德国物理学家葛利克
葛利克 1602 年 11 月 20 日生在德国马德堡市,1686 年 5 月 11 日卒于汉堡,是著名的物理学家、工程学家。
葛利克的父亲汉斯·葛利克是一位外交家;母亲安娜·茨魏多夫,是贵族世家的后裔。按照传统习俗,葛利克理应被培养成为政治家,因此,在 15 岁时便被父亲送到莱比锡大学学习法律。3 年后此大学在战乱中被迫解散, 他转到黑尔姆施泰特大学,翌年再转入耶拿大学,仍学习法律。后又进入了荷兰的莱顿大学,在那里他除学习法学外,还听讲数学、物理学、天文学与工程学。21 岁毕业,毕业后到英、法两国观光走访。1625 年回到马德堡,次年被选为马德堡市参议员。
在 1646~1676 年间他一直任马德堡市市长,且利用有限的业余时间从事科学实验研究。1660 年他开始撰写阐明自己宇宙观的著作,并详细叙述了他的真空实验,认为这些实验足以证明当时流行的观念是错误的。1663 年 3 月完成此书,书名为《关于空虚空间的马德堡真空实验》,因为病痛和繁重的公务,直到 7 年后他才写出前言,到 1672 年出版。
当时德国科学家对空气是否有压力存在,有着两种不同的意见。葛利克是一位具有近代科学开创精神的科学大师,葛利克认为空气是有压力的,为了消除人们对空气有巨大压力有怀疑,他决心着手准备做一个证明空气有巨大压力的实验。他知道要使实验成功,先要有一个抽气机。他先利用救火用的抽水机进行实验。他将一只盛满清水的缸的缸口密封,仅仅留一个小孔, 再用救火用的抽水机将水抽出来。虽然缸内水抽完了,当他观测缸内是否成为真空时,却由于缸壁有小气孔漏气而告失败。
葛利克吸取了教训,用一只薄壁铜球代替缸,重复上述实验步骤,当抽水机将铜球内的水抽完时,突然一声响亮的爆炸声,铜球破裂了。通过这个实验葛利克深信空气的大气压的威力。这个实验为他以后完成著名的马德堡半球实验打下了良好的基础。同时,经过几次改进,他终于在 1650 年成功地制造出了世界上第一台抽气机。
葛利克是一个仔细的人,为了做马德堡半球实验,他事前做了很多小型实验,他先做了一个装有活塞的大圆筒,将圆筒内空气抽掉,叫 50 名身强力壮的人去拉圆筒活塞,活塞却一动不动。葛利克乘他们不知道时,突然将空气放入筒内,这 50 人顿时都摔了个大跟斗。有了这个实验,葛利克心中就有数了。
1654 年,葛利克宣布要公开进行一次证明空气有巨大压力的实验。实验的那一天,在勒根斯堡的希斯丹一块空地上,周围有许多观众围观,连当时的德国皇帝和他的朝臣们也特地赶来观看。只见空地上有几个人将两只直径为 37 厘米、铜制厚壁半球壳(这两个半球壳的闭合处要求很精密,合起来丝毫不漏气)合在一起,先用抽气机将球壳内空气抽去。在每个半球的环上系上粗绳,两边各套上 8 匹强壮的马。尽管人们用鞭子赶两边的马匹,铜半球
仍闭合不能分开,直到两边增加到 10 匹马,才把铜半球拉开,在分开一瞬间, 由于球外空气急速地冲进球内,发出了巨大响声,把围观的人吓了一大跳! 通过这项实验使人们确信大气压力存在的事实。由于这项实验第一次在马德堡市进行,所以人们称之为马德堡半球实验。
自从葛利克发明了抽气机后,他能使用抽气机将容器抽成真空。他发现
容器内有空气存在和容器内是真空的两种情况下有些物理现象不同:比如, 他将一个会发声的钟放入玻璃容器内,他用抽气机将容器内抽成真空,发现玻璃器内的钟声仿佛消失了。如果开启玻璃容器活塞,将空气放入玻璃容器内,则钟声又重新从容器内传出。这项实验证明声音不能在真空中传播,而只能在空气中传播。
葛利克是一位具有近代科学开创精神的科学大师。在他以前,人们做实验往往是为了验证亚里土多德或自己的一种臆想或理论。他们如遇到实验结果不符合臆想的结论时,往往不去修改结论,而是诅咒所观察到的现象。葛利克却不然,他做实验是为了获得建立理论所需要的事实根据。如果二者不符合,他就尊重事实,修改原有的臆想或理论,或建立新的理论,这正是葛利克在科学研究上取得成功的思想理论基础。
近代科学的建立和发展,很大程度上取决于科学仪器的发明和改进。16、17 世纪出现的最有价值的科学仪器有 6 种,即显微镜、望远镜、温度计、气压计、抽气机和摆钟。其中抽气机是葛利克发明的,他对气压计和温度计也做了很大的改进,在研制这些科学仪器时显示出不少工艺上的巧思,但这并不是他要研究它们的旨趣,他的目的是要通过它们解决有关的学术思想问题,而这些问题都反映了当时的时代需要和学术思想的水平。