[5月22日]科學歷史上的今天——威廉·斯特金（WilliamSturgeon）

1783年5月22日，威廉·斯特金（William Sturgeon）出生於英國蘭卡斯特郡。他發明了實用電磁鐵，為電報技術奠定基礎。

斯特金曾是鞋匠學徒，1802年入伍後自學自然科學。1820年退役後，他邊經營度日，邊鑽研所愛之學。1824年他成為皇家軍事學院（Royal Military College）的一位講師。

1819年，漢斯·克里斯蒂安·奧斯特（Hans Christian Ørsted）發現，當電流穿過一條金屬線，附近的磁針會偏轉。1820年，奧斯特發表了這一發現（這可能是世界上最後一篇以拉丁文全文發表的重量級論文）。電與磁之間存在聯絡，這一劃時代的發現吸引了更多科學家研究電磁。紛至沓來的除了安培（Ampere）、阿拉果（Arago）、戴維（Davy）等學者，還有斯特金。多項實驗裝置同時湧現：德拉里夫（De La Rive）的浮置電池與線圈、施魏格（Schweigger）的倍增器、卡明（Cumming）的電流計、法拉第（Faraday）的永磁體旋轉裝置、馬什（Marsh）的振動擺、巴洛（Barlow）的旋轉星輪。然而，電磁體的發明要等到1825年才由斯特金第一次推出。

在斯特金之前，戴維曾於1821年在其實驗用的鋼針周圍臨時纏繞導線線圈，證明通電線圈能賦予鋼針磁力。斯特金比此前這個實驗有了躍升，關鍵是他用銅線圈纏繞軟鐵芯。如此，不僅能製成強效磁體，且能隨意啟閉並任意調節磁力，還能在幾乎無限遠的距離外啟動與控制。首個具備上述特性並獲得公認的電磁體，由斯特金設計完成，於1825年在《技藝學會彙刊》（《Transactions of the Society of Arts》）上發表。斯特金把金屬線纏繞在一塊馬蹄狀的鐵上。為了防止短路，斯特金還給鐵刷了漆。僅僅靠一塊品脫壺大小的伏打電池供電，這塊7盎司重的磁鐵能托起9盎司重的鐵。而以前的電磁鐵需要非常龐大的電池。這項發現如此重要，斯特金因而獲得技藝學會頒發的一塊大的銀獎牌，還有三十基尼獎金。

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斯特金的電磁鐵，圖來自1824年他的論文《Improved Electro Magnetic Apparatus》。電磁鐵由18圈銅線繞在鐵上構成。

斯特金的電磁鐵帶來了此後電報機等眾多發明，例如威廉·庫克(William Cooke)和查爾斯·惠斯通(Charles Wheatstone)於1837年架設一條1英里多的電線，有電流透過時電磁鐵吸引電鈴的擊錘，發出聲音訊號，成功證明了電磁電報可以用於遠距離即時通訊，是世界上首個實用化的電報系統。

1832年，斯特金為電動機配上了一個換向器（commutator），它能切換電流方向，使電磁線圈在磁場中持續旋轉。這是奠定了現代直流電動機的核心設計。

1836年6月，斯特金向皇家學會投稿，報告自己關於電磁鐵的研究。雖然文章得到宣讀，但卻沒有發表在學會月刊上。當年10月，斯特金創立《電學、磁學與化學年鑑，暨實驗科學衛士》（The Annals of Electricity, Magnetism, and Chemistry; and Guardian of Experimental Science）。

對於大氣電學的研究，貫穿了斯特金的科學生涯。他並不滿足於電氣觀測站中常見的儀器裝置，而是將探測風箏升入高空，應該是受到了富蘭克林的啟發。無論寒暑晴雨，甚至數次冒著生命危險，他執著探索這一氣象學的重要分支。斯特金一共開展了500多次風箏觀測實驗，他最終證實：在晴朗天氣條件下，大氣相對於地球始終帶正電，並且隨著海拔升高，正電荷強度呈現遞增趨勢。受限於所使用的靜電計比較簡易，斯特金只能得出定性結論。量化記錄，還要等開爾文發明精密的靜電計之後。

斯特金還發明瞭一種懸浮線圈檢流計，可以檢測電流。他還改進了伏打電池以及熱電理論。

1840年，斯特金移居曼徹斯特，就職於皇家維多利亞實用科學館（Royal Victoria Gallery of Practical Science）。他和約翰·戴維斯（John Davis）及其學生詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）交往甚密。1842年科學館關閉。此後，斯特金靠講課與實驗演示為生。

考慮到斯特金先生做出的貢獻，並體恤其經濟拮据，斯特金的友人向英國政府請願。政府遂從科學與文學人士援助基金中撥了200英鎊給斯特金；而後於1849年，又授予斯特金50英鎊年金。然而斯特金僅享此惠一年，他於1850年12月4日去世。