日本漫画《海贼王》及其衍生作品中有一个角色,名为——卡文迪许,这个双重人格的角色自恋也厉害。而在历史上,有一个同样叫卡文迪许的人物,比起漫画和动漫的虚拟世界,历史上的这个人的重新问世,是因为一封沉睡七十年的手稿。他也因此被誉为有史以来最伟大的实验物理学家。这究竟是怎么回事呢?

亨利·卡文迪许简介

历史上的卡文迪许,全名为亨利·卡文迪许,生活在十八世纪,1731年10月10日出生,1810年2月24日去世。是个英国人,在我们的中学课本上,他经常和牛顿一起出现,但是,课本上却没有他的画像。可,就是这位没有画像的人,其神秘其实远超所有人的想象。因为,物理学上著名的:欧姆定律、库仑定律,都和这个人有关。

卡文迪许是个学霸,他曾就读于剑桥大学彼得学院。毕业后,他开始在他父亲的实验室做助手,因此积累了大量的实验经验,也积累了更多的电学、化学研究的知识,也因此开始了他长达五十年的实验之旅。1760年卡文迪许被选为伦敦皇家学会成员,1803年又被选为法国研究院的18名外籍会员之一。但是,他的成就实在是不能单一的用实验物理学家相容。

化学领域

1784年,卡文迪许在一次偶然的试验中,发现个别金属和化学上的酸会产生反应,然后会产生可以燃烧的气体。后来,经过后世科学家通过他遗留下来的手稿进行的实验,这种可以燃烧的气体,有了名字叫做——氢气。而当时的科学界对于氢气的认识不一,更有人认为这是人工合成的气体,是卡文迪许的坚持、实验,通过排水集气的方法,收集到了氢气。并在自己手稿进行记录,才使得这种新气体的概念问世。

更重要的是,卡文迪许甚至确定了氢气的密度,进而让空气和氢气合成了水。这对于当时的科学界是划时代的意义,因为当时的普遍认知是:水是一种十分单纯的元素,它可以组成万物。而卡文迪许的观点世界证明了水是化合物。

在此之后,他混合空气、氢气,加上电火花进行试验,最后发现,氧气和氢气一起燃烧,当氢气完全燃烧尽,氧气只用掉了五分之一,所以,他得出了氢气和氧气的消耗比是2.02比1。在此饰演的基础上,卡文迪许甚至得出了空气的组成部分:空气中氧气占百分之20.833,剩余的部分大多都是氮气。现代的科学仪器,已经可以得出空气中氧气的含量是备份至20.95,而卡文迪许在十八世纪就已经得出了和现在相处非常小的数据了。

另外,卡文迪许在后续的试验中,还发现除了上述的氢气、氧气等,还有120分之1的气体是不会和其他物质产生反应的,这种物质在现在化学中被称为稀有惰性气体。而这样的结论,在一百多年后才被真正发现、证实,可见卡文迪许是多么的厉害。

物理领域

在物理学上,卡文迪许之所以能够被誉为最伟大的实验物理学家,是因为他曾有过一次著名的扭秤实验。他是用米切尔的扭秤进行的实验,但是经过了自己的改进,这个实验一直进行了25年,所测量的是地球的密度和质量,这在当时的天文学界是很热门的实验之一。

他首先把自己改造过的扭秤放在一个密闭的房子中,用一个质量大的铁球和一个质量小的铁球分别放在扭秤的两端。扭秤中间用一根韧性很好的钢丝系在支架上,钢丝上有个小镜子。用一道平行光照射镜子,光点反射到标有刻度的地方。通过记录实验得出的数据,他算出地球的面度为5.841克每立方米,地球的密度是地球水密度的5.481倍。而现代的仪器所得出的结论为5.517,和他的结论,误差仅仅有0.65253%。他还确定了万有引力常数计算出了地球的质量。被誉为第一个称量地球的人。

除此以外,他还得出过欧姆定律、库伦定律。得出这些结论,甚至是用他自己的身体作为实验工具得出的,比如欧姆定律,就是他将自己的身体放在电流两端,通过感知身体的反应强弱,来得出电流的强弱。而这些伟大的结论,都因为他孤僻的性格,没有对外发表,一直到了他去世七十多年后的十九世纪末期,电学家麦克斯韦在他的实验室发现了他曾经的手稿,才让他的成就问世,他在当时也因此被誉为"有史以来最伟大的实验物理学家。"

他八十岁的时候才结束自己的实验生涯,所以,他才能在热学理论、计温学、气象学、大地磁学等方面都有涉及。他通过扭秤实验验证了牛顿的万有引力定律、确定了引力常数和地球平均密度、他是分离氢的第一人、把氢和氧化合成水的第一人......他有太多的第一,而他的成就都和他的勤奋脱不了关系。

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