آشنایی با فارادی

مقدمه

«مایکل فارادی» یکی از نخستین دانشمندان عصر نوین علم و دانش بود. او اصول و مبانی موتور الکتریکی و ژنراتور را کشف کرد؛ اکتشافاتی که بی‌تردید بدون آن‌ها، جامعه‌ی مدرن امروزی وجود خارجی نداشت. او برای توضیح اختراعات و اکتشافاتش، نظریه‌ی «میدان نیرو» را ارائه داد. این مفهوم، امروزه زیر بنای درک ما را از کلیه‌ی مسائل جهان هستی تشکیل می‌دهد؛ از نیروی جاذبه گرفته تا نیروهایی که بین کوارک‌های داخل پروتون‌ها و نوترون‌ها عمل می‌کنند. مطالعات و تحقیقات فارادی به علم فیزیک محدود نمی‌شد. او به شیمی نیز علاقه‌مند بود. هنگامی که فارادی در اوایل قرن نوزدهم میلادی آزمایش‌های خود را در زمینه‌ی شیمی آغاز کرد، این علم به تازگی از کیمیاگری فاصله گرفته بود و هنوز در مورد بسیاری از مفاهیم، از جمله مفهوم اتم، بحث و اختلاف نظر وجود داشت. در سال 1800 میلادی «مؤسسه‌ی سلطنتی لندن» با کمک و حمایت «کنت رامفُرد» تأسیس شد. این مؤسسه، همان مکانی بود که فارادی کلیه‌ی تحقیقات علمی خود را در آن انجام داد. رامفرد، «همفری دیوی» را به عنوان اولین سرپرست مؤسسه‌ی سلطنتی برگزید و همان طور که خواهیم دید، دیوی کسی بود که نخستین شانس بزرگ فارادی را به او داد.
در اواخر قرن هجدهم میلادی یک دانشمند ایتالیایی به نام «آلساندرو ولتا» کشف کرد که جریان الکتریسیته را می‌توان بدون استفاده از بافت جانوری تولید کرد. دانشمندان پیش از آن، از وجود آن چه امروزه «الکتریسیته‌ی ساکن» نامیده می‌شود، آگاهی داشتند. آن‌ها می‌دانستند که این الکتریسیته از طریق مالش و اصطکاک به وجود می‌آید. مسلماً همه‌ی ما بارها وجود الکتریسیته‌ی ساکن را حس کرده‌ایم. صدایی که بر اثر مالش برخی از پارچه‌ها به هم یا هنگام شانه کردن موی خشک و تمیز، یا هنگام درآوردن لباس نایلونی یا پشمی از تن می‌شنویم، بر اثر جرقه‌های الکتریکی ضعیف ایجاد می‌شوند. در واقع، الکتریسیته‌ی ساکنی که بر اثر مالش به وجود می‌آید، این جرقه‌ها را تولید می‌کند.
مطالعه روی ماهی و مارماهی الکتریکی، دانشمندان قرن هجدهم میلادی را به تحقیق درباره‌ی الکتریسیته‌ی جاری علاقه‌مند کرد. «لوئیچی گالوانی» - دانشند ایتالیایی - پی برد که پاهای جدا شده‌ی قورباغه، به هنگام دریافت الکتریسیته‌ی ساکن، منقبض می‌شوند. او دریافت که این نوع انقباض، زمانی که پای قورباغه بین دو فلز مختلف (مانند مس و آهن) قرار می‌گیرد نیز رخ می‌دهد. گالوانی چنین نتیجه‌گیری کرد که طی همان فرایندی که مارماهی الکتریسیته تولید می‌کند، در ماهیچه‌های پای قورباغه نیز الکتریسیته ایجاد می‌شود؛ که البته استدلال نادرستی بود. امّا ولتا نشان داد که تولید جریان الکتریسیته به این روش، نیازی به بافت جانوری ندارد. به عبارت دیگر، زمانی که دو فلز در محلولی از نمک قرار می‌گیرند نیز جریان الکتریسیته به وجود می‌آید. در واق، پای قورباغه تنها به عنوان یک اتّصال مرطوب و نمک‌دار بین آهن و مس عمل می‌کند.
ولتا در این زمان، در دانشگاه «پاویا» در «لومباردی» کار می‌کرد. او موفق شد نخستین پیل ساده را اختراع و به کمک آن، یک جریان الکتریکی ثابت ایجاد کند. پیل ولتا دارای دو تیغه از جنس مس و آهن (یا روی) بود که داخل محلولی از نمک قرار می‌گرفتند. وقتی که دو تیغه‌ی مسی و آهنی با یک رشته مس به هم متصل می‌شدند، جریان الکتریسیته برقرار می‌شد.
در آن زمان، وقوع جنگ‌های ناپلئونی باعث شده بود که ایالت لومباردی بارها بین نیروهای فرانسوی و اتریشی دست به دست شود. در سال 1799 میلادی اتریشی‌ها پس از تصرف این ایالت، دانشگاه پاویا را تعطیل کردند. بنابراین ولتا اخبار مربوط به اکتشاف خود را به لندن فرستاد و انجمن سلطنتی در سال 1800 میلادی آن را منتشر کرد. در همان سال، فرانسوی‌ها لومباردی را پس گرفتند و دانشگاه دوباره باز شد. ناپلئون، ولتا را به پاریس دعوت کرد تا طرز کار پیل خود را نشان دهد و برای قدردانی از وی، به او لقب کنت داد. اختراع ولتا سر و صدای زیادی به پا کرد و انگیزه‌ای شد تا دیوی کارش را در زمینه‌ی الکتروشیمی آغاز کند.
در واقع، دیوی یکی از نخستین کسانی بود که موجب پیشرفت و توسعه‌ی علم الکتروشیمی شد او با استفاده از جریان الکتریسیته‌ای که پیل ولتا ایجاد می‌کرد (آن چه امروزه باتری می‌نامیم)، توانست برخی از ترکیبات شیمیایی را به اجزای سازنده‌شان تجزیه کند. او با این روش، چندین عنصر جدید، از جمله پتاسیم و سدیم را کشف کرد. در سال 1808 میلادی همفری دیوی یک جایزه‌ی سه هزار فرانکی به خاطر بهترین تحقیق در مورد الکتریسیته‌ی جاری از جانب ناپلئون دریافت کرد. (جنگ بین فرانسه و انگلیس، تأثیر چندانی بر حیطه‌ی علم و دانش نگذاشته بود.)
به این ترتیب، انتشار اخبار مربوط به کشف عناصر جدید، اختراع پیل الکتریکی و حدس‌هایی که دانشمندان درباره‌ی ماهیت الکتریسیته می‌زدند، باعث شد که دهه‌ی اول قرن نوزدهم میلادی برای کسانی که به علم و دانش علاقه‌مند بودند، به عصر جدیدی برای ابداع و اکتشاف تبدیل شود.

زندگی و کار فارادی

مایکل فارادی در 22 سپتامبر 1791 میلادی دیده به جهان گشود. او یک برادر بزرگ‌تر به نام «رابرت» (متولد 1788م.) و یک خواهر بزرگ‌تر به نام «الیزابت» (متولد 1787 م.) داشت. خانواده‌ی فارادی، اهل ناحیه‌ای به نام «وست مرلند» در شمال انگلستان بودند.
پدر مایکل «جیمز» نام داشت. او در سال 1791 میلادی همراه همسرش «مارگارت» و دو فرزند بزرگ‌ترش به امید یافتن کار، به سوی جنوب مهاجرت کرد. جیمز، نعلبند بود و مهارت بسیاری در کارش داشت؛ ولی به خاطر ضعف و بیماری، به سختی می‌توانست مخارج خانواده‌اش را تأمین کند. خانواده‌ی فارادی، مدت کوتاهی در دهکده‌ای واقع در «ساری» اقامت کردند. و پس از تولد مایکل، به لندن رفتند و در آن جا ساکن شدند. کوچک‌ترین فرزند خانواده، «مارگارت» در سال 1802 میلادی در لندن به دنیا آمد.
مایکل با وجود فقر و تنگ‌دستی، در خانواده‌ای شاد و پر محبت بزرگ شد. این شادی و رضایت تا حدودی به ایمان و اعتقادات مذهبی خانواده مربوط می‌شد. خانواده‌ی فارادی عضو فرقه‌ای به نام «سندمنیین» بودند. این فرقه در دهه‌ی 1730 میلادی شکل گرفته بود. سندمنیین‌ها به رستگاری و نجات انسان ایمان داشتند و این عقیده، تحمّل مصایب و مشکلات جهان مادی را برای آن‌ها آسان‌تر می‌کرد. آن‌ها درگیری بیش از حد با مسائل و کارهای دنیوی را جایز نمی‌دانستند، به ثروت و مادیات علاقه‌ای نداشتند و بدون تظاهر و خودنمایی، در امور خیریه و احسان و نوع دوستی می‌کوشیدند.
پیروی فارادی از این فرقه‌ی مذهبی، موجب پایبندی شدید وی به اصول اخلاقی بود. به علاوه، اعتقادات مذهبی، آرامشی در قلب و روحش به وجود آورده بود که توانایی مقاومت در برابر مصایب و سازی با سختی‌های زندگی را در او افزایش می‌داد. ایمان او، هم چنین وی را به فراگیری علم و دانش ترغیب می‌کرد؛ زیرا معتقد بود فهم «کتاب هستی» به اندازه‌ی فهم «انجیل» اهمیت دارد. پیروان فرقه‌ی سندمنیین هرگز بیش از چند صد نفر نشدند (این فرقه در حال حاضر پیروی ندارد).
مایکل، تحصیلات بسیار ناچیز و کوتاهی داشت و فقط مقدمات خواندن، نوشتن و حساب را در مدرسه آموخت. او در 13 سالگی برای کمک به تأمین معاش خانواده، نزد کتاب‌فروشی به نام «جرج ریبو» مشغول به کار شد. کتاب‌فروشی ریبو در نزدیکی محل زندگی فارادی بود و مایکل در آن جا شاگردی می‌کرد.
وظیفه‌ی اصلی فارادی، تحویل روزنامه به مشتریان و سپس برگرداندن آن به مغازه بود. در آن زمان، برخی از مردم توانایی خرید روزنامه را نداشتند، اما می‌توانستند با پرداخت پول کمی آن را قرض بگیرند و پس از خواندن، روزنامه را برگردانند. ریبو مرد مهربانی بود. فارادی در طول مدّتی که نزد وی کار می‌کرد، با دنیای کتاب آشنا شد. یک سال بعد، او به عنوان کارآموز شروع به یادگیری کار صحافی کرد.
محیط صحافی و سروکار داشتن زیاد با کتاب، موقعیّت بسیار مناسبی بود تا فارادی کنجکاو در هر فرصتی به خواندن کتاب‌های گوناگون بپردازد. فارادی حرفه‌ی صحافی را به خوبی فرا گرفت. او کتاب‌هایی را که برای صحافی می‌آوردند، می‌خواند و از روی صفحاتی که برایش جالب بود، به دقّت رونویسی می‌کرد. وی پس از خواندن چند کتاب شیمی، به این رشته علاقه‌مند شد؛ از این رو، با این که وضع مالی بدی داشت، یک کتاب چهار جلدی آشنایی با شیمی خرید و به دقّت آن را مطالعه کرد.
مدّتی بعد، جزوه‌هایی از «دایرةالمعارف بریتانیکا» به دست فارادی رسید. او پس از مطالعه‌ی بخشی که مربوط به الکتریسیته بود، شیفته‌ی این مبحث شد. فارادی علاوه بر مطالعه، با استفاده از اشیاء معمولی، اسباب و ادواتی برای آزمایش می‌ساخت.
در سال 1810 میلادی یک آگهی، توجّه فارادی را به خود جلب کرد. این آگهی در مورد یک سری سخنرانی علمی درباره‌ی فلسفه‌ی طبیعی- آن چه که امروزه علوم تجربی می‌نامیم- بود. شرکت در این سخنرانی‌ها برای اعضای «انجمن فلسفی شهر» آزاد بود. این انجمن، دو سال قبل توسط گروهی از جوانانی که دلبستگی مشترکی به علم داشتند، تأسیس شده بود و حقّ عضویت آن، یک شیلینگ بود. فارادی در حالی که فقط 18 سال داشت، تصمیم گرفت در این جلسات شرکت کند. حقّ عضویت او را برادرش رابرت - که در آن زمان به عنوان نعل بند مشغول به کار بود- پرداخت. او به مدّت دو سال، مرتب در جلسات سخنرانی شرکت می‌کرد و آن چه را می‌شنید، با دقت یادداشت می‌کرد.
فارادی در انجمن با دوستان جدیدی از جمله «بنجامین اَبوت» آشنا شد (مکاتبات اَبوت و فارادی هنوز موجود است). وجود این دوستان به او اعتماد به نفس کافی داد تا در مباحثات شرکت کند و حتّی یک سخنرانی درباره‌ی الکتریسیته را بر عهده گیرد. ولی او از تحصیلات چندانی برخوردار نبود و از این موضوع رنج می‌برد. مکاتبه با اَبوت برای او تمرینی بود تا مهارتش را در نوشتن بهبود بخشد. او از دوست جدید دیگری به نام «ادوارد مگراد» تقاضا کرد که دستور زبان، تلفظ کلمات و نقطه‌گذاری را به او تعلیم دهد. این آموزش‌ها تا هفت سال ادامه یافت.
پدر فارادی آن قدر زنده نماند تا شاهد پیشرفت کوچک‌ترین پسرش باشد. او در اکتبر 1810 میلادی در سن 49 سالگی در گذشت (مادر فارادی در سال 1838 میلادی در سن 74 سالگی مُرد). حتّی خود مایکل هم هرگز نمی‌توانست تصور کند که علاقه‌اش به علم، او را به کجا خواهد رساند. فارادی، قدم بزرگ بعدی را در سال 1812 میلادی (زمانی که 21 ساله بود) برداشت. او می‌دانست که دوران کارآموزی و شاگردیش به زودی به سر خواهد آمد. در واقع، عضویت در انجمن فلسفی شهر، چنین فرصتی را برایش فراهم کرد.
فارادی از یادداشت‌هایش در جلسات انجمن، چهار جلد کتاب تهیّه کرد. ریبو که به استعداد و علاقه‌ی فارادی پی برده بود، از این که چنین فردی نزد وی مشغول به کار است، به خود می‌بالید و این کتاب‌ها را به مشتریان و دوستانش نشان می‌داد. یکی از این مشتری‌ها، مرد جوانی به نام «دانس» بود. یادداشت‌های فارادی، توجّه دانس را به خود جلب کرد؛ در نتیجه او کتاب‌ها را قرض گرفت تا به پدرش نشان دهد. پدر دانس نیز همچون پسرش به استعداد فارادی پی برد؛ بنابراین، کارت شرکت در جلسات سخنرانی همفری دیوی در مؤسسه‌ی سلطنتی را برای او ارسال کرد. فارادی در مؤسسه‌ی سلطنتی نیز طبق عادت معمول، هر آن چه را می‌شنید، با دقّت می‌نوشت و تصاویر و نمودارهای دقیقی از آزمایش‌های دیوی تهیّه می‌کرد.
در بهار سال 1812 میلادی فارادی در چهار سخنرانی در مؤسسه‌ی سلطنتی حضور یافت. شرکت در این جلسات، اشتیاق وی را به علم بیش از پیش برانگیخت. به این ترتیب، او تصمیم گرفت مسیر زندگیش را عوض کند و در حرفه‌ای علمی مشغول به کار شود؛ ولی چنین کاری بسیار دشوار و بعید به نظر می‌رسید. دوران هفت ساله‌ی کارآموزی فارادی در صحافی، در هفتم اکتبر 1812 میلادی (چند هفته پس از تولّد 21 سالگیش) به اتمام رسید. او پس از آن، به عنوان صحاف نزد مردی به نام «دولاروش» مشغول به کار شد. دولاروش مرد سخت‌گیر و تند‌خویی بود و مرتّب باعث ناراحتی فارادی می‌شد. پس از مدتی، او نامه‌ای به ژوزف بنکس» - رئیس انجمن سلطنتی- نوشت و از او تقاضای شغلی هر چند کوچک و جزئی در انجمن کرد؛ امّا بنکس هیچ پاسخی به او نداد.
قبل از پایان ماه اکتبر، شانس به فارادی رو کرد. همفری دیوی بینایی‌اش را بر اثر انفجاری که در طول انجام یکی از آزمایش‌های رخ داده بود، به طور موقّت از دست داد؛ از این رو به کسی نیاز داشت تا چند روز به عنوان دستیار و منشی نزد وی کار کند؛ ترجیحاً کسی که تا حدودی با شیمی آشنایی داشته باشد. با توصیه‌ی آقای دانس، فارادی در آزمایشگاه دیوی مشغول به کار شد. به این ترتیب، او علاوه بر کار صحافی، کار جدیدش را نیز با علاقه انجام می‌داد. امّا اندکی بعد، مشکل بینایی دیوی بهبود یافت و فارادی به مغازه‌ی صحافی بازگشت. مدّتی بعد، فارادی نامه‌ای به دیوی نوشت. او برای نشان دادن میزان علاقه‌اش به مسائل علمی، چند جلد کتابی را که از سخنرانی‌های دیوی تهیّه کرده بود، همراه نامه برای دیوی فرستاد و تقاضای کار کرد.
نامه‌ی فارادی و علاقه‌ی شدیدش به علم، دیوی را سخت تحت تأثیر قرار داد؛ ولی در آن زمان هیچ پست خالی‌ای در مؤسسه‌ی سلطنتی وجود نداشت. در فوریه‌ی سال 1813 میلادی بار دیگر شانس به فارادی رو کرد. در واقع، شرایطی به وجود آمد که باعث شد این شاگرد صحاف، به یکی از بزرگ‌ترین دانشمندان عصر خود تبدیل شود. جریان از این قرار بود که «ویلیام پین» - دستیار آزمایشگاه - به علّت شرکت در یک منازعه‌ی علنی از کار برکنار شد. به این ترتیب دیوی، فارادی را به عنوان دستیار آزمایشگاه با حقوق یک گیتی در هفته استخدام کرد. این شغل مزایای زیادی برای فارادی داشت؛ از جمله این که دو اتاق، در طبقه‌ی مؤسسه‌ی سلطنتی به عنوان محل سکونت، به وی اختصاص یافت. سکونت در مؤسسه، این امکان را به فارادی می‌داد که در اوقات فراغت از وسایل موجود در آزمایشگاه برای انجام آزمایش‌های خود استفاده کند.
وظیفه‌ی فارادی در مؤسسه‌ی سلطنتی فقط شستن بُتری‌های آزمایشگاه نبود. یکی از کارهای عادی و روزمرّه‌ی او، استخراج شکر از چغندرقند بود. به علاوه، او در آزمایش‌های مختلف به عنون دستیار به دیوی کمک می‌کرد و از این بابت بسیار خوشحال بود. به زودی مهارت فارادی در ساخت وکاربرد دستگاه‌ها و لوازم آزمایشگاه باعث شد که از او درخواست شود تا در جلسات مؤسسه‌ی سلطنتی به عنوان دستیار آزمایشگاه حضور یابد. به این ترتیب، فارادی موقعیت رضایت بخشی در مؤسسه‌ی سلطنتی یافت؛ امّا درست در همین زمان، تغییری در زندگی او به وجود آمد.
دیوی در سال 1812 میلادی با یک بیوه‌ی ثروتمند ازدواج کرده بود. او مدّتی پس از استخدام فارادی تصمیم گرفت به اتّفاق همسرش برای سیاحت وگردش علمی به قارّه‌ی اروپا سفر کند. دیوی از فارادی خواست تا اگر مایل است با آن‌ها همسفر شود. این بدان معنی بود که فارادی باید از شغلش در موسسه‌ی سلطنتی استعفا کند. با این حال، دیوی به او قول داد که پس از بازگشت از مسافرت می‌تواند دوباره در آن جا مشغول به کار شود. به این ترتیب، فارادی که هرگز بیش از 20 کیلومتر از مرکز لندن دور نشده بود، با خوشحالی از پیشنهاد دیوی استقبال کرد.
آن‌ها در 13 اکتبر سال 1813 میلادی سفر خود را به قارّه‌ی اروپا آغاز کردند. در واقع، فارادی قبول کرده بود که در این سفر، دیوی را به عنوان منشی، دستیار و پیشخدمت همراهی کند. البتّه دیوی قول داده بود که به محض رسیدن به پاریس، پیشخدمتی بیابد و او را از انجام چنین وظایفی معاف کند. ولی دیوی نتوانست فرد مناسبی برای این کار بیابد؛ به همین دلیل، فارادی که هم به عنوان همکار و هم به عنوان پیشخدمت، دیوی را در طول سفر 18 ماهه‌اش همراهی می‌کرد، موقعیّت ناراحت کننده‌ای داشت. فارادی بیشتر با همسر همفری دیوی مشکل داشت تا با خود او. همسر وی که زنی از طبقات بالا بود، اعتقاد داشت که فاصله‌ی پیشخدمت و ارباب باید حفظ شود. با تمام این احوال، تجاربی که فارادی در طول این سفر کسب کرد، ارزش تحمّل این مشکلات را داشت.
فارادی در طول این 18 ماه با مردم کشورهای مختلف آشنا شد، چشم اندازهای بسیاری دید و تغییرات زیادی در روحیه‌اش به وجود آمد. او با بسیاری از دانشمندان بزرگ فرانسه، سوئیس و ایتالیا آشنا شد، در تمام سخنرانی‌های همفری دیوی شرکت کرد و تمام این مدّت را به تحقیق و مطالعه در مورد مسائل علمی گذراند. وی در فرانسه به همراه دیوی و شیمی‌دان‌های فرانسوی بر روی عنصر ید- که به تازگی کشف شده بود - آزمایش‌هایی کرد و در فلورانس، تلسکوپی را که گالیله ماه‌های مشتری را با آن کشف کرده بود، دید.
به این ترتیب، فارادی جوان در سال 1815 میلادی پس از کسب تجارب بسیار، به انگلستان بازگشت. اکنون او می‌توانست به زبان فرانسه صحبت کند و متون فرانسوی و ایتالیایی را به راحتی بخواند.
فارادی در طول این سفر، فقط دستیار دیوی نبود. در واقع، او به عنوان همکار همفری دیوی، مطالعات و تحقیقات علمی بسیاری کرد. به همین دلیل، مقامات ارشد مؤسسه‌ی سلطنتی به جای بازگرداندن او به شغل قبلیش، از وی خواستند که به عنوان ناظر و سرپرست تجهیزات و دستیار آزمایشگاه و مجموعه‌ی کانی‌شناسی مشغول به کار شود. به این ترتیب، حقوق او به 30 شیلینگ در هفته افزایش یافت و محل سکونت بهتری در مؤسسه‌ی سلطنتی در اختیارش قرار گرفت.
پس از بازگشت از سفر، دیوی زمان کمتری را در مؤسسه‌ی سلطنتی می‌گذراند. او بیشتر وقتش را صرف مسائل اجتماعی و خانوادگی خود می‌کرد و غالباً خارج از لندن به سر می‌برد. او بیشتر وقتش را با «ویلیام براند» - استاد شیمی در مؤسسه‌ی سلطنتی- می‌گذراند و در سخنرانی‌ها و تحقیقات علمی او شرکت می‌کرد. فارادی هم چنین در طول مدّتی که دیوی به تکمیل و ساخت لامپ‌های بی خطر می‌پرداخت، به او کمک می‌کرد.
تحقیقات و مطالعات شخصی فارادی، تقریباً در همین زمان آغاز شد. او چندین مقاله در مورد تحقیقات خود منتشر کرد. به علاوه، پس از ژانویه‌ی 1816 میلادی، در طول سه سال در انجمن فلسفی شهر 16 سخنرانی راجع به شیمی کرد. او در تمام این مدّت، هم چنان به مطالعه‌ی مسائل مختلف علمی ادامه داد تا کاستی‌های دانش خود را جبران کند. در آن زمان، فارادی به عنوان یک شیمی‌دان، شهرتی اندک ولی استوار به دست آورده بود. او در 12 ژوئن 1821 میلادی با «سارا برنارد» - که مانند فارادی عضو فرقه‌ی سندمنیین بود- ازدواج کرد (پنج سال بعد، خواهر کوچک مایکل با برادر سارا ازدواج کرد) (پنج سال بعد، خواهر کوچک مایکل با برادر سارا ازدواج کرد). در همان سال، وقایعی رخ داد که منجر به بزرگ‌ترین کشف فارادی شد.
در سال 1820 میلادی «هانس کریستیان اورستد» - دانشمند دانمارکی- متوجه شد که بین الکتریسیته و مغناطیس رابطه‌‌ای وجود دارد. او پی برده بود که اگر یک عقربه‌ی مغناطیسی در مجاورت سیمی که جریان الکتریسیته از آن عبور ‌می‌‌کند قرار گیرد، عقربه از راستای خود منحرف ‌می‌شود. اورستد ضمن تحقیقاتی که انجام داد، به این نتیجه رسید که سوی انحراف عقربه‌ی مغناطیسی، به جهت جریان و طرز قرار گرفتن سیم نسبت به عقربه بستگی دارد. او معتقد است که علت این امر، میدان مغناطیسی است که بر اثر عبور جریان الکتریسیته از سیم در اطراف آن به وجود ‌می‌آید.
این کشف، توجّه بسیاری از دانشمندان را در سراسر قارّه‌ی اروپا به خود جلب کرد. از آن پس، دیگر دانشمندان نیز شروع به انجام آزمایش‌هایی در زمینه‌ی الکترومغناطیس کردند. «ویلیام وولستن» یکی از این افراد بود. او این نظریه را ارائه داد که جریان الکتریسیته به صورت مارپیچ وولستن» یکی از این افراد بود. او این نظریه را ارائه داد که جریان الکتریسیته به صورت مارپیچ از سیم عبور ‌می‌کند و این جریان در حال چرخش، باعث به وجود آمدن نیروی مغناطیسی دورانی ‌می‌شود. به علاوه، او معتقد بود که اگر سیمی که جریان از آن عبور ‌می‌کند، نزدیک یک آهن ربا قرار گیرد، سیم حول محور خود ‌می‌چرخد. وولستن در آوریل 1821 میلادی به مؤسسه‌ی سلطنتی رفت و همراه دیوی، چندین آزمایش کرد؛ ولی موفّق به اثبات این نظریه نشد. فارادی هنگام انجام این آزمایش‌ها حضور نداشت؛ اما در مباحث وگفت‌وگوهای بعدی شرکت کرد.
مدّتی بعد، مقالات بسیاری درباره‌ی با پدیده‌ی الکترومغناطیس برای مجلّات علمی فرستاده شد. سردبیر «مجله‌ی فلسفی» از فارادی خواست که برای پاسخ به پرسش‌هایی که در مورد این پدیده مطرح شده بود، یک مقاله‌ی کوتاه بنویسد.
فارادی قبل از نگارش این مقاله، تمام آزمایش‌هایی را که دیگر دانشمندان در این زمینه کرده بودند، تکرار کرد و به بررسی ماهیّت نیروی مغناطیسی که بر اثر جریان الکتریسیته به وجود ‌می‌آید پرداخت. به این ترتیب، او به شدّت به تحقیق در مورد پدیده‌ی الکترو مغناطیس علاقه‌مند شد. فارادی دریافت که واقعاً یک نیروی دورانی مرتبط با جریان الکتریسیته وجود دارد. او برای اثبات نظریه‌اش، دو آزمایش جداگانه کرد. وی در اوّلین آزمایش، یک سر سیم راستی را در چوب پنبه‌ای که در ظرفی از جیوه شناور بود، قرار داد و سر دیگرش را به باتری متّصل کرد. آن گاه یک آهن ربا را به صورت عمودی در ظرف جیوه قرار داد. در این آزمایش، آهن‌ربا ثابت بود و سیم ‌می‌توانست حرکت کند. وقتی او جریان الکتریسیته را از سیم عبور داد، سیم حول آهن ربا شروع به دوران کرد. فارادی در آزمایش دوم، عکس این کار را انجام داد. به عبارت دیگر، سیم را ثابت کرد و آهن‌ربا را به صورت شناور در جیوه قرار داد. در این حالت، با عبور جریان از سیم، آهن‌ربا حول سیم دوران ‌می‌کرد.
پس از آن فارادی در اکتبر 1821 میلادی نتیجه‌ی آزمایش‌هایش را منتشر کرد، بسیاری از مردم - از جمله دیوی- بر او خرده گرفتند که این ایده متعلّق به وولستن بوده و او به ناحقّ از ایده‌ی فرد دیگری استفاده کرده و حتّی ذکری از نام او به میان نیاورده است. حال آن که استنباط فارادی از گفته‌ی وولستن در مورد دوران سیم حول محور خود، درست نبود و آزمایش‌ها و یافته‌های وی کاملاً ابتکاری و متعلّق به خود او بود. این سوء تفاهم به زودی برطرف شد؛ ولی پس از آن، همفری دیوی به یکی از مخالفان فارادی تبدیل شد. شاید حسادت دیوی به این دلیل بود که ‌می‌دید دستیارش خیلی زود به شهرت و موفقیّت رسیده است. مدّتی بعد، فارادی نامزد عضویت در انجمن سلطنتی شد. دیوی - که در آن زمان رئیس انجمن بود- با انتخاب او مخالفت کرد. با این حال، فارادی در ژانویه‌ی 1824 میلادی با یک رأی مخالف، عضو انجمن سلطنتی شد.
تمام این ماجرا‌ها باعث شد که فارادی بیش از پیش از اجتماع دوری کند و تا حدودی منزوی و گوشه‌نشین شود. البتّه این بدان معنی نبود که وی از زندگیش لذّت نمی‌برد. او و همسرش در طبقه‌ی بالای محل کار فارادی زندگی آرامی را می‌گذراندند. آن دو هرگز صاحب فرزند نشدند؛ ولی اقوام و فامیل، به خصوص خواهرزاده‌ها و برادرزاده‌ها مایکل همیشه از آن‌ها دیدن ‌می‌کردند. برادرزاده‌های او بعدها به یاد ‌می‌آوردند که چقدر از دیدار عمویشان لذّت ‌می‌بردند، فارادی همیشه آن‌ها را با آزمایش‌های جالبی که در آزمایشگاه‌ انجام ‌می‌داد، سرگرم ‌می‌کرد.
با انتشار نتایج آزمایش‌های فارادی، دانشمندان بسیاری در سراسر اروپا به این پدیده علاقه‌مند شدند و شروع به ساختن دستگاه‌های ساده‌ای در این زمینه کردند. در واقع، اصول اساسی موتورهای الکتریکی، با توجه به نتایج حاصل از آزمایش‌های فارادی کشف شد و به این ترتیب، 60 سال بعد ترن‌های برقی در آلمان، انگلستان و ایالات متحده به حرکت درآمدند. فارادی حتی اگر پس از انجام این آزمایش‌ها هیچ کار علمی دیگری نمی‌کرد، جایگاه مطمئنی در تاریخ علوم بشری یافته بود.
فارادی پس از کشف اصول اولیه‌ی موتورهای الکتریکی، به مدّت ده سال، بیشتر وقت خود را صرف تحقیق و مطالعه در مورد شیمی کرد. او در سال 1823 میلادی با استفاده از روشی که دیوی ابداع کرده بود، توانست نخستین بار گاز کلر را به مایع تبدیل کند. وی پس از آن موفّق شد چندین گاز دیگر را که تا آن زمان دانشمندان نتوانسته بودند با هیچ روشی به مایع تبدیل کنند، به صورت مایع درآورد. در سال 1825 میلادی فارادی ماده‌ای را کشف کرد که امروزه «بنزن» نامیده ‌می‌شود. بنزن مایعی بی‌رنگ و معطّر است و ساختاری حلقوی دارد. این ماده، از شش اتم کربن که هر کدام به یک اتم هیدروژن چسبیده‌‌اند، تشکیل شده است.
با این حال، این اکتشافات در مقایسه با کشفیّات فارادی در زمینه‌ی الکترومغناطیس، بسیار جزئی و پیش پا افتاده‌اند. او در طول دهه‌ی 1820 میلادی بیشتر وقت خود را صرف یافتن روش‌هایی برای ساخت انواعی از شیشه کرد که در تجهیزات دریانوردی استفاده می‌شد. از سال 1825 میلادی، فارادی در کلیه‌ی محافل علمی به عنوان یک دانشمند بزرگ، فردی کاملاً شناخته شده بود. مؤسسه‌ی سلطنتی برای وفاداری ارزش فوق‌العاده‌ای قائل بود؛ به همین دلیل، تصمیم گرفته شد سِمَت جدیدی در موسسه به او واگذار شود.
دیوی مدّت‌ها دو سِمَت استادی شیمی و سرپرستی آزمایشگاه را در مؤسسه‌ی سلطنتی برعهده داشت؛ ولی به تازگی از سمت استادی استعفا کرده و به عنوان سرپرست آزمایشگاه بازنشسته شده بود (اگر چه دیوی هنوز 50 سال هم نداشت، ولی به نظر می‌رسید که علاقه‌اش را به علم از دست داده است. او در سال 1727 میلادی بیمار شد و دو سال بعد در اثر حمله‌ی قلبی درگذشت). در هفتم فوریه‌ی 1825 میلادی فارادی به پیشنهاد دیوی ( با وجود اختلافی که بر سر جریان وولستن بین آن دو با وجود آمده بود) سرپرست آزمایشگاه شد. به علاوه، او یک سال پیش، نخستین سخنرانیش را در مؤسسه‌ی سلطنتی در مبحث شیمی ایراد کرده و اینک به سخنرانی و فعالیّت در این زمینه علاقه‌مند شده بود. نخستین کاری که او به عنوان سرپرست آزمایشگاه کرد، ترتیب دادن جلساتی در عصر روزهای جمعه بود. در این جلسات، سخنرانان مختلف (در سال‌های اوّل، اغلب خود فارادی) آخرین پیشرفت‌های علمی را به اطلاع شنوندگان می‌رساندند (این رسم، تا به امروز پابرجا مانده است). پس از آن، فارادی یک سری سخنرانی برای کودکان و نوجوانان ترتیب داد که در کریسمس ایراد ‌می‌شد (این رسم نیز تا به امروز حفظ شده است). به این ترتیب، این سخنرانی‌ها، نسل‌های مختلف را با عجایب و دستاوردهای گوناگون علمی آشنا ‌می‌کرد. فارادی بین سال‌های 1825 تا 1862 میلادی- که بازنشسته شد- برپایی بیش از 100 سخنرانی را در این جلسات بر عهده گرفت.
تمامی این فعالیت‌ها به همراه پروژه‌ی ساخت شیشه، درآمد خوبی برای مؤسسه‌ی سلطنتی فراهم آورد و این مؤسسه را در اواخر دهه‌ی 1820 میلادی از نابودی نجات داد. مؤسسه‌ی سلطنتی، بدون وجود فارادی از بین ‌می‌رفت. به همین دلیل، فارادی در این مدّت بیشتر وقت خود را صرف فعالیت‌های درآمدزا برای این مؤسسه کرد. احساسات فارادی در قبال موسسه‌ی سلطنتی به وضوح در پاسخ وی به پیشنهاد دانشگاه لندن در مورد تصدّی کرسی استادی شیمی در سال 1827 میلادی بیان شده است. وی با وجود خرسندی، پاسخ ‌می‌دهد:
فکر ‌می‌کنم به سهم خود موظّفم هر چه در توان دارم برای پابرجا ماندن مؤسسه‌ی سلطنتی انجام دهم. این مؤسسه، در طول 14 سال گذشته برای من مایه‌ی خرسندی و رضایت خاطر و کانون علم و دانش بوده است. هر چند برای زحماتی که اکنون در این مؤسسه ‌می‌کشم حقوقی دریافت نمی‌کنم، امّا هنوز به این مکان و اعضای آن علاقه‌مندم. به علاوه، حمایت این مؤسسه را در طول زندگی علمیم از یاد نمی‌برم.... من اخیراً (بیشتر به خاطر مؤسسه)متعهّد شده‌ام آزمایش‌ها و تحقیقات پر هزینه و دشواری در مورد نوعی شیشه انجام دهم...
علاوه بر این، فارادی به خاطر فرصتی که مؤسسه‌ی سلطنتی برای سخنرانی عمومی مهیا کرده بود، بسیار خشنود بود. مؤسسه‌ی سلطنتی نیز در مقابل، در سال 1833 میلادی با اعطای سمت استادی شیمی به فارادی، از وفاداری او قدردانی کرد.
فارادی در دهه‌ی 1820 میلادی وقت زیادی برای مطالعه‌ی پدیده‌ی الکترومغناطیس نداشت؛ ولی گاهی اوقات آزمایش‌هایی در این زمینه ‌می‌کرد. او نیز همانند دیگر محقّقان معتقد بود که اگر جریان الکتریسیته ‌می‌تواند به مغناطیس تبدیل شود، پس مغناطیس نیز قابل تبدیل به الکتریسیته است. امّا هیچ کس نمی‌‌توانست این مسئله را ثابت کند. در سال 1825 میلادی فارادی برای حل این معمّا، دو سیم یک متری را در کنار هم قرار داد و به کمک یک ورق کاغذی آن‌ها را از هم جدا کرد. سپس یکی از سیم‌ها را به باتری متصّل کرد تا جریان الکتریسیته از آن عبور کند. او برای اندازه‌گیری جریان الکتریسیته در سیم دوم، از یک «گالوانومتر» (آمپرسنج بسیار حساس) استفاده کرد، ولی گالوانومتر هیچ جریانی را نشان نداد و فارادی موقتاً الکترومغناطیس را رها کرد تا به کارهای دیگر بپردازد.
چند سال بعد، مطالعات فارادی در دیگر زمینه‌های موجب شد که ایده‌ی او درباره‌ی نحوه‌ی انتقال نیروی الکتریکی و مغناطیسی از جسمی به جسم دیگر شکل بگیرد. بین سال‌های 1828 تا 1830 میلادی فارادی چند جلسه از سخنرانی‌های عصر جمعه را به شرح و توضیح کار «چارلز ویت استون» در مورد ادوات و اصوات موسیقی اختصاص داد. ویت استون، فردی بسیار خجول بود و مایل نبود. در میان جمع سخنرانی کند. در عوض، از این که فارادی به جای او صحبت ‌می‌کرد، بسیار خرسند بود.
یکی از شگردهایی که آن‌ها در طول سخنرانی نشان دادند، این بود که چگونه ارتعاش جسمی مانند یک صفحه‌ی نازک فلزی ‌می‌تواند موجب ارتعاش صفحه‌ی فلزی دیگری که در فاصله‌ی دورتری قرار گرفته است شود. این پدیده، نوعی القای صوتی بود. که طی آن، امواجی صوتی مرتعش، از میان هوا یا میز آزمایشگاه عبور ‌می‌کردند و از صفحه‌ای به صفحه‌ی دیگر منتقل ‌می‌شدند. هنگامی که فارادی در سال 1831 میلادی دوباره به مطالعه‌ی الکترومغناطیس پرداخت (پس از تکمیل کارش در مورد شیشه و تأمین نیازهای مالی مؤسسه‌ی سلطنتی از طریق سخنرانی‌هایی که به شدّت مورد توجه عموم قرار گرفته بود)، ایده‌ی القا، منجر به کشف بزرگ بعدی وی شد.
در سال 1824 میلادی کشف مهمی درباره‌ی القای الکترومغناطیسی صورت گرفت؛ ولی تا ده سال پس از آن، هیچ کس به اهمیّت این کشف پی نبرد. جریان از این قرار بود که یک دانشمند فرانسوی به نام «فرانسواز آراگو» متوجه شد که اگر یک عقربه‌ی مغناطیسی بالای یک صفحه‌ی مسی آویزان شود، با چرخش صفحه، عقربه نیز منحرف ‌می‌شود. «پیتر بارلو» و «ساموئل کریستی» نیز به طور جداگانه در انگلستان متوجّه همین پدیده شدند؛ با این تفاوت که آن دو به جای صفحه‌ی مسی از یک صفحه‌ی آهنی در حال چرخش استفاده کردند. ولی کار آراگو، دانشمندان را بیشتر تحت تأثیر قرار داد؛ زیرا مس، برخلاف آهن، جزو مواد غیرمغناطیسی است. در نتیجه، این سؤال مطرح ‌می‌شد که چگونه یک صفحه‌ی مسی در حال چرخش ‌می‌تواند مغناطیسی تولید کند؟
هیچ کس متوجّه نشد که چرا عقربه‌ی مغناطیسی تحت تأثیر صفحه‌ی در حال چرخش قرار ‌می‌گیرد. دانشمندان تصوّر ‌می‌کردند که عمل چرخش، به نحوی موجب مغناطیسی شدن صفحه ‌می‌شود. به این ترتیب، آن‌ها وجود عقربه‌ی مغناطیسی را نادیده ‌می‌گرفتند. زمانی که کشف شد چرخش یک آهن‌ربا در نزدیکی صفحه ‌می‌تواند موجب چرخش صفحه شود، حتّی بزرگ‌ترین دانشمندان آن دوران نیز نتوانستند حدس بزنند که آن چه رخ ‌می‌دهد این است که حرکت نسبی صفحه و آهن‌ربا (حتّی زمانی که آهن‌ربا فقط یک عقربه‌ی مغناطیسی کوچک است)، باعث به وجود آمدن جریان الکتریکی در صفحه ‌می‌شود. بنابراین، اگر صفحه بچرخد و عقربه‌ی مغناطیسی ثابت باشد، یا اگر صفحه ثابت بماند و آهن‌ربا حرکت کند، جریان الکتریکی به وجود ‌می‌آید. این جریان، دارای میدان مغناطیسی مخصوص به خود است و بر آهن‌ربا یا عقربه‌ی مغناطیسی اثر ‌می‌گذارد. در واقع، این کشف آراگو بود که دوباره در سال 1825 میلادی توجّه فارادی را به القای الکترومغناطیسی جلب کرد. ولی آزمایش‌های وی در آن سال به نتیجه نرسید.
در سال 1831 میلادی فارادی پژوهش‌های خود را در مورد شیمی کنار گذاشت و تمام توجّهش را به مسئله‌ی الکترومغناطیس معطوف کرد. در آن زمان، او ‌می‌دانست که اگر جریان الکتریسیته از میان یک سیم پیچ عبور کند، سیم پیچ خاصیّت مغناطیسی پیدا ‌می‌کند؛ به طوری که یک سر آن قطب مثبت و سردیگرش قطب منفی ‌می‌شود. حال اگر سیم پیچ به دور یک میله‌ی آهنی غیر مغناطیسی پیچیده شود، هنگام برقراری جریان، میله‌ی آهنی، آهن‌ربا ‌می‌شود. فارادی در یکی از آزمایش‌هایش، دو رشته سیم را به طور مجزا در دو طرف مخالف یک حلقه‌ی آهنی پیچید؛ به طوری که دو سیم پیچ جداگانه به وجود آمد. او برای ساختن حلقه، از یک میله‌ی آهنی به ضخامت دو سانتی‌متر استفاده کرد. قطر خارجی این حلقه 15 سانتی‌متر بود. او معتقد بود که اگر جریان الکتریسیته از میان یکی از سیم‌پیچ‌ها عبور کند، نوعی خاصیّت آهن‌ربایی در حلقه‌ی آهنی به وجود ‌می‌آید و در نتیجه، سیم پیچ دوم تحت تأثیر قرار ‌می‌گیرد. او امیدوار بود که این حالت، موجب القای جریان الکتریسیته در سیم پیچ دوم شود.
در 29 اوت 1831 میلادی همه چیز برای انجام آزمایش آماده بود. فارادی دو سر سیم پیچ اوّل را به باتری و سیم پیچ دوم را به یک گالوانومتر متصّل کرد. بلافاصله پس از برقراری جریان، عقربه‌ی گالوانومتر به نوسان درآمد؛ ولی پس از لحظه‌ای، دوباره به وضع اولیّه‌ی خود بازگشت. زمانی که فارادی ارتباط سیم پیچ اوّل را با باتری قطع کرد، عقربه‌ی گالوانومتر در خلاف جهت حالت نخست به حرکت درآمد و دوباره به نقطه‌ی صفر برگشت. به این ترتیب، فارادی پی برد که وقتی جریان برقرار ‌می‌شود، عقربه به یک جهت منحرف ‌می‌شود و با قطع جریان، عقربه در جهت مخالف حرکت ‌می‌کند. او کشف کرده بود که نیروی مغناطیسی که در سیم پیچ اوّل به وجود ‌می‌آید، ‌می‌تواند موجب القای جریان الکتریسیته در سیم پیچ دوم ‌شود. ولی این جریان القایی، نه تنها به صورت ضربان‌های آنی در لحظاتی که مدار اولیّه وصل یا قطع ‌می‌شد، به وجود ‌می‌آمد (البتّه بدون حلقه‌ی آهنی و با استفاده از دو سیم پیچ نیز جریان القا ‌می‌شد).
فارادی از نتیجه‌ی این آزمایش چندان راضی نبود. او انتظار داشت جریان سیم اوّل، موجب القای جریانی پیوسته در سیم پیچ دوم شود. او ‌می‌دانست که مغناطیس ایجاد شده توسط جریان الکتریسیته در سیم پیچ اوّل، باعث به وجود آمدن جریان القایی در سیم پیچ دوم ‌می‌شود. به این ترتیب، آن چه فارادی به آن ‌می‌اندیشید، این بود که چگونه ‌می‌توان به استفاده از مغناطیس، الکتریسیته تولید کرد.
مایکل فارادی هم چنان به آزمایش‌های خود ادامه داد؛ تا این که در اکتبر 1831 میلادی سرانجام موفّق شد با استفاده از مغناطیس، الکتریسیته تولید کند. آزمایشی که فارادی انجام داد، به این ترتیب بود که روی یک لوله‌ی مقوایی، یک سیم پیچ مسی پیچید و دو سر آن را به یک گالوانومتر وصل کرد. سپس یک آهن‌ربا را به سرعت داخل آن و ملاحظه کرد که عقربه‌ی گالوانومتر حرکت ‌می‌کند. پس از آن، آهن‌ربا را عقب کشید. این بار عقربه در جهت مخالف حرکت کرد. فارادی متوجّه شد که وقتی آهن‌ربا را درون سیم‌پیچ، بی‌حرکت نگاه ‌می‌دارد، عقربه هیچ انحرافی را نشان نمی‌دهد. در واقع، آن چه باعث ایجاد جریان ‌می‌شد، حرکت نسبی سیم پیچ و آهن‌ربا بود. به این معنی که وقتی سیم‌پیچ ثابت بود و آهن‌ربا حرکت ‌می‌کرد، یا هنگامی که آهن‌ربا ثابت نگه داشته ‌می‌شد و سیم پیچ حرکت ‌می‌کرد، جریانی در سیم القا ‌می‌شد. به این ترتیب، فارادی موفقّ به کشف اساس کار دیناموها و ژنراتورهای امروزی شد.
11 روز بعد، فارادی توانست از طریق القا، جریان الکتریسیته‌ی پیوسته تولید کند. او در این آزمایش، از یک آهن‌ربای بزرگ نعلی شکل استفاده کرد و یک صفحه‌ی مسی را به وسیله‌ی محوری برنجی بین دو قطب آن به گردش درآورد. وی در یک لبه‌ی صفحه، دو اتّصال مسی قرار داد و توسط سیمی، آن دو را به یک گالوانومتر وصل کرد. به این ترتیب، وقتی که صفحه ‌می‌چرخید، انحرافی در عقربه‌ی گالوانومتر پدیدار ‌می‌شد. در واقع، این وسیله، نوعی دیناموی کوچک بود که ‌می‌توانست جریان الکتریکی پیوسته تولید کند.
اهمیّت کشفیّات فارادی به قدری واضح است که نیازی به ذکر آن نیست. او نتایج آزمایش‌های خود را در 24 نوامبر 1831 میلادی برای انجمن سلطنتی قرائت کرد و سپس آن‌ها را در مقاله‌ای- که بعدها قسمت اول کتاب «تحقیقات تجربی در باب الکتریسیته» شد - به چاپ رساند. پس از آن، فارادی به سرعت در میان دانشمندان و حتّی مردم عادی شهرت یافت.
مدّتی بعد، فارادی به علم الکتروشیمی علاقه پیدا کرد. او در این راه آزمایش‌های بسیاری کرد و سرانجام موفّق به کشف قوانین الکترولیز شد. وی ثابت کرد که عبور مقدار مشخصی جریان الکتریسیته از ماده، موجب تجزیه‌ی مقدار معینی از اجزای ترکیبی آن ‌می‌شود. به علاوه، او در مقاله‌ای که در سال 1834 میلادی منتشر کرد، اصطلاحات «الکترولیت» (مایعی که هادی جریان الکتریسیته است و بر اثر عبور جریان دستخوش الکترولیز می‌شود)، «الکترود» (جسم هادی که به وسیله‌ی آن، جریان وارد الکترولیت، یا از آن خارج می‌شود)، «آند» یا الکترود مثبت (الکترودی که جریان از آن وارد می‌شود) و «کاتد» یا الکترود منفی (الکترودی که جریان از آن خارج می‌شود) را برای نخستین بار به کار برد. این اصطلاحات، امروزه نیز معمول و رایج‌اند. اوّلین دستگاه اندازه‌گیری مقدار الکتریسیته، با استفاده از تجارب فارادی در این زمینه ساخته شد. به علاوه، در دهه‌ی 1840 میلادی از عمل الکترولیز برای تولید برخی از مواد شیمیایی در صنعت استفاده شد.
از سال 1831 میلادی به بعد، فارادی علاقه‌ی زیادی به کشف ماهیّت نیروهای الکتریکی و مغناطیسی پیدا کرد. او مایل بود بداند این نیروها چگونه در فضا منتقل می‌شوند. فارادی برای کشف این معمّا، آهن‌ربایی را روی سطح افقی قرار داد و یک صفحه‌ی مقوایی بر روی آن گذاشت. سپس مقداری براده‌ی آهن روی صفحه پاشید و ضربه‌ی ملایمی به مقوا وارد کرد. او مشاهده کرد که براده‌های آهن به شکل منحنی‌هایی درآمدند که دو قطب آهن‌ربا را به هم متّصل می‌کردند. فارادی این پدیده را چنین توجیه کرد که وجود یک میدان مغناطیسی در اطراف آهن ربا، موجب وارد شدن نیرویی بر براده‌های آهن می‌شود. این میدان مغناطیسی را می‌توان با خطوطی به نام «خطوط نیروی میدان مغناطیسی» یا «خطوط میدان مغناطیسی» نمایش داد. به این ترتیب، طبق خاصیّت القای مغناطیسی، براده‌های آهنی که روی مقوا پاشیده شده‌اند، به آهن رباهای کوچکی تبدیل می‌شوند و با وارد آمدن ضربه به صفحه‌ی مقوایی، می‌چرخند و در راستای خطوط میدان قرار می‌گیرند.
با استفاده از نظریه‌ی خطوط نیروی میدان مغناطیسی می‌توان توضیح داد که چگونه جریان الکتریسیته توسط یک آهن‌ربا القا می‌شود. اگر یک جسم رسانا نسبت به آهن‌ربا ثابت باشد، نسبت به خطوط نیرو نیز ثابت است؛ بنابراین هیچ جریانی به وجود نمی‌آید. ولی اگر جسم رسانا نسبت به آهن‌ربا حرکت کند، خطوط میدان مغناطیسی را قطع می‌کند و حرکت نسبی خطوط نیرو در عرض جسم رسانا باعث به وجود آمدن جریان القایی می‌شود.
حال چرا در آزمایش فارادی با حلقه‌ی آهنی، تنها وقتی جریان در سیم پیچ اوّل قطع یا وصل می‌شود، جریان القایی در سیم پیچ دوم به وجود می‌آید؟ دلیل آن این است که برقراری جریان، موجب تشکیل یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم می‌شود. به این ترتیب، خروج خطوط نیروی میدان مغناطیسی از سیم پیچ اوّل و عبور آن از سیم پیچ دوم، جریانی القایی در سیم پیچ دوم ایجاد می‌کند. به محض ثابت شدن میدان مغناطیسی، جریان القایی نیز متوقّف می‌شود. عکس این حالت، دقیقاً زمانی رخ می‌دهد که جریان در سیم‌پیچ اوّل قطع می‌شود و میدان مغناطیسی از بین می‌رود.
فارادی برای نخستین بار اصطلاح «خطوط نیرو» را در یک مقاله‌ی علمی - که در سال 1831 میلادی منتشر شد - به کار برد. در آن زمان، او متقاعد شده بود که نیروی مغناطیسی، فوری و بلافاصله منتقل نمی‌شود؛ بلکه برای انتقال آن در فضا، وقت لازم است و وسیله‌ی این نقل و انتقال، همان خطوط نیروست. وی می‌دانست که این نظریه می‌تواند انقلابی در دنیای علم به پا کند؛ به همین دلیل در مورد انتشار آن تردید داشت. با این حال، برای این که حقّ تقدم کشف این مسئله را از دست ندهد، نامه‌ای به تاریخ 12 مارس 1832 میلادی نوشت و پس از مهر و موم کردن، آن را به انجمن سلطنتی تحویل داد. این نامه تنها پس از مرگ فارادی باز شد.
مایکل فارادی 12 سال پس از نگارش این نامه، نظریاتش را در این باره در معرض افکار عمومی قرار داد. از جمله دلایلی که باعث این تأخیر شد، می‌توان به کار بر روی مبحث الکتروشیمی، بی میلی او به انتشار نظریاتی چنین تکان دهنده و بیماری ناشی از کار بیش از حد در اواخر دهه‌ی 1830 میلادی اشاره کرد.
دستاوردها و موفقیت‌های فارادی در سال‌های 1831 تا 1838 میلادی برای مردی به سن و سال او (در دهه‌ی چهلم زندگی) جالب توجه است - بزرگ‌ترین کشفیّات و نظریات علمی، بیشتر در دهه‌ی بیستم یا اوایل دهه‌ی سی‌ام زندگی دانشمندان به وقوع پیوسته‌اند. با این حال، فارادی به علت فشار و خستگی ناشی از کار طاقت فرسا؛، به شدّت دچار خستگی شده بود. او مدتی طولانی (شاید از سال 1816 میلادی) از ضعف حافظه رنج می‌برد؛ به همین دلیل، برای یادآوری مسائل، یادداشت‌هایی برای خود می‌نوشت. این بیماری در سال 1839 میلادی به دلیل کار پیش از حد، شدّت یافت و وی را دچار نوعی بیماری عصبی کرد. او در یکی از یادداشت‌هایش از این که پزشکان دقیقاً به گفته‌های وی گوش نمی‌کنند، شکایت می‌کند و می‌نویسد توانایی ذهنیش کم شده است و بیش از این نمی‌تواند کار کند.
اوّلین زندگینامه‌ی فارادی توسط «جان تیندال» - جانشین او در مؤسسه‌ی سلطنتی- نوشته شد. در این کتاب - که در سال 1868 میلادی منتشر شد- آمده است:
در زیر چهره‌ی آرام و مهربان او، حرارت یک کوه آتشفشان نهفته بود. او طبعی تند و آتشین داشت؛ ولی با خودداری، به جان این که اجازه دهد این آتش به صورت حرارتی بیهوده تلف شود، آن را به روشنایی و نور و انگیزه‌ای برای زندگی تبدیل می‌کرد... او کاملاً بر روح و روان خویش مسلط بود.
هر چند فارادی در دهه‌ی 1830 میلادی موفّقّیت‌های علمی بسیاری به دست آورد، امّا اوضاع برای خانواده‌ی فارادی چندان مساعد نبود. «مارجری آن راید» یکی از خواهر زاده‌های همسر فارادی در دهه‌ی 1830 میلادی با سارا و مایکل زندگی می‌کرد. او بعدها می‌نویسد: «زمانی که فارادی کسل و افسرده می‌شد، خاله‌ام او را چند روز به برایتن یا جای دیگری می‌برد؛ و مدّتی بعد سرحال و پرنیرو به خانه باز می‌گشتند.»
در واقع، در اواخر دهه‌ی 1830 میلادی فارادی به چیزی بیش از چند روز استراحت در برایتن نیاز داشت. او بیشتر دوره‌ی نقاهتش را به همراه همسرش سارا در سوئیس گذراند و تا سال 1845 میلادی (در 54 سالگی) به طور جدی به مطالعه و تحقیق علمی نپرداخت. تا آن زمان، جایگاه او به عنوان یک دانشمند بزرگ در محافل علمی انگلستان کاملاً تثبیت شده بود.
فارادی در سال 1844 میلادی (پس از بهبود) از فرصتی که در یکی از سخنرانی‌های عصر جمعه به وجود آمد، استفاده کرد و نظریاتش را راجع به خطوط نیرو در معرض افکار عمومی قرار داد. موضوع این سخنرانی حقیقتاً حمله‌ای به تئوری اتمی بود. فارادی در این سخنرانی، چنین استدلال کرد که بین فضا و اتم‌های فرضی نمی‌توان واقعاً تمایزی قائل شد. وی متذکر شد که اتم‌ها تنها مراکز تمرکز نیرویند. به این ترتیب، فارادی تئوری اتمی را رد کرد و جای آن را به خطوط نیرویی داد که در سراسر فضا پخش شده‌اند. او اعتقاد داشت آن چه که در درجه‌ی اوّل اهمیّت قرار دارد، ذرّات مادی نیست؛ بلکه فضایی است که نیروها تأثیر خود را در آن اعمال می‌کنند. در واقع، این استنباط، پایه و اساس نظریه‌ میدان است. در نظریه‌ی میدان، وضع فیزیکی و هندسی فضا در درجه‌ی اوّل اهمیّت قرار دارد. فارادی معتقد بود فضایی که یک آهن‌ربا را احاطه کرده است، مانند خود آهن‌ربا مهم است. به این ترتیب، هم اتم‌ها و هم میدان دارای اهمیّت اساسی‌اند؛ ولی در این میان، میدان از اهمیّت بیشتر برخوردار است.
فارادی در سال 1846 میلادی در یکی از جلسات سخنرانی عصر جمعه به نظریه‌ی الکترومغناطیسی نور اشاره کرد. او در نسخه‌ی به چاپ رسیده‌ی این سخنرانی می‌نویسد:
طبق نظریه‌ای که من اکنون جسورانه آن را ارائه می‌دهم، تشعشع نور عبارت است از انواع ارتعاشات بلند در خطوط نیرویی که برای پیوستن ذرّات و جرم‌های ماده به یکدیگر شناخته شده‌اند. این نظریه بر آن است که مفهوم «اتر» را از میان بردارد؛ نه ارتعاشات را.
اتر، ماده‌ای فرضی بود که گمان می‌رفت همه جای فضا، حتّی بین اتم‌های ماده را پر کرده است و نور می‌تواند به صورت موجی در آن حرکت کند.
فارادی خاطر نشان کرد که انتشار نور نیازمند زمان است؛ و این مسئله، نظریه‌ی حرکت موجی در امتداد خطوط نیرو را توجیه می‌کند. او حدس می‌زد که نیروی جاذبه هم باید به همین روش منتشر شود. بنابراین، انتقال این نیرو از جسمی به جسمی دیگر نیز، نیازمند زمان است. در واقع، ایده‌ها و نظریات فارادی، بعدها الهام بخش دیگر دانشمندان برای تحقیقات و کشفیات جدید شد. از آن جمله می‌توان به «جیمز کلارک ماکسول» اشاره کرد. او نظریه‌ی موجی بودن نور را به روش بهتری بیان کرد. این نظریه نشان داد که امواج نور، از جنس امواج رادیویی است که در خلأ نیز منتشر می‌شود؛ بنابراین تصوّر وجود اتر باطل است. در واقع، ماکسول، نظریات و حدسیات فارادی را به طریق ریاضی بسط داد و نظریه‌ی الکترومغناطیسی خود را عرضه کرد.
فارادی حتّی در اواخر دهه‌ی پنجاه زندگیش، دست از مطالعه و تحقیق برنداشت. او با این که اکثر اوقات، بیمار و رنجور بود، هر وقت تا حدودی بهبود می‌یافت، به آزمایش و تفکّر می‌پرداخت. فارادی در مورد خواص مغناطیسی جامدات، مایعات و گازها مطالعه کرد و تأثیر میدان مغناطیسی را بر نور بررسی کرد. به این ترتیب، او نظریه‌اش را در مورد میدان و خطوط نیرو تا حدود زیادی تکمیل کرد.
گفتنی است که اکثر تحقیقات فارادی در زمینه‌ی شیمی، کاری بود که اگر او به آن‌ها نمی‌پرداخت، بعدها دیگر دانشمندان به آن می‌پرداختند. در حقیقت، بزرگ‌ترین کار فارادی- که در زمان خود چندان درک نشد - بنا نهادن پایه و اساس نظریه‌ی میدان بود. با استفاده از این مفهوم، راه برای ابداع نظریه‌ی الکترومغناطیسی ماکسیول و نظریه‌ی نسبیت «آلبرت اینشتین» و پیشرفت‌هایی که در قرن بیستم میلادی برای فهم حقایق فیزیک نوین به دست آمد، هموار شد.
بیماری فارادی با گذشت زمان شدّت می‌یافت. او در اواسط دهه‌ی 1840 میلادی کارش را در مورد نظریه‌ی میدان جمع بندی کرد. با این حال، حافظه‌اش به اندازه‌ای ضعیف شده بود که نمی‌توانست متوجّه پیشرفت‌های جدید علمی شود و با دیگر دانشمندان ارتباط برقرار کند. او به راحتی حوادثی را که مدّت‌ها قبل اتفاق افتاده بود به خاطر می‌آورد؛ امّا در یادآوری جزئیات روزانه‌ی زندگی، از جمله نام دوستانش دچار مشکل می‌شد.
ظاهراً فارادی به نوعی بیماری پیشرونده مبتلا شده بود. او سلامتیش را پس از اوّلین حمله‌ی این بیماری (در اواخر دهه‌ی 1830 میلادی) بازیافت؛ ولی عوارض ناشی از حملات ضعیف و پی در پی بعدی، به تدریج مشکلاتش را افزایش می‌داد. فراموشی او، پس از سال 1855 میلادی شدّت یافت. در دهه‌ی 1860 میلادی او بیشتر اوقات را در حالت گیجی و فراموشی می‌گذراند و به ندرت سلامت فکریش را باز می‌یافت.
در سال 1861 میلادی فارادی 70 سال داشت. برخی، وخامت بیماری او را ناشی از افزایش سن می‌دانند. برخی دیگر، بر این باورند که او به خاطر تماس مستقیم با مواد شیمیایی سمّی در سال‌های ابتدایی ورودش به مؤسسه‌ی سلطنتی به این بیماری دچار شده بود. ولی تاکنون کسی نتوانسته است علائم بیماری وی را دقیقاً با یکی از انواع مسمومیت‌های دراز مدّت ناشی از مواد شیمیایی ربط دهد. به هرحال، دلیل بیماری هر چه که بود، فارادی به خوبی از تحلیل قوای فکریش آگاهی داشت. او در سال 1862 میلادی به یکی از دوستان قدیمیش می‌نویسد:
باز هم نامه‌هایم را پاره کردم؛ زیرا هر آن چه نوشته بودم بی‌معنی بود. نمی‌توانم حتی یک خط را به طور پیوسته بنویسم. نمی‌دانم آیا از این سردرگمی رهایی خواهم یافت یا نه.
بیش از این چیزی نمی‌نویسم.
دوستدار شما، مایکل فارادی
ولی ما نمی‌خواهیم داستانمان را چنین غم‌انگیز به پایان برسانیم. درست است که قوای ذهنی فارادی تحلیل می‌رفت، ولی فراموش نکنیم که او فردی استثنایی بود و هوشی سرشار داشت. وی حتّی در اواخر زندگی نیز می‌توانست نقش خود را به عنوان یک دانشمند ایفا کند.
البته فارادی هرگز به خود به دیده‌ی یک دانشمند نمی‌نگریست و همواره خود را خدمتگزار جامعه می‌دانست. او هرگز از اختراعاتش در جهت سودجویی و تجارت استفاده نکرد. وی تنها به پژوهش‌های علمی علاقه داشت و جنبه‌های مادی برایش بی‌اهمّیت بود. به علاوه، اعتقادات مذهبیش به او اجازه‌ی قبول مسئولیت‌های بزرگ و شغل‌های مهم را نمی‌داد. به همین دلیل، از دریافت عنوان شوالیه امتناع کرد و ریاست انجمن سلطنتی را - که در سال‌های 1848- 1857 میلادی به وی پیشنهاد شد- نپذیرفت. او صرفاً می‌خواست مایکل فارادی باشد، نه بیشتر. در سال 1864 میلادی از فارادی درخواست شد ریاست مؤسسه‌ی سلطنتی را عهده‌دار شود. ولی او از پذیرفتن این مسئولیت نیز امتناع کرد و گفت: «قبول این پست، با طرز زندگی و عقاید من کاملاً ناسازگار است.»
در نیمه‌ی دوم دهه‌ی 1840 میلادی فارادی که می‌دانست نیرو و توانش برای انجام تحقیقات علمی طولانی و طاقت‌فرسا کاهش یافته است، بیشتر وقتش را صرف خدمات اجتماعی می‌کرد. در سال 1844 میلادی 95 نفر از کارگران یک معدن، هنگام کار، بر اثر انفجاری کشته شدند. دولت انگلستان، فارادی و یک زمین‌شناس به نام «چارلز لایل» را به محل حادثه فرستاد تا علّت وقوع انفجار را بررسی کنند.
فارادی این حادثه را با دقّت و علاقه بررسی کرد. تحقیقات نشان داد که بی‌احتیاطی کارگران باعث وقوع این حادثه شده است. در این معدن، از چراغ‌های بی‌خطر دیوی استفاده می‌شد. این چراغ‌ها از ایمنی بسیاری برخوردار بودند و موجب انفجار نمی‌شدند. فارادی و لایل پی بردند که کارگران معدن سیگارهایشان را با شعله‌ی این چراغ‌ها روشن می‌کردند و با وجود گازهای خطرناک و قابل اشتعال، سیگار می‌کشیدند. همین امر موجب انفجار شده بود.
در دهه‌ی 1850 میلادی از فارادی درخواست شد تا مسئولان «نگارخانه‌ی ملی» را در مورد چگونگی مراقبت و محافظت از تابلوهای نقاشی در مقابل آلودگی هوای شهر لندن راهنمایی کند. فارادی هم چنین از سال 1836 تا 1865 میلادی مشاور علمی «برج ترینیتی» - سازمان مسئول فانوس‌های دریایی در سواحل بریتانیا- بود. از آن جا که اسناد مربوط به 20 سال اوّل فعّالیت فارادی در این سازمان در یکی از حملات هوایی لندن در جنگ جهانی دوم از بین رفته است، اطّلاع چندانی راجع به سِمَت و فعّالیت‌های وی در دست نیست. آن چه می‌دانیم این است که او در مورد نور آهک و نور کمان الکتریکی و جایگزین کردن آن‌‌ها به جای چراغ‌های نفت‌سوز قدیمی تحقیق و بررسی می‌کرد.
در سال 1862 میلادی یک هیئت سلطنتی به بررسی محتوای دروسی که بایستی در دبیرستان‌های ملّی تدریس می‌شد پرداخت. این هیئت، از فارادی نیز در این مورد نظر‌خواهی کرد. در آن زمان، در اکثر دبیرستان‌های ملّی، ادبیات یونان و روم باستان و زبان لاتین تدریس می‌شد. فارادی توصیه کرد که بهتر است در این مقطع تحصیلی، علوم مختلف به طور سازمان یافته تدریس شود و برای آزمودن مهارت دانش‌آموزان، از آن‌ها امتحان نیز گرفته شود.
احتمالاً این نظر‌خواهی برای فارادی دردناک و غم‌انگیز بود؛ زیرا در آن زمان، او تمام توانایی‌های خود را به عنوان یک استاد و معلّم از دست داده بود. در سال 1861 میلادی فارادی به این نتیجه رسید که دیگر نمی‌تواند وظایفش را در مؤسسه‌ی سلطنتی (از جمله سخنرانی برای جوانان) انجام دهد. او در اکتبر همان سال، درست بعد از هفتادمین سالگرد تولّدش، استعفای خود را تقدیم کرد. موسسه‌ی سلطنتی پذیرفت که او بیش از این نمی‌تواند به سخنرانی در مؤسسه ادامه دهد، ولی از او تقاضا کرد در سمت سرپرست آزمایشگاه و ناظر در مؤسسه باقی بماند. فارادی آخرین سخنرانی عصر جمعه را در 20 ژوئن 1862 میلادی ایراد کرد و آخرین پیوندهایش را با موسسه‌ی سلطنتی در سال 1865 میلادی قطع کرد.
در آن زمان، مایکل و سارا فارادی محل سکونت خود را در مؤسسه سلطنتی ترک کرده بودند. در سال 1858 میلادی «ملکه ویکتوریا» خانه‌ای در «همپتن کورت» برای سکونت در اختیار آن‌ها گذاشت. این خانه، نیاز به تعمیر داشت و فارادی نگران بود که نتواند از عهده‌ی مخارج تعمیرات آن برآید. ولی وقتی ملکه از این موضوع مطلّع شد، مخارج نوسازی و تعمیر ساختمان را به عهده گرفت. به این ترتیب، فارادی و همسرش در سال 1862 میلادی به طور کامل در این خانه ساکن شدند.
بیماری فارادی از سال 1865 میلادی، شدّت بیشتری یافت. او هر روز بیش از روز قبل، هوش و حافظه‌اش را از دست می‌داد. مایکل فارادی سرانجام در 25 اوت 1867 میلادی در حالی که روی صندلی مورد علاقه‌اش نشسته بود، در کمال آرامش، چشم از جهان فرو بست. او را طبق وصیتّش، زیر سنگ قبری ساده و معمولی به خاک سپردند. بر سنگ مزار او چنین حک شده است:
مایکل فارادی
تولّد 22 سپتامبر 1791
وفات 25 اوت 1867

سخن آخر

اهمیّت آزمایش‌ها و تحقیقات فارادی در زمینه‌ی الکتریسیته، به قدری واضح و روشن است که نیازی به ذکر آن نیست. فارادی نخستین دانشمندی بود که نظریه‌ی میدان را مطرح کرد. او با طرح این نظریه، دوران طولانی فرمانروایی علمی نیوتن را متزلزل ساخت و علم فیزیک را از نو بر شالوده‌ی نظریات جدید بنا نهاد. با این حال، بسیاری از دانشمندان تقریباً این نکته را از یاد برده‌اند.
درک نظریه‌ی میدان، ساده است. اساس این نظریه، وجود خطوط نیروست. خطوط نیرو را می‌توان به تارهای عنکبوت تشبیه کرد. این خطوط از یک نقطه‌ی مرکزی- که محل قرار گرفتن ذرّه‌ی باردار است- خارج می‌شوند و با دور شدن از مرکز، از تراکمشان کاسته می‌شود.
طبق نظریه‌ی میدان، فضا از هر سو، از انواع مختلف نیروها، از جمله مغناطیسی، الکتریکی، حرارتی، تشعشعی و گرانشی پر شده است و خطوط نیرو، امتداد و شدّت این نیروها را مشخص می‌کنند. فارادی در سال 1846 میلادی در یکی از یادداشت‌های خود در این مورد می‌نویسد: «برای من تصوّر محلی در فضا که از نیرو خطوط نیرو خالی باشد، مفهومی ندارد». به این ترتیب، سراسر فضا- اعم از این که خالی باشد یا جسمی آن را اشغال کرده باشد - از نیروهای مختلف و خطوط آن‌ها پر شده است.
فارادی را نمی‌توان صرفاً یک فیزیک‌دان و شیمی‌دان ماهر دانست. در واقع، وی نظریه‌پردازی تراز اوّل بود. او اطلّاعات زیادی در مورد ریاضیات نداشت و تحصیلاتش فقط به دوره‌ی ابتدایی محدود می‌شد. با تمام این احوال، استنتاج او از نظریه‌ی میدان، نشان دهنده‌ی استقلال ذهنی، هوش سرشار و قوه‌ی ابتکار فوق العاده‌اش بود.
مایکل فارادی را پدر موتور الکتریکی و مولد برق لقب داده‌اند. به جرئت می‌توان ادعا کرد که کلیه‌ی صنایع برقی جهان، بر اساس یافته‌ها و قوانین فارادی بنا شده‌اند. به پاس خدمات این دانشمند بزرگ، یکی از واحدهای مهم اندازه‌گیری الکتریسیته، «فارادی» نام‌گذاری شده است.
منبع مقاله :
جمعی از نویسندگان زیرنظر شورای بررسی، (1394)، آشنایی با مشاهیر علم، تهران: نشر و تحقیقات ذکر، چاپ اول