第11章 與物理學家相約(2)(2 / 3)

他們發現,水銀柱立即下降,直到比槽中水銀麵高出76厘米為止,而且不論玻璃管斜放還是豎放,水銀柱的垂直高度都不變。

托裏拆利認為,水銀柱的垂直高度是由大氣對槽中水銀麵的壓力引起的。當時由於托裏拆利忙於擺線的研究,所以沒有公開發表這個著名實驗。他僅於1644年在給羅馬的朋友裏奇的兩封信裏描述了這個實驗,還說他實驗的目的“不是單純地產生真空,而是要製造一種儀器,用它來證明空氣的變異,時而較重而稠密,時而較輕而稀薄”。

同年,裏奇在給巴黎學者默森(1588~1648)的信中介紹了托裏拆利的實驗,在法國科學界廣為傳播,引起很大的轟動。1646年夏天皮爾·珀蒂在魯昂重複了這個實驗。1648年帕斯卡也先後在巴黎教堂的尖頂上和法國南部的多姆山重做了這個實驗,成功地證實了托裏拆利的重大發現。這樣,古代權威亞裏士多德的“自然界厭惡真空”的謬說被徹底推翻了。

除此之外,托裏拆利曾磨製成直徑80毫米的望遠鏡透鏡,還用小玻璃球作透鏡製成簡易顯微鏡。他還寫了不少有價值的數學論文,對擺線、圓錐曲線、對數曲線等進行了深入的研究。

富蘭克林用風箏捕捉雷電

富蘭克林(Benjamin Franklin,1706~1790)是美國著名的科學家、社會活動家,1706年1月17日誕生於美國波士頓的一個工人家庭。

富蘭克林八歲上小學,聰明好學,成績突出。因為家境貧困,十歲就退學,跟著父親學做肥皂和蠟燭。12歲的時候,到哥哥詹姆士的廠裏當印刷工。在這期間,他博覽了許多有名的著作,不僅獲得了豐富的科學文化知識,而且養成了良好的自學習慣。15歲已能寫得一手好文章。1723年離開波士頓,到費城一家印刷廠當工人。後來去英國學藝,回國後製造成北美第一台銅版印刷機。1727年富蘭克林組織了青年自學團體“共讀社”,在這個基礎上,於1731年創辦了北美第一座圖書館。1743年富蘭克林在費城創建了美國第一個科學團體“北美增進有用知識哲學會”。1746年富蘭克林開始走上了研究電學的道路。

1748年他出賣了他的印刷所,把全部時間致力於電的實驗。1753年富蘭克林發明了避雷針。同年,因為他在電學方麵的出色成果,榮獲英國倫敦皇家學會授予的柯普利金質獎章。1754年富蘭克林取得美國麻省坎布裏奇大學(現在的哈佛大學)文學碩士學位。他為自己“這樣沒有上過大學的人分享了大學裏的榮譽”感到萬分榮幸。1756年富蘭克林被選為英國倫敦皇家學會會員。在美國獨立戰爭期間,富蘭克林積極參加反英鬥爭。參與1776年美國《獨立宣言》的起草工作。1776年1785年出使法國,促成1778年法美同盟的締結。1787年被選為製憲會議代表,極力主張廢除農奴製度,為解決黑奴作出了很大貢獻。

富蘭克林對物理學的貢獻主要在電學方麵,是探索電學的先驅者之一。

一個偶然的機會,使40歲的富蘭克林闖進了電學這塊“待開墾的處女地”。1746年,英國學者斯賓士在波士頓做了一係列電學實驗,激起富蘭克林對電學研究的濃厚興趣。斯賓士表演結束後,看到富蘭克林流連忘返,就拍著他的肩膀說:“這是一塊等待開墾的處女地,先生確有興趣,就來參戰吧!”他說完就把一部分儀器送給富蘭克林。沒過多久。富蘭克林又收到一位朋友從倫敦寄來的一隻萊頓瓶。富蘭克林把這些儀器當做珍寶,成天擺弄,對放電等現象開展了全麵的研究。

就在一個簡單的放電實驗中,富蘭克林取得了第一個重要發現。他讓A、B兩人分別站在木箱上,用萊頓瓶分別使他們帶上玻璃電和鬆香電;又讓A、B向站在地上的第三個人C放電,結果都有火花閃現。但是如果A、B帶電後先互相握手,再向C放電,結果都沒有火花閃現。富蘭克林由此發現玻璃電和鬆香電可以互相抵消,於是總結出電荷有兩類,他把玻璃電叫做正電,把鬆香電叫做負電,分別用“+”、“-”符號來表示。這是一個重大的發現,它為定量研究電荷的性質打下了堅定的基礎。富蘭克林進一步提出,電荷不能創生,也不能消滅。隻能從一個物體轉移到另一個物體。他說:“電不因摩擦玻璃管而創生,而隻是從摩擦者轉移到了玻璃管,摩擦者失去的電和玻璃管獲得的電嚴格相同。”富蘭克林是物理學史上最早提出電荷守恒原理的人。

18世紀中葉,科學還沒有揭開雷電現象的秘密,人們常把雷電同上帝發怒聯係在一起。富蘭克林是不信上帝的。他想揭開這個奧秘。1752年有一天,富蘭克林正在用一連串萊頓瓶作實驗,在一旁觀看的妻子裏德不小心碰了一下萊頓瓶,頓時電光閃起,她尖叫了一聲倒在地上。富蘭克林扶起妻子之後,為剛才發生的轟響和電光吸引住了,他聯想到雷閃現象中的雷聲和電光。於是設想天上的電很可能和地上的電是一樣的。為了證明天電和地電是同一種物理現象,他設計了一個著名的捉天電的風箏實驗。