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最奇怪的物理学家:卡文迪许

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2015.12.24 13:13

卡文迪许,1731年出生在英国。他一生都在实验室和图书馆中度过,在化学、热学、电学方面进行过许多实验探索。但由于他对荣誉看得很轻,所以对于发表实验结果以及得到发现优先权却很少关心,致使其许多成果一直未被公开发表。直到19世纪中叶,人们才从他的手稿中发现了一些极其珍贵的资料,证实他对科学发展做出了巨大贡献。

卡文迪许的重大贡献之一是1798年完成了测量万有引力的扭秤实验,后世称为卡文迪许实验。他改进了英国机械师米歇尔(John Michell,1724~1793)设计的扭秤,在其悬线系统上附加小平面镜,利用望远镜在室外远距离操纵和测量,防止了空气的扰动(当时还没有真空设备)。他用一根39英寸的镀银铜丝吊一6英尺木杆,杆的两端各固定一个直径2英寸的小铅球,另用两颗直径12英寸的固定着的大铅球吸引它们,测出铅球间引力引起的摆动周期,由此计算出两个铅球的引力,由计算得到的引力再推算出地球的质量和密度。他算出的地球密度为水密度的5.481倍(地球密度的现代数值为5.517g/cm3),由此可推算出万有引力常量G的数值为 6.754×10-11 Nm2/kg2(现代值前四位数为6.672)。这一实验的构思、设计与操作十分精巧,英国物理学家J.H.坡印廷曾对这个实验下过这样的评语:“开创了弱力测量的新时代”。

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不过这些,并不是卡文迪许的最有特征的符号。

在他那个年代,卡文迪许有可能是最富有的学者,不过他一定是最博学的富豪。

据说卡文迪许很有素养,但是没有当时英国的那种绅士派头。他不修边幅,几乎没有一件衣服是不掉扣子的;他不好交际,不善言谈,终生未婚,过着奇特的隐居生活。

卡文迪许为了搞科学研究,把客厅改作实验室,在卧室的床边放着许多观察仪器,以便随时观察天象。他从祖上接受了大笔遗产,成为百万富翁。不过他一点也不吝啬。有一次,他的一个仆人因病生活发生困难,向他借钱,他毫不犹豫地开了一张一万英镑的支票,还问够不够用。

卡文迪许酷爱图书,他把自己收藏的大量图书,分门别类地编上号,管理得井井有序,无论是借阅,甚至是自己阅读,也都毫无例外地履行登记手续。卡文迪许可算是一位活到老、干到老的学者,直到79岁高龄、逝世前夜还在做实验。卡文迪许一生获得过不少外号,有“科学怪人”,“科学巨擘”,“最富有的学者,最博学的富豪”等。

视名利如天上的浮云

有一次卡文迪许出席宴会,一位奥地利来的科学家当面奉承卡文迪许几句,他听了起初大为忸怩,继而手足无措,终于坐不住站了起来,冲出室外径自坐上马车回家了。卡文迪许沉默寡言,对慕名来访的客人常常一言不发陪坐在旁,脑中想着科学问题,使一些帮闲文人尴尬扫兴。他一生致力于科学研究,成果丰硕,但只发表过两篇并不重要的论文。

人们为纪念这位大科学家,特意为他树立了纪念碑。卡文迪许一生勤俭,逝世后留下了大笔遗产,其中一部分由它的家族在1871年捐赠给剑桥大学创办卡文迪许实验室,这个实验室曾经对物理科学的进步作出了巨大的贡献,先后培养出26名诺贝尔奖获得者。

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