1654年春季的一天,法國勒根堡的郊外風和日麗,山坡下的平地上聚集了上千人,等著觀看馬德堡的市長奧托格裏克表演的一個科學遊戲。皇帝、皇後也興致勃勃地趕來了,所以場裏的氣氛格外熱烈。
隻見奧托格裏克一手拿著由他設計製作的兩個鐵製的直徑20厘米的半球來見皇帝。他告訴皇帝,這兩個半球,取名為馬德堡半球,把它們合攏後,抽去裏麵的空氣,兩邊即使各用五六匹馬來拉也未必能拉開。皇帝覺得這真是不可思議,催促奧托格裏克趕快把實驗做起來。
奧托格裏克把兩個半球啪地合上,然後用一個小唧筒,三下兩下抽光了裏麵的空氣。他將兩根又粗又結實的繩子係住半球兩邊的環,讓兩個彪形大漢,一人拉一頭繩子使勁拔起河來。
隻見那兩個大漢都使出了渾身的力氣,可那兩個半球還是緊緊地抱在一起。兩邊的壯漢增加到三個,可是兩個半球反倒像越拉越緊了。看的人都目瞪口呆,簡直不相信自己的眼睛。那小小的兩個半球,怎麼會吸得這樣緊?這時奧托格裏克幹脆讓壯漢們下來,牽過四匹駿馬,一邊兩匹,讓馬來進行這場拔河比賽。“啪,啪”隨著鞭聲,駿馬揚蹄奮力向前,可是無論駿馬如何用力,卻是前進不了半步,那兩個半球牢牢地粘合在一起,依然如故。奧托格裏克吩咐將兩邊的馬匹一匹一匹地增加,一直增加到兩邊各是七匹駿馬,還是不見分曉。看得眾人都凝神屏息,廣場上竟沒有一點聲音。這時,奧托格裏克吩咐再各加一匹馬,馭手的鞭子甩得如爆竹般炸響,馬嘶嘯嘯,塵土飛揚。人們再也按捺不住,連皇帝、皇後也忘記了自己的身份,站起來,跟著人們手舞足蹈地高喊道:“加油!加油!”隻聽得“嘭”的一聲,鐵球終於裂成兩半。兩邊的八匹馬各帶著一個半球一下子衝出好幾百米遠。
這就是著名的馬德堡半球實驗。
皇帝看了實驗,心裏真是百思不得其解,便問奧托格裏克說:“你莫不是在變什麼戲法,要不,這兩個半球怎麼會有如此大的吸引力呢?”
奧托格裏克說:“不是兩個半球有什麼吸力,而是空氣對它的壓力,也就是大氣壓強!”
“大氣壓強?”皇帝聽了,越發覺得莫名其妙,這也難怪。這個現在連初中生都知道的物理學概念,在那時還是新發現的高深學問呢!
“大氣壓強”,是伽利略的學生托裏拆利在1643年發現的,並且在一天當眾演示了這個證實大氣壓強的實驗。隻見托裏拆利取過一隻注滿水銀的小碗,然後又拿出一根1米長,一頭開口,外壁有刻度的細玻璃管。在玻璃管裏也注滿水銀,用拇指把開口按住。然後一下子把玻璃管倒過來,連手一起浸入碗中,再放開拇指。這時,細管中的水銀柱慢慢低落下來,當液麵落到標著76厘米的刻度處就停住不動了。托裏拆利指著玻璃管頂頭的那一段說:“請注意,這段玻璃管裏是真空,連空氣也沒有。至於水銀為什麼落到這裏就停住了呢?那是由於空氣的壓強,正好把水銀托到這個高度。水銀的比重是13.6克/厘米?,那麼13.6x0.076=1.0336(千克/厘米?)就是空氣壓強的大小。”