第五章 雄伟的电磁大厦

电磁大厦的基石

研究电荷之间的相互作用是十分重要的，但也是一件十分不容易的事情。正如上面所说，摩擦所能带的电量很小，必需有精密的仪器才能测出准确的结果，而且这些仪器在当时，又要靠自己设计制造。

1785 年，电荷之间的相互作用力规律由法国科学家库仑再次发现的，他独立地完成了自己的实验工作。

库仑的成功，在于他不仅有一个科学家的思辨头脑，精通数学，而且他还是一名老练的工程师。库仑 1736 年出生在法国南昂古莱姆的一门望族，他在巴黎受过良好的教育，起初学习军事，后来又钻研科学和数学。库仑是一个对任何事都十分认真的人。年轻时，作为军事工程师，海军部长派他去勘察在布列塔尼挖掘通航运河的计划。经过仔细地分析，库仑认为那里不适于挖掘运河。这个报告触怒了那些想通过挖运河捞一笔的有权势的人。他们竟借口没有国防部长的命令，库仑私自勘察运河有罪，把他扣押起来。后来， 当地政府看出了自己的错误，接受了库仑的建议，并发给库仑一大笔钱作为补偿。库仑仅仅接受了一只秒表，在以后的实验中使用，物理学家托马斯·扬说：“库仑的道德品格像他的数学研究一样端正。”

当时，科学院曾悬赏征求一种用于船上罗盘的最佳设计方案。这种罗盘应该不害怕船在海洋上的颠簸，而且指示准确。正在休养的库仑，立即投身于这项研究之中。1777 年库仑撰写了《简单机械的理论》一文，论文引起了人们的重视并获奖。从此，库仑脱颖而出，并成为科学院的成员。

库仑在论文中主要阐述了他发明的一个扭秤。说简单一些，扭秤就是用一根细丝吊住一根很细的杆，利用悬丝的扭转角度来测量作用在细杆上的微小力量。这比天平或弹簧秤要灵敏得多。

正当库仑不断改进他的扭秤天平时，法国发生了 1789 年震撼全国的大革命在这动荡的环境中，库仑认为还是躲避一下为好，他辞去了官方、科学院和军队中的所有职务。库仑虽是一位贵族，但是十分同情革命。他对国王路易十六的优柔寡断，国王宠臣肆无忌惮的巧取豪夺十分愤慨。他退居到省城布洛瓦附近开始过半隐居的生活，在这种安定的生活中致力于自己的科学实验。

利用精密的扭秤，库仑最后找到电荷引力或斥力的大小与两个小球所带电荷电量的乘积成正比，而与两小球球心之间的距离平方成反比的规律，这就是著名的库仑定律。

库仑定律的实验说起来似乎十分简单，但是为了准确地测定电量、电力和距离，库仑化费了巨大的劳动。在 1785—1789 年之间发表的论文中，库仑详细地描述了他的实验和实验结论。

库仑定律是电磁学的基石，许多电磁理论都是从这个定律推演出去的。