Biographical encyclopedia

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FARADAY

FARADAY

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make  one  faraday.  (Also,  the  unit  of 

electrostatic  capacitance  is  the  farad,  in 

his honor.)

Faraday,  like  almost  every  contem­

porary scientist, was struck by the exper­

iment  of  Oersted  [417]  showing  that  an 

electric  current is capable of deflecting  a 

magnetic  needle.  In  1821,  the year after 

this  announcement,  Faraday  constructed 

a device consisting of two vessels of mer­

cury,  each  attached  to  a  battery  by  a 

metal  rod  entering  the  mercury  liquid 

from  the  bottom  of  each  vessel.  The 

upper levels of the mercury were bridged 

by  a  curved  metal  bar  dipping  into  the 

mercury  in  both  containers.  Thus  there 

was  a completed  circuit.  One  end  of the 

curved bridge was fixed  in the container, 

while  to  the  lower  rod  a  small  movable 

magnet was attached—one that could ro­

tate  about  the  fixed  upper  rod.  In  the 

other  container  a fixed  magnet  extended 

upward into the mercury from the  lower 

rod,  while  the bridge  on  that  side  ended 

in  a  hinged  wire  that  dipped  into  the 

mercury and was free to rotate about the 

fixed magnet.

When  Faraday  turned  on  the  current 

the  movable  wire  began  to  pivot  about 

the  fixed  magnet,  while  the  movable 

magnet  pivoted  about  the  fixed  wire.  In 

this  way  Faraday  successfully  converted 

electrical  and  magnetic  forces  into  con­

tinual mechanical  movement.

(It  was  at  this  point,  it  would  seem, 

that  Davy’s  jealousy  of  Faraday  broke 

into  the  open.  He  implied  that  Faraday 

had got his idea  for the experiment from 

a conversation between himself and Wol­

laston  that  Faraday  had  overheard. 

Faraday  protested  that  the  conversation 

may have turned  his  attention  in  the  di­

rection  of  electrical  experimentation  but 

that  his  device  was  nothing  like  the  one 

discussed.  And,  to  be  sure,  experiments 

that  Davy  and Wollaston had  conducted 

had failed.  Moreover, Wollaston had  ex­

pected  the  wire  to  rotate  on  an  axis 

rather  than  to  revolve  about  another 

wire. These days it is accepted that Fara­

day  was  correct  and  that  his  work  was 

independent. Unlike Davy, Wollaston ex­

hibited  no  resentment  at  all  but  was  al­

ways friendly to Faraday.)

Although Faraday’s whirling wires and

magnets  were  interesting  and  novel,  his 

simple  electric  motor  was  only  a 

scientific toy,  on a level with Hero’s  [60] 

steam engine.  He was  after much  bigger 

game.  Since Oersted had produced  mag­

netic  attraction  out  of  an  electric  cur­

rent,  Faraday wanted  to  reverse  matters 

and  produce  an  electric  current  out  of 

magnetic attraction.

To  bring  this  about,  he  wound  a  coil 

of  wire  around  one  segment  of  an  iron 

ring. This coil was attached to a battery. 

The circuit could be opened or closed by 

a key. If he closed the circuit a magnetic 

field  would  be  set  up  in  the  coil  as 

Ampère  [407]  had  shown  and  it  would 

be concentrated in the iron  ring as  Stur­

geon  [436]  had shown.

Suppose,  then,  that  a  second  coil  is 

wrapped  around  another  segment  of  the 

iron  ring  and  connected  to  a  gal­

vanometer. The magnetic field created  in 

the  iron  ring  by  the  first  coil  might  set 

up  (by  reverse  action)  a  current  in  the 

second coil, and the galvanometer would 

indicate that induced current.

The  experiment  worked  and  Faraday 

had  invented the first transformer,  but  it 

did not work in the manner Faraday had 

expected.  There  was  no  steady  flow  of 

electricity  in  the  second  coil  to  match 

the  steady  magnetic  force  set  up  in  the 

iron  ring.  Instead,  there  was  a  momen­

tary flash of current, marked by a jerk of 

the  galvanometer’s  needle  when  he 

closed  the circuit;  and  a second flash,  in 

the  opposite  direction,  when  he  broke 

the  circuit.  (Ten  years  before,  Ampère 

had  observed  the  same  fact,  but  it  did 

not fit his theories and he dismissed it.)

To  Faraday,  this  observation  required 

explanation.  Because  Faraday  was  un­

educated,  he was completely innocent of 

mathematics  (perhaps the greatest scien­

tist  in  history  of  whom  this  was  true). 

He made up for this through his intuitive 

ability  to  pictorialize,  an  ability  perhaps 

unequaled in scientific history.

He had dropped iron filings on a paper 

under  which  a  magnet  was  located  and 

noticed the regular patterns they took up 

when  the  paper  was  tapped.  (So  had 

Peter  Peregrinus  [104]  six  centuries  be­

fore.)  Faraday  was  also  aware  of  Am­

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V

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FARADAY

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pere’s  demonstration  that  a  magnetic 

force circled a wire carrying a current.

He  began  to  visualize  the  magnetic 

force, then, as stretching out in all direc­

tions  from  the  electric  current  that 

served as its starting point. It filled space 

as  a kind  of magnetic  field.  Lines  could 

be drawn  through  that field  representing 

all points where the strength of the mag­

netic  force  was  equal.  These  Faraday 

called  lines  of  force,  and  it  was  along 

these  lines,  it  seemed  to  him,  that  the 

iron filings aligned themselves, thus mak­

ing  them  “visible.”  It  was  possible  to 

work  out  the  form  of  the  lines  of  force 

for wires, for bar magnets,  for horseshoe 

magnets, even for globular magnets such 

as the earth. This was the beginning of a 

picture  of  the  universe  as  consisting  of 

fields  of  various  types,  one  that  was 

more subtle, flexible, and useful than the 

purely  mechanical  picture  of  Galileo 

[166]  and  Newton  [231],  The  field  uni­

verse was to be recognized with Maxwell 

[692]  a  half century  later and  with  Ein­

stein  [1064],  after an interval  of another 

half century.

Faraday’s  pictorial  and  nonmathemat­

ical  imagination  visualized  these  lines  of 

force  as  real  fines.  When  a  circuit  was 

closed  and  electricity was  set to flowing, 

the  lines  sprang  outward  into  space. 

When  the  circuit  was  broken  they  col­

lapsed  inward  again.  Faraday  decided 

then that an electric current was induced 

in  a  wire  only  when  lines  of  force  cut 

across  it.  In  his  transformer,  when  the 

current  started  in  the  first  coil  of  wire, 

the  expanding  lines  of  force  cut  across 

the  wire  of  the  second  coil  and  ac­

counted  for  the  short  burst  of  electric 

current.  Once  the  original  current  was 

established,  the  lines  of  force  no  longer 

moved  and  there  was  no  current  in  the 

second  coil.  When  the  circuit  was  bro­

ken,  the  collapsing  fines  of  force  cut 

across the second coil in the opposite di­

rection  and  a  burst  of  electric  current 

resulted again, but in the direction oppo­

site to that of the first.

Faraday,  at the time,  was giving enor­

mously  popular  lectures  in  science  for 

the  general  public,  quite  after  the  fash­

ion  of  his  old  master,  Davy.  Indeed, 

after the popular Davy had resigned,  the

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Royal  Institution  nearly  went  bankrupt, 

as  before  Davy’s  time.  It  was  only  with 

Faraday’s  lectures  that  the  Institution 

recovered.

Faraday’s  new  career  began  when  he 

was forced to give an impromptu lecture 

after  a  regularly  scheduled  lecturer, 

Wheatstone  [526], was unable to appear. 

Faraday  proved  so  excellent  a  lecturer 

that  the  novelist  Charles  Dickens,  no 

mean  lecturer himself,  was among Fara­

day’s  admirers,  while  Prince Albert,  the 

husband  of  Queen  Victoria,  and  Prince 

Edward,  her  son  (and  later  Edward 

VII), attended them too. Faraday always 

included  special  Christmas  lectures  for 

youngsters  on  his  schedule  and  one  of 

these,  The  Chemical  History  of  a  Can­

dle,  in  book  form  proved  an  imperish­

able  classic.  (It  was  the  first  complete 

book  to  be  converted  into  “basic  En­

glish.”)

In any case, it was during one of these 

lectures  that  Faraday  demonstrated  the 

theory  involving  the  lines  of  force  both 

to himself and to the audiences by insert­

ing a magnet into a coil of wire attached 

to  a  galvanometer.  While  the  magnet 

was  being  inserted  or  removed,  current 

flowed  through  the  wire.  If  the  magnet 

was  held  stationary  and  the  coil  moved 

over  it  one  way  or  the  other,  there was 

current  in  the  wire.  In  either  case  the 

magnetic lines of force about the magnet 

were cut by the wire.  If the magnet  and 

coil  were  both  held  motionless,  whether 

the  magnet  was  within  the  coil  or  not, 

there was  no current.

Faraday  had  thus discovered  electrical 

induction,  a  discovery  made  indepen­

dently and at about the same time by the 

American  physicist  Henry  [503].  It  was 

to  lead  to  great  things,  but  this  was  not 

at once apparent.

Faraday was  an  inspiring  teacher who 

caught the  interest  of men such  as  Dan- 

iell [470] and Perkin [734]. His theory of 

the fines of force  (which he published  in 

1844)  was  not  taken  too  seriously  at 

first.  However,  when  Maxwell  came  to 

tackle  the  matter  of  electromagnetism 

with  precise  mathematical  tools,  he  was 

to  end  with  the  same  picture,  mathe­

matically  phrased,  that  Faraday  had 

drawn in simple words.

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FARADAY

FARADAY

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Once  Faraday  had  demonstrated  that 

electricity  could  be  induced  by  magne­

tism,  the  next  step  was  to  do  so  con­

tinuously and not in short spurts.  He ac­

complished  this  by  adapting  in  reverse 

an  experiment  first  described  by  Arago 

[446],  Arago  had  shown  that  a  rotating 

copper wheel could deflect a magnet sus­

pended  over  it  because  (Faraday  now 

saw)  the  wheel  was  cutting  through  the 

magnetic  lines  of  force  so  that  electric 

currents were being set up in it,  these in 

turn  setting  up  a  magnetic  field  that 

deflected  the  magnet.  But  Faraday  did 

not want an electric current setting up  a 

magnetic  field;  he  wanted  a  magnetic 

field setting up an electric current.

Faraday  therefore  turned  a  copper 

wheel  in  such  a  fashion  that  its  edge 

passed between the poles of a permanent 

magnet. An electric current was set up in 

the copper disc then,  and it continued to 

flow  as  long  as  the  wheel  continued  to 

turn.  That  current  could  be  led  off  and 

put  to  work  and  Faraday  had  invented 

the  first  electric generator.  This was  ac­

complished  in  1831  and  was  probably 

the  greatest single  electrical  discovery  in 

history.

It  was  only  necessary  to  set  a  steam 

engine  or  water  power  to  turning  the 

copper  disc  and  the  energy  of  burning 

fuel  or  of  falling  water  could  be  con­

verted  into  electricity.  Until  Faraday’s 

time  the  only  source  of  electric  current 

was the  chemical battery, which was  ex­

pensive  and  small-scale.  Now  there  was 

for the first time the possibility of a large 

and  cheap  supply  of  electric  current.  It 

took a half century and more for subsid­

iary  inventions  to  make  this  entirely 

practical and the generators  that  eventu­

ally did the work look nothing at all like 

Faraday’s  turning wheel.  But  the  line  of 

descent  is  clear  and  the  results  of  the 

final development we all know.

In later years Faraday made more dis­

coveries  in  connection  with  electromag­

netism and its interaction with light.

In  1839,  however,  he  suffered  a  men­

tal breakdown  and,  like Newton,  he was 

never  quite  the  same  again.  Failing 

memory drove him out of the laboratory 

(he  refused  to  work  when  he  could  no 

longer trust himself to work capably, nor

would he use an assistant)  and saddened 

his  last  years.  It  is  possible  that  this  is 

another  case, like those of Scheele  [329] 

and  Davy,  of  a  chemist  suffering  from 

chronic, low-grade poisoning.

Faraday  was  an  extremely  religious 

man  who,  after  his  marriage  in  1821, 

joined his wife’s church, the splinter sect 

of  Sandemanians,  a  sect  that  no  longer 

exists. This sect eschewed worldly vanity, 

and  Faraday  accepted  the  dozens  and 

dozens  of  honors,  medals,  degrees,  and 

miscellaneous  embroidery  with  polite 

distaste.  When  Lord  Melbourne  offered 

him  a pension  in what  seemed  an  offen­

sively  patronizing  fashion,  Faraday 

quietly  left  and  would  not  return  until 

Melbourne  apologized.  It  was  not  his 

own  honor  for  which  Faraday  was  con­

cerned  (he  explained)  but  that  of  sci­

ence.

The  only  honor  he  valued  was  mem­

bership in the Royal Society, to which he 

had been  elected  in  1824  against  Davy’s 

embittered opposition. Davy, in fact, cast 

the only negative vote.

Faraday  strongly  favored  a  more  im­

portant role for science in education, but 

he could not bring his gentle soul into al­

liance  with  the  more  radical  Babbage 

[481] in the latter’s violent attacks on the 

Royal  Society  and  on  Great  Britain’s 

scientific policy generally.

When,  in  1857,  Faraday  was  eventu­

ally offered the presidency of the Society 

by  Tyndall  [626],  he  declined,  and  he 

also declined  an offer of knighthood.  He 

was  intent  on being plain  Michael  Fara­

day  and  on  loving  only  science.  He 

turned  down  chances  for  more  money 

even when  the  duke  of  Wellington  him­

self  suggested  he  engage  in  more  prac­

tical—and profitable—labors.

In  1844 Faraday was invited  to dinner 

with  Queen Victoria  on  a Sunday,  when 

he  was  due  at  the  small  church  he  at­

tended. After an agonizing period of un­

certainty he decided it was necessary for 

him to obey the queen, but the inflexible 

congregation  excommunicated  him  and 

he  could  not  be  reinstated  until  he  had 

undergone  considerable penance.

His religious beliefs enabled him, how­

ever, to solve without fear or uncertainty 

a  problem  that  agonizes  many  scientists

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ENCKE

MURCHISON

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of  our  day—the  conflict  between  the 

demands  of  country  and  of  human  ide­

alism.  During  the  Crimean  War  of  the 

1850s  (in  which  Great  Britain  was  at 

war with Russia)  Faraday was  asked  by 

the  British  government  if  there  was  any 

possibility of preparing quantities of poi­

son  gas  for  use  on  the  battlefield  and  if 

he  would  head  a project  to  perform  the 

task, supposing it to be feasible.  Faraday 

answered  at  once  and  with  finality  that 

the  project  was  certainly  feasible,  but 

that  he  himself  would  have  absolutely 

nothing to do with it.

He  kept  a  meticulous  day-by-day  rec­

ord of his forty-two years of scientific la­

bors  (1820-62).  This  was  published  in 

1932 in seven volumes.

Faraday  began  to  lose  his  ability  to 

think clearly after 1855, perhaps because 

(some think)  of chronic mercury poison­

ing.  He  retired,  uncomplainingly,  from 

his work and waited patiently for death.

He  requested  during  life  that  he  be 

buried  under  “a  gravestone  of  the  most 

ordinary kind” and that only a few rela­

tives  and  friends  attend his funeral,  and 

this  was  done.  His  true  memorial,  of 

course, is  our electrified world  of today.

[475]  ENCKE, Johann Franz (enk'uh) 

German  astronomer 

Born:  Hamburg, September 23, 

1791

Died: Spandau (near Berlin), 

August 26,  1865

Encke,  the  son  of  a  minister,  entered 

Gottingen  in  1811  and  studied  under 

Gauss  [415],  then  served  as  an  artillery 

officer  at  the  tail  end  of  the  Napoleonic 

Wars.

Back in civilian life he took up astron­

omy and  in  1819  computed  the  orbit  of 

a comet that had been observed the year 

before by Pons  [376],  The comet proved 

to  have  a  period  of  only  three  and  a 

third years. Encke’s comet, as it has been 

called  ever  since,  was  the  second  comet 

whose  return  was  predicted,  the  first 

being  Halley’s  [238],  Encke’s  comet  was 

the first short-period comet to be discov­

ered,  and no  comet has ever been found 

with  a  shorter  period.  In  1835  Encke’s 

comet  passed  close  enough  to  Mercury

to  allow  the  mass  of  that  planet  to  be 

determined  for  the  first  time—from  the 

effect  of  its  gravity  upon  the  comet’s 

orbit.

In  later  life  Encke  calculated  the  dis­

tance  of  the  sun  (from  data  on  past 

transits  of  Venus)  to  be  95,300,000 

miles.  This  is  over  2  percent  too  high  a 

figure, but it was the most accurate value 

obtained at that time.

In  1825  Encke  was  made  director  of 

the  Berlin  Observatory,  which  in  ten 

years  he  transferred  to  a  larger, 

magnificently equipped building.

[476]  PETIT, Alexis Thérèse (puh-teeO 

French physicist

Born:  Vesoul,  Haute-Saône,  Oc­

tober 2,  1791

Died:  Paris, June 21,  1820

Petit  obtained  his  doctorate  in  1811, 

then  taught  at  École  Polytechnique.  Al­

though he did  much work on heat,  Petit 

is remembered almost exclusively for the 

work  he  did  with  Dulong  [441]  and  for 

the law of Dulong and Petit. He was also 

the brother-in-law of Arago [446].

He was another of the scientists of the 

period  to  be  victimized  by  that  killer  of 

young adults,  tuberculosis.

[477]  MURCHISON, Sir Roderick Impey 

(muriki-son)

Scottish geologist

Born: Tarradale,  Ross-shire,  Feb­

ruary 19,  1792

Died:  London,  October 22,  1871

Murchison,  the  descendant  of  a  land­

owning  family,  was  left  fatherless  at 

four.  He  had  a  military  education  and 

took  part  in  the  campaign  in  Spain 

against  the  forces  of  Napoleon.  After­

ward,  as befitted  a retired officer,  he  be­

came  a  renowned  fox  hunter.  He  was 

lured  by  Davy  [421]  into  attending 

scientific  lectures,  became  enamored  of 

geology  and  sold  his  hunting  dogs.  He 

began  as  a  neptunist  but  was  soon  con­

verted to vulcanism.

He  explored  Great  Britain  and  then 

with Lyell  [502]  and  Sedgwick  [442]  ex­

tended his curiosity to the rocky features

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BAER

BAER

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of much  of  western  Europe.  He  studied 

the  rocks  of what  he  called  the  Silurian 

era  (named  for  an  old  Celtic  tribe  in 

Wales  that  had  lived  in  the  area  where 

Murchison found the rocks)  and for this 

received  the Copley  medal  of  the  Royal 

Society.  With  Sedgwick  he  next  studied 

rocks of the Devonian era  (from Devon, 

in southwest England).

In the  1840s he headed a geologic sur­

vey  to  the  Ural  Mountains  in  Russia. 

This resulted in the naming of the Perm­

ian  era,  from  the  city  of  Perm  in  the 

Urals.  In  1846 he was knighted.

[478]  BAER, Karl Ernst von (bare) 

German-Russian embryologist 

Born:  Piep,  Estonia,  February  28, 

1792

Died:  Dorpat, Estonia (now 

Tartu, Estonian SSR), November 

28,  1876

As  was  usually  the  case  with  nine­

teenth-century  Russians,  the  need  for 

higher  education  made  a  trip  to  Ger­

many necessary. This was easier for Baer 

since he was of German descent, as were 

most  of  the  landowners  in  the  Baltic 

provinces  of  Russia  in  those  days.  He 

obtained  a  medical  degree  at  Dorpat  in 

1814,  but  then  obtained  further  training 

in  Berlin  and  Vienna.  After  achieving 

that  education he  eventually returned  to 

Russia.  His  greatest  discoveries,  how­

ever,  took  place  in  Germany,  where  he 

served as a professor at the University of 

Königsberg from  1817 to  1834.

In  1827  he  published  his  findings  in 

connection  with  the  mammalian  egg. 

The  mammalian  ovary  contains  certain 

structures  called  follicles,  which  had 

been  discovered  by  Graaf  [228]  a  cen­

tury  and  a  half  before.  Since  that  time 

the  follicle  had  been  taken  to  be  the 

mammalian egg. Baer opened the follicle 

of  a  dog  and  examined  a  small  yellow 

point  within.  It  was  this  much  smaller 

structure, seen only in a microscope, that 

was  the  mammalian  egg—and  so  it  was 

finally  clear  that  mammalian  develop­

ment  (including  human  development,  of 

course)  was  not  fundamentally  different 

from that of other animals.

Between  1828  and  1837  he  published 

a  two-volume  textbook  on  embryology, 

which may be considered, along with the 

work  of  Pander  [489],  as  founding  the 

subject.  Building  on  Pander’s  observa­

tions,  Baer pointed out that the develop­

ing  egg  forms  several  layers  of  tissue, 

each of which is undifferentiated but out 

of  which  various  specialized  organs  de­

velop, a given set of organs from a given 

layer.  These  he  called  germ  layers— 

germ being a general term for any small 

object  that  contains  the  seed  of  life. 

(Nowadays there is too great a tendency 

to think that by germ is meant only bac­

terium.)  Baer  thought  there  were  four 

such germ layers,  but later  Remak  [591] 

pointed  out  that  the  two  middle  layers 

really  form  a  single  structure,  so  that  a 

total  of  three  layers  exist,  and  that  has 

remained the view ever since.

In  his  doctrine  of  germ  layers,  Baer 

was  taking  up  the  cause  of  epigenesis, 

which had first been enunciated by Wolff 

[313]  three quarters of a century before. 

With  Baer  the  victory  of  that  doctrine 

was complete.

Baer’s studies of embryos also supplied 

new ammunition for those biologists who 

believed in the evolutionary development 

of  life.  Baer  pointed  out  that  the  early 

stages  of  the  development  of  vertebrate 

embryos  were  quite  similar  even  among 

creatures  that  in the  end were  quite  dis­

similar.  Small  structures  in  different  em­

bryos,  scarcely distinguishable from each 

other  at first,  might develop  into  a  wing 

in one case, an arm in another,  a paw in 

a  third  and  a  flipper  in  still  a  fourth. 

Baer  believed  that  relationships  among 

animals could be deduced more properly 

by  comparing  embryos  than  by  compar­

ing adult structure  (so that he is also the 

founder of comparative embryology).

Baer  pointed  this  up  dramatically 

when he was able to show that the early 

vertebrate embryo possessed a notochord 

for a short while. The notochord is a stiff 

rod  running  the length of the  back,  and 

there are very primitive fishlike creatures 

that  possess  such  a  structure  throughout 

life.  In  vertebrates  this  is  quickly  re­

placed  by  a  spinal  cord,  but  the  tempo­

rary  existence  of  the  notochord  in  the 

vertebrate  embryos  shows  their  rela­