一位古怪的市长
过去,人们只把摩擦琥珀做为一种有趣的现象。而且,琥珀像宝石一样的贵重,是一般人所得不到的。自从 1600 年吉尔伯特为“电”这个神秘的自然力起了一个名字以后,电便开始进入了科学的殿堂。在《论磁》这本书里他列举了大量除了琥珀以外也可能用于摩擦生电的物品,给热衷于实验的人创造了条件。
不过,在 17 世纪,信息的传递是十分缓慢的,足足过了 60 多年,电的研究才跨进了一大步。有位德国科学家叫葛利克,葛利克对于电学实验有过很大的贡献,这一点读者可能不知道,但是提起马德堡半球实验,却几乎无人不知无人不晓。葛利克正是做这个实验的德国马德堡市的市长。
葛利克在青年的时代学过法律和数学,他曾当过德国埃尔富特市的工程师,后来回到故乡马德堡。但是在 1631 年一次战争中,该城被洗劫一空,葛利克和他的全家虽侥幸逃生,但两手空空,在重建家园的建设中他担任工程师,后来又当上了市长。
葛利克市长虽然把马德堡市管理得有条有理,但是,马德堡市民对于这个喜欢在闲暇时间进行科学实验的市长常常敬而远之。因为愚昧的市民害怕他是与魔鬼混在一起的人。
使葛利克改变处境的是他的马德堡半球实验,葛利克早就产生过关于真空存在的念头。但是先哲亚里士多德断言,自然界不可能存在真空。葛利克不愿意与大家争论,而是想用实验来证明,他发明了抽气机,而且制做了两个精良的铜制半球。为此,他花去了自己的积蓄近两万美元。这在当时是一笔极为可观的数字。
葛利克把这个富于戏剧性的表演安排在德皇菲迪南三世来马德堡观察的日子里。他对于皇帝来视察有些提心吊胆。因为,皇帝是听到了一些关于他的流言蜚语才决定视察的。
正如大家所知道的,马德堡半球的表演是成功的。在皇帝和市民的众目睽睽之下,葛利克像变魔术一样先把两个铜球分开合上,表示分开合上是十分容易的。然后,用他改进过的抽气机把合拢的两个半球的空气抽掉,并关闭铜球的出气口阀门。此时,已准备好的 4 匹高头大马分成两对,每一对绑在一个半球的铁环上。尽管马夫用力赶起两对马匹,但是球的两半纹丝不动。最后,每边加到 8 匹马,总共 16 匹马,出尽全力挣扎拖拉,才砰地一声把两个半球分开。
这一声巨响,不仅向皇帝和在场的市民宣告了大气压力的存在,而且也给市民们上了生动的一课。
皇帝本来是打算借视察为名来训斥葛利克的,却被这场伟大的科学实验所折服。现在反过来鼓励葛利克再发现一些新奇的东西。对于一位科学家来说,这是再好不过的奖赏了。
世人不再说葛利克是疯子了。这是葛利克一生事业的转折点。从此葛利克把兴趣转移到电学方面。他细心阅读了吉尔伯特的《论磁性》,一段一行都不放过。还把吉尔伯特做过的实验,选了一部分重做一遍。也把自己的设想进行试验。不过,做试验时,要反复用布来摩擦琥珀或玻璃,这样做费时又很麻烦,葛利克是一位工程师,对设计机器是内行,于是他琢磨,能不能用一台机器来产生电呢?说干就干,他把硫磺熔化,倒进一个大的圆形玻璃
烧瓶里,趁硫磺熔融时,插进一根带把的木棒,等凝固后打破玻璃烧瓶制成了一个像现在篮球那么大的一个硫磺球,把木棒装在一个木制的支架上,就能用手摇动它了。
机器做好以后,葛利克马上进行实验,他戴上一只手套,然后把手放在硫磺球上,另一只手迅速地摇动它,硫磺球在手套的摩擦下立即产生了大量的电荷,可以吸引纸片、羽毛、木片、薄金属片等许多东西。葛利克把这玩意称做静电机。
从摩擦起电到静电机的发明,似乎并不困难。但是,这个硫磺球却为以后整整一个世纪的电学研究提供了最好的产生电荷的装置,促进了电学研究的发展。后来,美国普林斯顿大学的范德格拉夫,在 1931 年也利用摩擦带电的原理制成了一个高压静电发生器,它能用一个绝缘的布带向一个铜球不断地输送电荷,使铜球的电压达到 150 万伏。