn, cuộc sống khó khăn vì cha của Faraday thường xuyên không có khả năng làm việc ổn định, do sức khỏe yếu. Chính vì thế, cha mẹ không đủ khả năng cho Faraday được học hành chính quy.
Michael Faraday học đọc và viết tại một trường học địa phương cho đến năm 13 tuổi, nơi anh nhận được những kiến thức cơ bản, trước khi ra đời bắt đầu đi học việc. Ấy vậy mà, ít ai có thể đoán được rằng, ông đã để lại cho nhân loại những thành tựu to lớn về hóa học, vật lý và hơn thế nữa.
Học việc lần thứ nhất: Đóng sách
Để kiếm tiền cho gia đình, năm 1804, Michael Faraday bắt đầu làm công việc giao sách báo cho một hiệu sách trên phố Blanford ở London. Faraday làm việc chăm chỉ và gây ấn tượng với người chủ của mình. Sau một năm, ông trở thành thợ đóng sách.
Không giống như những người học việc khác, Faraday thích đọc và tận dụng cơ hội này để đọc một số cuốn sách được mang đến để đóng lại, chứ không giới hạn bản thân trong nhiệm vụ đóng sách. Qua đó, ông tìm hiểu thêm về thế giới xung quanh, phát triển niềm yêu thích sâu sắc đối với hóa học, điện và từ tính. Sau mỗi ngày làm việc chăm chỉ, Faraday dành thời gian rảnh để đọc những cuốn sách mà ông đã đóng.
Dần dần, Faraday say mê đọc sách khoa học đến mức bắt đầu chi một phần số tiền lương ít ỏi của mình cho hóa chất và thiết bị để kiểm tra sự thật về những gì đã đọc. Faraday sử dụng những vật dụng cũ, thực hiện những thí nghiệm đơn giản về điện hóa học.
Tuy nhiên, Faraday cảm thấy không có ý định dành cả đời mình làm nghề đóng sách. Ông đã viết một lá thư cho Joseph Banks, Chủ tịch Hiệp hội Hoàng gia, muốn tìm một vị trí thấp trong các phòng thí nghiệm của Hiệp hội Hoàng gia. Lá thư này không được hồi đáp.
Bước ngoặc đưa Faraday mở tầm nhìn vào khung trời khoa học khi William Dance, một trong những khách hàng của hiệu sách, tặng Faraday những tấm vé đến dự các bài giảng của Sir Humphry Davy tại Viện Hoàng gia Anh ở London. Faraday không bỏ qua cơ hội này.
Học việc lần thứ hai: Trợ lý phòng thí nghiệm
Humphry Davy (1778 - 1829) là nhà hóa học nổi tiếng người Anh. Mối quan tâm của Faraday với khoa học đã đưa ông đến tham dự một loạt bốn bài giảng của Davy và xem Davy thực hiện thí nghiệm các bài giảng tại Viện Hoàng gia năm 1812.
Faraday đến dự, chăm chú ghi lại các bài giảng, sau đó quay trở lại công việc đóng sách nhưng hình thành mục tiêu được làm việc cho nhà khoa học vĩ đại này. Cùng với đó là hy vọng tưởng chừng không thể thực hiện là được bước chân vào thánh đường khoa học. Những vấn đề trong buổi thuyết giảng của Davy được Faraday ghi chép đầy đủ, bổ sung thêm ghi chú đến mức tạo ra một cuốn sách viết tay dày 300 trang. Sau đó, ông gửi cho Davy một bản sao cuốn sách như một lời tri ân, cùng với lá thư xin việc.
Khi Humphry Davy bị sự cố tai nạn trong phòng thí nghiệm hóa học, ông thuê Faraday làm thư ký. Sau đó, khi một trợ lý của Davy ở phòng thí nghiệm bị sa thải, Faraday được Davy đề xuất vào vị trí làm việc này. Sự kiên trì của Faraday đã được đền đáp. Faraday bắt đầu công việc với tư cách trợ lý phòng thí nghiệm của Davy và học hóa học dưới sự hướng dẫn của một trong những nhà khoa học nổi tiếng nhất thế giới thời bấy giờ. Người ta nói rằng, từ công việc thực tế, Faraday chính là khám phá vĩ đại nhất của Davy.
Michael Faraday bắt đầu làm việc tại Viện Hoàng gia Anh vào ngày 1/3/1813, dưới sự hướng dẫn của Davy. Mức lương khá tốt và Faraday được cấp một căn phòng tại Viện Hoàng gia để ở. Công việc đầu tiên của ông là trợ lý hóa học, chuẩn bị thiết bị cho các thí nghiệm và bài giảng của Davy.
Chỉ sau bảy tháng làm việc tại Viện Hoàng gia, Davy đã đưa Faraday làm thư ký của mình trong chuyến công du châu Âu kéo dài 18 tháng (1813 - 1815). Trong thời gian này, Faraday đã gặp các nhà khoa học vĩ đại như André-Marie Ampère ở Paris và Alessandro Volta ở Milan. Theo một cách nào đó, chuyến công du giống như một khóa học đại học và Faraday đã học được rất nhiều điều từ đó.
Tuy nhiên, điều mà Faraday không hài lòng là trong phần lớn thời gian của chuyến công du, ngoài công việc khoa học và thư ký, Faraday còn phải làm người hầu riêng cho Davy và vợ của Davy. Vợ của Davy từ chối đối xử bình đẳng với Faraday vì anh xuất thân từ một gia đình thuộc tầng lớp thấp.
Sự nghiệp
Sau chuyến công du châu Âu, trở lại London, mọi thứ bắt đầu tốt hơn cho Faraday. Viện Hoàng gia đã gia hạn hợp đồng với Faraday và tăng lương cho ông. Khi đó, kiến thức sâu rộng và khả năng thực hành hóa học của Faraday đã tăng lên nhiều. Hàng loạt khám phá của Faraday sau đó đã làm kinh ngạc giới khoa học. Dưới đây là một số thành tựu và sự nghiệp đáng chú ý nhất của ông:
Năm 1816, Faraday bắt đầu có bài giảng đầu tiên về các tính chất của vật chất tại Hiệp hội triết học thành phố. Ông đã xuất bản bài báo học thuật đầu tiên của mình, thảo luận về phân tích của ông về canxi hydroxit, trên Tạp chí khoa học hàng quý.
Năm 1820, Faraday tạo ra các hợp chất đầu tiên của carbon và clo (C2Cl6 và C2Cl4). Các hợp chất này được tạo ra bằng cách thay thế hydro bằng clo trong “khí olefiant”, phản ứng thay thế đầu tiên được tạo ra.
Năm 1821, Faraday khám phá chuyển động quay điện từ. Đây là cái nhìn sơ khởi của ông về những gì sau này phát triển thành động cơ điện, dựa trên khám phá của Hans Christian Oersted (1777 - 1851), nhà vật lý và hóa học người Đan Mạch, rằng một dây dẫn mang dòng điện có các đặc tính từ tính.
Năm 1823, hóa lỏng chất khí. Năm 1802, John Dalton tuyên bố rằng các loại khí có thể được hóa lỏng bằng cách sử dụng nhiệt độ thấp hoặc áp suất cao. Faraday cung cấp bằng chứng chắc chắn cho niềm tin của Dalton khi ông sử dụng áp suất cao để tạo ra các mẫu clo và amoniac đầu tiên ở dạng lỏng. Qua khám phá này, Faraday chỉ ra rằng, chất khí ở nhiệt độ phòng có thể biến thành thành chất lỏng. Chất lỏng sau đó bay hơi, làm mát môi trường xung quanh và khí có thể được thu lại, nén lại thành chất lỏng, toàn bộ chu trình có thể được lặp lại thông qua máy bơm. Đây là cơ sở cách hoạt động của tủ lạnh, tủ đông hiện đại.
Năm 1824, Faraday được bầu làm thành viên của Hiệp hội Hoàng gia. Đây là sự thừa nhận rằng ông đã trở thành một nhà khoa học đáng chú ý thời bấy giờ.
Năm 1825, Faraday được bổ nhiệm làm người đứng đầu Phòng thí nghiệm của Viện Hoàng gia, cho thấy ông được tin tưởng giao các trách nhiệm quan trọng hơn.
Năm 1825, khám phá ra benzen. Benzen là một trong những hợp chất quan trọng trong hóa học. Faraday tiến hành phân tích và mô tả benzen trong cặn dầu còn sót lại sau quá trình cung cấp cho Viện Hoàng gia. Ngay sau đó, ông cũng phát hiện ra butene, một hợp chất có cùng công thức tỷ lệ với ethene nhưng khác biệt về tính chất hóa học.
Năm 1831, khám phá cảm ứng điện từ. Đây là khám phá vô cùng quan trọng, dẫn đến thành tựu vĩ đại nhất của ông là phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Năm 1820, Hans Christian Oersted, phát hiện ra rằng dòng điện chạy qua dây dẫn có thể tạo ra từ trường xung quanh dây dẫn. Faraday tin chắc rằng điều ngược lại cũng phải đúng, từ trường có thể sinh ra điện. Năm 1831, Faraday bắt đầu một loạt thí nghiệm. Khi Faraday đưa một nam châm vĩnh cửu di chuyển vào và ra một cuộn dây kết nối với máy đo điện thế, kim của máy đo điện thế di chuyển. Faraday phát hiện ra rằng, sự chuyển động của nam châm gây ra một từ trường biến thiên, tạo ra dòng điện trong cuộn dây.
Trước đây, người ta chỉ có thể tạo ra dòng điện bằng pin. Faraday chỉ ra rằng, chuyển động quay có thể biến thành điện năng, nói theo cách khác, động năng có thể biến đổi thành điện năng. Hầu hết năng lượng ngày nay được sản xuất theo nguyên tắc này. Động năng (chuyển động quay) chuyển thành điện năng nhờ cảm ứng điện từ. Chuyển động quay có thể được tạo ra bởi hơi nước áp suất cao từ các nhà máy điện than, điện khí, điện hạt nhân, hay thủy điện, làm quay các turbine để sản xuất điện.
Sau đó, ông thiết kế đĩa Faraday, được coi là máy phát điện đầu tiên trong lịch sử. Đĩa Faraday tạo cơ sở cho sự phát triển của máy biến áp, động cơ điện, máy phát điện sau này.
Năm 1832, ông được Đại học Oxford cấp bằng Tiến sĩ danh dự.
Năm 1833, ông trở thành Giáo sư hóa học Fullerian tại Viện Hoàng gia Anh. Ông giữ chức vụ này cho đến cuối đời.
Năm 1834, đưa ra định luật Faraday về điện phân. Định luật Faraday rất quan trọng đối với hiểu biết của chúng ta về pin và phản ứng điện cực, nghiên cứu các phản ứng tại bề mặt tiếp xúc của các điện cực với các ion.
Năm 1836, phát minh ra lồng Faraday. Bạn có thể cho rằng sét đánh vào ô tô là nguy hiểm, nhưng thực tế nếu bạn đóng cửa, ở bên trong xe thì bạn sẽ an toàn. Michael Faraday đã làm thí nghiệm, nghiên cứu hiệu ứng này phát hiện ra rằng, các điện tích trên vật dẫn điện kín có khả năng phân bố theo cách mà chúng có thể triệt tiêu điện trường xảy ra ở bên trong. Lồng Faraday như một vỏ bọc cho những gì ở trong lồng, bên trong không chịu bất cứ điện trường nào tác động, điện trường bên trong bằng 0.
Năm 1845, khám phá tính chất nghịch từ như một đặc tính của mọi vật chất. Hầu hết mọi người đều quen thuộc với sắt từ, thể hiện bởi nam châm thông thường. Faraday phát hiện ra rằng, mọi chất đều nghịch từ, hầu hết nghịch từ yếu, một số nghịch từ mạnh. Tính nghịch từ chống lại hướng của từ trường ứng dụng. Ví dụ, nếu bạn giữ cực bắc của một nam châm gần một chất nghịch từ mạnh, chất này sẽ bị nam châm đẩy ra xa.
Năm 1845, Faraday quan sát thấy sự truyền ánh sáng có thể bị ảnh hưởng bởi từ trường bên ngoài. Ông làm các thí nghiệm, cung cấp bằng chứng cho thấy ánh sáng và từ tính là hai hiện tượng có liên quan với nhau.
Tính khiêm tốn
Faraday được biết đến trong suốt cuộc đời là một người tốt bụng và khiêm tốn, không quan tâm đến vinh hoa, chỉ mong muốn được thực hành khoa học bằng hết khả năng của mình.
Ông thường giúp đỡ các tổ chức từ thiện và những người nghèo mà ông thăm viếng. Faraday không quan tâm đến việc tích lũy của cải. Năm 1821, ông kết hôn với Sarah Barnard. Ông và vợ sống trong căn phòng ở Viện Hoàng gia trong hơn 30 năm sau đó. Ông liên tục từ chối những vị trí tư vấn trả lương cao ở các công ty để tập trung vào công việc nghiên cứu và giảng dạy với mức lương khiêm tốn của mình.
Danh tiếng của Faraday vang rộng. Các thành viên hoàng gia đến dự các buổi giảng của ông. Ông được mời ăn trưa với Nữ hoàng Victoria, Dù vậy, ông vẫn giữ sự khiêm tốn của mình. Năm 1827, ông từ chối vị trí Giáo sư hóa học tại Đại học London vì muốn dành nhiều thời gian cho nghiên cứu khoa học. Sau đó, Faraday cũng hai lần từ chối đề nghị nhận chức Chủ tịch Hiệp hội Hoàng gia (năm 1848 và 1858).
Khoảng năm 1855, sức khỏe của Faraday bắt đầu giảm sút nhưng ông vẫn tiếp tục giảng dạy tại Viện Hoàng gia Anh và thỉnh thoảng vẫn làm các thí nghiệm. Càng về cuối đời, Faraday rơi vào các triệu chứng của tuổi già. Năm 1858, Faraday chuyển đến một ngôi nhà ở gần Hampton Court, được Nữ hoàng Victoria ban tặng cho ông, nhằm tưởng thưởng cho cuộc đời cống hiến cho khoa học của ông. Thậm chí, Nữ hoàng Victoria còn đề nghị phong cho ông danh tước hiệp sĩ. Faraday vui vẻ nhận ngôi nhà nhưng từ chối phong tước hiệp sĩ. Faraday suy nghĩ đơn giản, ông sẽ vẫn là một Faraday bình thường cho đến ngày cuối đời.
Tháng 10/1861, năm 70 tuổi, Faraday yêu cầu những người quản lý của Viện Hoàng gia cho ông rút khỏi các công việc của Viện. Tuy nhiên, họ từ chối yêu cầu của ông và chỉ miễn cho ông trách nhiệm về các bài giảng Giáng sinh. Tháng 6/1862, Faraday có bài giảng cuối cùng của mình, cho hơn 800 khán giả, kết thúc gần bốn thập kỷ giảng dạy ở Viện Hoàng gia. Vào mùa xuân năm 1865, theo quyết định nhất trí của những người quản lý Viện Hoàng gia, ông được miễn nhiệm mọi nhiệm vụ.
Michael Faraday, một trong những nhà khoa học vĩ đại nhất thế kỷ 19 trong cả hóa học và vật lý, không chỉ có tầm ảnh hưởng lớn lao với nhân loại. Faraday còn là tấm gương sáng cho các nhà khoa học noi theo. Không phải ngẫu nhiên mà thiên tài như Albert Einstein để ảnh của ba nhà khoa học nổi bật trong phòng làm việc của mình: Isaac Newton, James Clerk Maxwell và Michael Faraday.
Michael Faraday qua đời ở tuổi 76 vào ngày 25/8/1867 tại Hampton Court, Surrey, London, Vương quốc Anh. Ông được chôn cất tại nghĩa trang Highgate, London, mà trước đó đã từ chối địa điểm chôn cất tại Tu viện Westminster, cùng với các vị vua, hoàng hậu và các nhà khoa học tầm cỡ như Isaac Newton. Ông từ chối vinh hạnh này, chọn một nơi an nghỉ khiêm tốn hơn, để lại tượng đài về một nhà khoa học vĩ đại và khiêm tốn. Ngôi mộ của ông, nơi người vợ Sarah cũng được chôn cất, có thể được nhìn thấy ở nghĩa trang Highgate của London.
Ông ra đi để lại cho toàn nhân loại một phát minh bất tử, một phát minh mang tính bản lề cho mọi phát minh về điện của loài người sau này. Như lời nhà khoa học Hermann Helmholtz người Đức đã nói: “Chừng nào loài người còn sử dụng đến điện, chừng đó mọi người còn ghi nhớ công lao của Michael Faraday”.
