数理化通俗演义 [《数理化通俗演义》摘登]

时间：2019-01-12 03:19:46　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　42，踏破铁鞋得来却在故纸里种瓜得豆辛苦总会有收成　　――惰性气体的发现　　　　上回说到天文学家让逊和洛克尔在日食光中发现一种新谱线，给物理学家出了一个难题，有好几年谁也无法解释。人们只好猜测太阳里可能有一种新元素，于是就把它定名为“氦”(希腊文太阳之意)。谁知一波未平，一波又起。1892年，洛克尔突然收到一封信，信中提出一个无法解释的疑团，洛克尔就干脆把它发表在自己主办的《自然》杂志九月号上：
　　“今有一事特向贵刊和贵刊的读者求教。我最近多次用两种方法制取氮气，但它们的密度总不一样。既是同一物为什么会有两种密度呢?
　　瑞利
　　1892年9月24日
　　各位读者，你知道这个瑞利(1842～1919)是谁?他是英国剑桥大学的教授。此人有极好的耐心，因此他也就选了一个极要耐心的研究题目，那就是测量各种气体的密度(密度是指一升气体在0度和一个大气压下的质量)。而他的实验室里也有当时极好的一架天平，灵敏度可达到万分之一克。他制了一个大玻璃球。用真空泵将球内空气抽空，称出球重，算出体积，再充进各种气体，称出净重，求出密度。干这种重复枯燥的事，他真能不厌其烦。每种气体都要称几次，而且气体每次都得以不同方法制得，如果测量结果都一致了，这才放心。他就这样称了氢又称氧，称了氧又称氯，称了氯又称碳酸气，对着那个玻璃球，抽了又充，充了又称，称了再算，从1882年开始一直干了整整十年。这工作虽然枯燥，但那些气体在他的手中都一一有了个精确的密度，内心倒也十分愉快。不想到第十个年头上，瑞利这个办法再也不灵。他测氮气密度，第一个办法是让空气通过烧得红热的装满铜屑的管子，氧与铜生成氧化铜，剩下的就是氮气，密度为每升1.2572克。第二个办法是让氧气通过浓氨水，生成水和氮气，这种氮气的密度为每升重1.2560克，比空气中的氮轻了0.0062克。瑞利百思不解，便向《自然》杂志写了以上那封信。信发表后，瑞利一面盼着回音，一面不停地重复这个实验。谁知道这个0.0062就像鬼影一般，挥之不去，闭眼又来。直气得他真想把那个玻璃球一拳砸烂。小数点后面三位的小误差，这在一般人也就算了，但是细心的瑞利却绝不肯放它过去。而他的信在杂志上公布了二年，竟没有收到一封回信。瑞利实在等不得了，便带上他的仪器直奔皇家学会。1894年11月19日，他向许多化学家、物理学家当面做了一个关于“两种氮气”的报告。这一招还真灵，报告刚完，便有一个化学家拉姆赛(1852～1916)自告奋勇出来帮忙，他说：“两年前我看到你那封信还没有弄懂意思，今天我明白了，你从空气中得到的氮气一定含有杂质，所以会密度稍大。”这真是响鼓不用重槌，明人不用多说，瑞利恍然大悟：杂质不就是未发现的新物质吗?原来一块新大陆正在召唤他呢!瞬间，心头的愁云早已化成了眉梢上的笑意。他想，或许我已经抓住新元素的尾巴了。这瑞利正喜不自禁，突然有一个叫杜瓦的物理学家又走上前来将他的肩膀拍了一把：“老兄，这个问题卡文迪许早在20年前就曾提出过，我建议您去查查他留下来的笔记，或许能帮您一把。”卡文迪许(1791～1810)。瑞利现在就正在卡文迪许实验室工作，那些旧笔记就锁在他手边的柜子里。他一听这话更是喜上加喜，连忙喊道：“我现在就收拾东西回剑桥去。”
　　各位读者，你知道这卡文迪许何许人也?他可算得上科学史上的一个怪人。他出身贵族，很有钱，但是一不做官，二不经商，三不交际。他把钱都用来买科学仪器和图书。他还盖了一个很像样子的私人图书馆，任何人都可以来借书，但是一定要按时归还，就是他自己看书也要先打个借条，办个手续。他的穿戴全是上个世纪的打扮，所以一出门就有许多小孩子跟在后面，又叫又笑。他一辈子没有结婚，不知缺根什么神经，从心里厌恶女人，家里用着女仆，但又规定不许与他见面。每天早晨，他将吩咐女仆办的事写在纸上，放在固定地方。吃饭时女仆先摆好饭菜退出餐厅，他再进来落座。他离开后，才许女仆进来收拾餐具。一天，他在楼梯上与女仆偶然相遇，一时竟气得发抖，返身找到管家，命令再造一个楼梯，男女各行其便。他思维怪异，一生发现甚多，比如：第一个从水中电解出氢、氧，并测出比例；第一个测出地球的密度等等。但是他又极少公开发表，宁肯让这许多成果掩藏在尘封土埋的笔记本里。直到他死后50年，麦克斯韦受命筹建卡文迪许实验室，才十分吃力地将这些“天书”一本本地整理发表。这件事，着实使那个聪明的麦克斯韦晚年耗费了许多的精力。
　　(待续)

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