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稱地球的卡文迪許

2008-12-29 00:00:00史曉雷
中學(xué)生百科·悅青春 2008年5期


  在公眾心目中,科學(xué)家往往是一個離經(jīng)叛道、異乎尋常的群體,要么他們深居簡出,要么性格離奇。在眾多“古怪”的科學(xué)家當中,沒有比英國的卡文迪許更叫人難以捉摸的了,不過,也正是他的古怪,成就了他在科學(xué)史上的不朽地位。單憑測量地球引力常數(shù)G的扭秤實驗,他就完全有資格進入人類最杰出的科學(xué)家之列,該實驗曾在2002年被美國的《物理世界》雜志評為科學(xué)史上最出色的十大實驗之一(排名第六位)。
  卡文迪許,1731年生于英國一個貴族家庭,他的祖父和外祖父都被封為公爵。因此,他從父輩那里得到了很多遺產(chǎn),使他有足夠的經(jīng)濟能力購買他需要的實驗設(shè)施來滿足他對科學(xué)探索的好奇心。有位科學(xué)家風趣地評價卡文迪許,說他是18世紀英國有錢人中最有學(xué)問的,有學(xué)問者中最有錢的。
  盡管如此,卡文迪許自己的生活卻異常儉樸,這也是他的一怪。他總是穿著不入時的紳士服,據(jù)說那是17世紀英國的風格,而且他的每一件衣服沒有不掉扣子的,因為他總覺得這些無礙大事,而把心思投入到科學(xué)研究中了。
  卡文迪許性格非常孤僻,不善言談,尤其是不能聽別人的夸耀,這是他的另一怪。有人分析說,這可能與他的生活經(jīng)歷有關(guān),因為兩歲的時候,卡文迪許的母親便去世了,而后由保姆帶養(yǎng),11歲時便到一貴族學(xué)校求學(xué),與人很少交往。一次,在宴會上別人聽說他就是卡文迪許時,對他稱頌了幾句,結(jié)果他滿面通紅,感覺很不自在,竟轉(zhuǎn)身離去坐著馬車溜回家了。
  他從不與家里雇用的女傭說話,并且規(guī)定她們不能出現(xiàn)在他看得見的地方。一次,在樓梯與女傭相遇使他感到很窘迫,不得不讓別人另外給他架起了一個專用樓梯。由于性格過度孤僻,使他終身未娶。不過他可不是個吝嗇鬼。有一次,他的一個仆人因病生活發(fā)生困難,向他借錢,他毫不猶豫地開了一張一萬英鎊的支票,還問夠不夠用。
  為了搞科學(xué)研究,卡文迪許把客廳改作實驗室,在臥室的床邊放著許多觀察儀器,以便隨時觀察天象。他還酷愛圖書,把自己收藏的大量圖書,分門別類地編上號,管理得井井有條,無論是借閱,甚至是自己閱讀,也都毫無例外地履行登記手續(xù)??ㄎ牡显S可算是一位活到老、干到老的學(xué)者,直到79歲高齡、逝世前夜還在做實驗。
  在純粹科學(xué)研究中,卡文迪許也是一位不折不扣的怪杰。他一生涉獵廣泛,在物理和化學(xué)諸多領(lǐng)域都做出了不凡的業(yè)績,但是留給科學(xué)史的往往是:他是事實的第一發(fā)現(xiàn)者,署名的卻是別人。他一生留下的論文僅有十八篇,大都還不是他研究的重要部分。
  卡文迪許的第一篇論文是論述“可燃氣體”的,也就是我們現(xiàn)在所說的氫氣,他是第一位發(fā)現(xiàn)氫氣的科學(xué)家。他對空氣進行研究,證實了水是氫和氧的化合物。在氣體研究領(lǐng)域,他還對“固定氣體”(即二氧化碳)進行了深入研究并且發(fā)現(xiàn)了空氣中存在類似“濁氣”(即氮氣)的稀有氣體。
  在靜電學(xué)領(lǐng)域,他成就很大,但是研究的成果極少公開。他已經(jīng)提出了靜電電容、電勢的概念,還用實驗證實了點電荷之間的作用力與距離的平方成反比,盡管后者現(xiàn)在是以法國科學(xué)家?guī)靷惷?,但卡文迪許是最早的發(fā)現(xiàn)者。此外,他靠自己的聰明才智,設(shè)計了巧妙的扭秤實驗,在1789年驗證了牛頓的萬有引力定律,并且得出了萬有引力常數(shù)G。這樣,他計算出了地球的重量。他是人類歷史上第一個“稱”出地球重量的人。
  這位科學(xué)怪杰,連他為自己選擇的去世方式也不同尋常。他在1810年2月24日臨終時,讓身邊的仆人暫時離開一會兒,過一個鐘點再回來。等仆人再回去時,他已經(jīng)去世了??ㄎ牡显S去世后,留下了大量資產(chǎn)和手稿。直到1871年,他的后人把卡文迪許的部分財產(chǎn)和手稿捐獻給了劍橋大學(xué)籌建的卡文迪許實驗室。負責籌建工作的是著名的科學(xué)家麥克斯韋,他嘔心瀝血地整理了卡文迪許的手稿,驚奇地發(fā)現(xiàn)許多已經(jīng)被其他科學(xué)家署名的工作其實卡文迪許早已完成了。如今,卡文迪許實驗室已經(jīng)培育出了26位諾貝爾獎得主,因而名揚天下。
  編輯/梁宇清

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