物理學(xué)家簡介：卡文迪許

1、卡文迪許 最富有的學(xué)者，最有學(xué)問富翁亨利卡文迪許是英國杰出的物理學(xué)家和化學(xué)家，他的一生為科學(xué)的發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。也許這位科學(xué)家在生活中不是一個(gè)出色者，但在科學(xué)研究中不愧為一顆閃亮的明星。1731年10月10日，卡文迪許生于法國尼斯的一個(gè)貴族家庭。他的父親是英國公爵的后裔，因?yàn)樗哪赣H喜歡法國的氣候，才搬到法國居住。當(dāng)卡文迪許兩歲的時(shí)候，他的母親就去世了。由于早年喪母，他形成一種過于孤獨(dú)而羞怯的習(xí)性。1（一）科研歷程卡文迪許在十一歲那年進(jìn)入了紐科姆博士在哈克尼辦的一所中學(xué)學(xué)習(xí)，這是一所主要招收上層階級(jí)的孩子的學(xué)校。1749年，他進(jìn)入劍橋的圣彼得學(xué)院學(xué)習(xí)。在劍橋，他學(xué)習(xí)了四年。1753年，他離

2、開劍橋漫游歐洲大陸。這以后他與父親一起居住在倫敦馬爾特羅大街，他在家里裝備了一間實(shí)驗(yàn)室和工作室。開始，卡文迪許只是做父親的助手。他的父親查爾斯是一位杰出的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家，也是英國皇家學(xué)會(huì)的重要人物。查爾斯的實(shí)驗(yàn)技巧非常卓越，備受富蘭克林的贊揚(yáng)。他鼓勵(lì)兒子熱愛科學(xué)，并把自己的儀器設(shè)備供給兒子使用。尤其重要的是，父親把卡文迪許引進(jìn)倫敦的科學(xué)界。1760年，卡文迪許成了皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1766年，卡文迪許發(fā)表了人造氣體一文，這篇論文紀(jì)錄了卡文迪許對(duì)氫氣的研究。文中指出，氫氣是做為一種獨(dú)特的物質(zhì)存在的。并且他還用實(shí)驗(yàn)證明了氫能夠燃燒。在化學(xué)的其他方面，卡文迪許也作出了重要的發(fā)現(xiàn)。2他研究了二氧化碳的性質(zhì)，指

3、出由腐爛和發(fā)酵產(chǎn)生的氣體，與大理石受酸作用而產(chǎn)生的氣體是相同的。他還研究了空氣的組成，用實(shí)驗(yàn)證明了空氣中有惰性氣體存在。他在化學(xué)方面最杰出的貢獻(xiàn)是研究了水的組成，并證明了水是氫和氧的化合物，這一偉大發(fā)現(xiàn)在化學(xué)史上開辟了一個(gè)新紀(jì)元?？ㄎ牡显S對(duì)物理學(xué)研究很感興趣，他最初著手研究的是動(dòng)力學(xué)。1687年出版的牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書對(duì)卡文迪許的影響很大。他基本上贊成牛頓的觀點(diǎn)，但在某些問題上也堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)。1798年，卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了牛頓的萬有引力定律。同時(shí)確定了萬有引力常數(shù)和地球的平均密度?？ㄎ牡显S在電學(xué)上的研究持續(xù)的時(shí)間很長，直到1781年才結(jié)束，這是他一生中最持久最艱苦的嘗試。

4、他首先研究了兩個(gè)帶電體的相互作用，在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，他明確地指出：同種帶電體的相互作用是互相排斥，不同種帶電體的相互作用是互相吸引，相互作用力隨距離的某次方（小于3次）成反比例變化。這為后來庫侖發(fā)現(xiàn)的庫侖定律奠定了基礎(chǔ)。3他的關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)連同一個(gè)推廣的理論結(jié)果構(gòu)成了一篇未發(fā)表的論文的綱要?？ㄎ牡显S先于法拉第證實(shí)了電容器的電容與兩極板間的物質(zhì)有關(guān)，揭示了電介質(zhì)極化存在束縛電荷這一事實(shí)。他還先于歐姆發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體兩端的電勢差與通過它的電流成正比。更令人驚異的是，卡文迪許是在當(dāng)時(shí)還無法測量電流雖弱的條件下，用自己的身體做為一只測量電流的儀表面得出這一正確的結(jié)論的。他當(dāng)時(shí)是用手指抓住電極的一端，根據(jù)僅僅是

5、手指，還是手指到手腕，或者是手指一直到肘關(guān)節(jié)都感到電振，從而估計(jì)出電流強(qiáng)弱。遺憾的是這些成果當(dāng)時(shí)沒有完全公開發(fā)表，書面發(fā)表的只有兩篇涉及的材料并不是最重要的文章。大約過了一百年，麥克斯韋用他一生中的最后五年的時(shí)間，整理了卡文迪許留下的大量的資料、實(shí)驗(yàn)記錄和文稿，他在1879年出版了亨利卡文迪許的電學(xué)研究一書，至此人們才得以了解卡文迪許的工作和成果。卡文迪許還研究了熱的現(xiàn)象，他用硫磺、炭和玻璃等做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)給它們相同的熱量，溫度卻不一樣。從而他得出結(jié)論：各種物質(zhì)加熱到一定溫度時(shí)，所需要的熱量各不相同。這一結(jié)論對(duì)后來 發(fā)現(xiàn)比熱定律有著重要意義。4 （二）最古怪的科學(xué)家卡文迪許不善言談，很不喜歡那些

6、慕名而來的客人打擾他的研究工作。在他奉陪客人時(shí)，常常眼睛盯著天花板，腦子里思索著自已實(shí)驗(yàn)中的問題，一言不發(fā)，為此常常使客人十分尷尬。他雖然喜歡孤獨(dú)的生活，但對(duì)于別人所作的研究工作卻不是不感興趣 的。例如，他曾將 一些鉑送給青年科學(xué)家戴維作實(shí)驗(yàn)之用，有時(shí)還親自跑到皇家學(xué)會(huì)去參觀戴維的分解咸類的出色實(shí)驗(yàn)?？ㄎ牡显S在四十歲時(shí)，先后繼承了父親和姑媽的兩大筆遺產(chǎn)，于是他成為了一名百萬富翁。正如法國科學(xué)家比奧所說的：“卡文迪許在一切學(xué)者中最富有，在一切富翁中最有學(xué)問?！钡揞~的財(cái)富并沒有使卡文迪許的生活方式發(fā)生絲毫的變化。他仍然過著儉樸的生活，不講吃穿，每天都穿一件褪了色的上衣。他的錢大部分都花在了購置科

7、學(xué)儀器和圖書上。他利用自己繼承來的財(cái)富購買了一大批很有用的圖書，除自己用外，還慷慨地供其他學(xué)者使用。而且他對(duì)金錢毫無興趣，甚至不知道一萬英磅究竟是多大一筆財(cái)富。5一次他的一個(gè)仆人病了，要花錢治病，他隨手開了一張一萬英磅的支票給他，使仆人驚訝得不知所措。另外，卡文迪許最厭惡和害怕兩件事物，一是奉承，他聽到奉承的話常常十分窘迫、不知所措：一是女人，他最怕和女人接觸，所以終生未婚，而且他每天和女管家之間都用紙條來聯(lián)系。1810年2月24日，這位七十九歲的老人感到臨近死亡了，就吩咐身邊一位護(hù)理的仆人離開房間，而且非到規(guī)定時(shí)間不得擅自回來。當(dāng)仆人回來時(shí)，卡文迪許已經(jīng)孤獨(dú)的離開了人間。卡文迪許一生性情孤癖。他在科學(xué)界沒有形成一個(gè)