第一百三十二章 《關於本章含有大量科普因此建議謹慎訂閱的那些事兒》

    說道歷史上貢獻不符合名氣的科學家，很多人的腦海中可能同時冒出一個名字：

    特斯拉。

    但實際上。

    特斯拉雖然能力很強，但遠遠沒有傳聞中接近神明那麼離譜。

    比如“愛因斯坦代表了人類的上限，而特斯拉則是神明下限”這種話，完全就是沒有任何根據的yy。

    如今的特斯拉，其實是被高度黏貼、神話甚至妖魔化過的。

    通俗點說就是被造成了神。

    特斯拉第一次出現在公衆視野中，應該要歸結於科教頻道在2009年的一部紀錄片：

    《科學超人：尼古拉·特斯拉》。。

    這部紀錄片堪稱後來的萬惡之源，以嚴肅的口吻爲特斯拉的各種謠言背書，給很多人留下一個固有的刻板現象。

    然後15年這部片的導演、編劇和製片都移民了。

    到了現在。

    這些謠言已經多到咱們都沒法闢謠的程度。

    這種情況已經遠遠超過了‘智商稅’可以描述的程度，部分——注意是部分對特斯拉的描述，甚至可以算是反智的程度。

    這樣說吧。

    如今與特斯拉有關的百度詞條中，有一半以上都是謠言。

    比如傳聞在1912年（另一說是1915年），由於特斯拉和愛迪生在電力方面的貢獻，兩人被同時授予諾貝爾物理學獎。

    但是兩人都拒絕領獎。

    理由是無法忍受和對方一起分享這一榮譽。

    一些營銷號以這個傳聞爲模板，宣稱諾貝爾物理學獎自創立開始的頭三十年間，特斯拉一個人就被評選獲獎九次，又與愛迪生一起二次。

    而他則把這十一次的諾貝爾獎全部讓賢，神明看不上凡人的殊榮。

    但實際上別說後面的那十一次了，連最開始的那詞都是虛構的：

    1912年諾貝爾物理學獎授予的是尼爾斯·古斯塔夫·達倫，1915年諾貝爾物理學獎授予威廉·亨利·布拉格和威廉·勞倫斯·布拉格。

    縱觀特斯拉一生。

    他只在1937年獲得了諾貝爾物理學獎提名。

    這也是他人生中唯一的一次提名，並且沒有獲獎，更別提拒接了。

    類似的謠言多如牛毛，數都數不清楚。

    完全是憑空捏造的虛假消息，或者就是把別人的貢獻扣到了特斯拉的身上。

    奈何由於信息壁壘的問題，這種縫合說法被很多不明就裏的人相信了，並且持續到了現在。

    另一個特斯拉被神化的原因則在於愛迪生，因爲這位大發明家曾經幹過兩件很沒節操的事兒：

    第一是用交流電電死了一頭大象，還用自己發明的攝像機拍成影片到處播放炫耀，這段視頻到今天依然能在網上找到。

    第二則專門發明了用交流電驅動的電椅，並且說服政府用電椅作爲執行死刑的工具。

    這玩意兒殺人過程極其殘酷，就是把人渾身上下綁上線圈，然後活生生用電噼裏啪啦劈死。

    有這兩個洗不掉的污點在，所以對特斯拉的反向宣傳效果非常不錯。

    客觀來說。

    特斯拉算不上一個頂級的基礎科學家，但可以算一個頂級應用科學家或工程師。

    基礎科學家與應用科學家的最大區別，就是基礎科學發現的是宇宙自然規律，是最原創的發現和研究成果。

    也是一切發明創造的基礎,    比如小牛,    愛因斯坦,    現在的楊老都是這類人。

    應用科學家或工程師，則是把基礎科學理論變成實用的技術。

    他們的目的是發明創造出新的工具或提升生產水平，用於社會生產和生活。

    總而言之。

    特斯拉在人類物理學史上的地位不能忽視,    把他貶低的一文不值的言論倒也沒啥必要，擱在現代獲得一兩個諾獎肯定是綽綽有餘的。

    但也絕不應該把他塑造成一個神,    這對很多真正有貢獻的先賢來說是不公平的,    對科研圈也是有害的。

    而比起特斯拉。

    有一個人其實更適合‘被埋沒’這三個字的定義。

    這人便是......

    卡文迪許。

    卡文迪許,    這是一個大家耳熟能詳，但又有些陌生的人物。

    很多時候。

    動漫《海賊王》同名角色的傳播度,    都要比這位現實人物高得多。

    大多數人對他的印象，一般只停留在他用扭秤測出了引力常量，甚至一些鮮爲人同學早就忘了這事兒。

    但事實上呢。

    這位神人隱藏之深遠超所有人想象。

    且問一個問題：

    如果你有機會發現歐姆定律、庫侖定律等能載入史冊的成果,    你會怎麼做？

    想必大多數人的選擇都是將他們公佈,    享受這個盛名一直到身死吧。

    但卡文迪許卻不一樣,    他的做法是......

    讓這些理論爛在了手稿裏,    至死都未曾發表，這你敢信？

    實話實說。

    哪怕是徐雲自己在讀博士那會兒知道這事情的時候,    心中都產生過一絲懷疑。

    奈何爲這事兒作證的人來頭實在太大太大了，大到堪稱人類歷史上最最頂尖的大佬之一：

    他叫做麥克斯韋。

    也就是那個寫出了麥克斯韋方程組、奠定了現在電磁場理論基礎、沒有他甚至可以說不會有手機，同時私德也堪稱模範的究極大佬。

    19世紀末。

    麥克斯韋應邀興建卡文迪許實驗室時,    他本人親自在卡文迪許留下的箱子裏，發現了20捆塵封的神祕手稿。

    當然了。

    後世有些人爲了添加神祕色彩,    把箱子描述成了一個需要解開某些題目才能開啓的密碼箱。

    在卡文迪許死後的幾十年裏，只有麥克斯韋能解開這個謎團。

    不過遺憾的是。

    麥克斯韋的開啓方式並沒那麼玄乎,    只是用了一些物理手段罷了：

    用斧頭砸斷了箱鎖。

    這些手稿現存在大不列顛博物館的珀西瓦爾·大衛德收藏館6號陳列室裏，盧浮宮早些年甚至還爲此和不列顛博物館撕過逼。

    當時盧浮宮認爲這是麥克斯韋發現的手稿,    因此應該由盧浮宮收藏。

    大不列顛博物館則表示，你個搞文藝的博物館看得懂個戟巴物理手稿，拒絕了這個要求。

    而根據手稿記錄。

    在1772-1773年間。

    卡文迪許作了一個名叫雙層同心球的實驗。

    這個實驗第一次精確測出電作用力與距離的關係，指數偏差不超過0.02。

    後來法國人庫倫通過實驗驗證了他的發現，從此關於電荷間的受力規律被稱作庫倫定律。

    而與庫倫的扭秤實驗相比，卡文迪許的同心球實驗不但更早，而且還要更精確。

    雖然說後世的測量精度已經到了10的-16次方量級,    但用的也依然是卡文迪許的實驗原理。

    如果他把這個成果發表的話，我們今天見到的庫倫定律可能就要換名字了。

    另外。

    卡文迪許還第一個提出了電勢的概念，指出了電勢與電流的正比關係。

    由於當時沒有測定電流的儀器，卡文迪許就把自己的身體當做了實驗儀器。

    根據身體的麻木感覺來估計電流的強弱,    發現了導體兩端的電勢(差)與通過它的電流成正比。

    這也就是我們物理課本電學章節中的歐姆定律。

    同時卡文迪許與法拉第共同主張：

    電容器的電容會隨其介質不同而改變，與插入平板中的物質有關。

    他也據此提出了介電常數的概念。

    並且因爲做了太多的電學實驗，他還提出每個帶電梯的周圍都有“電氣”，這與電場理論是很接近的。

    夠牛叉了不？

    這還沒完呢：

    在一次偶爾的實驗中，卡文迪許意外發現了一個情況：

    一些金屬與酸反應，會產生一種“可燃空氣”。

    這種“可燃空氣”，就是氫氣。

    只是當時對於這種反應生成的氣體還沒有普遍的認識，羅伯特·波義耳統一稱所有的生成氣體爲“人工空氣”。

    但卡文迪許卻不認同。

    他堅持認爲這就是一種新的物質。

    於是他便用現在最常用的排水集氣法，收集到了一些氫氣。

    經過乾燥和純化處理後，他成功測定了氫氣的密度。

    當然了。

    這個實驗最重要的並不是測定氫氣密度，而是發現兩種氣體混合竟生成了水。

    這在當時可引起了不小的爭論，因爲化學界普遍地認爲，水是組成萬物的元素之一：

    當時的“四元素說”，包括水、土、氣、火，認爲水已經沒法再分解了。

    卡文迪許甚至因此被剝奪了部分爵位，年收入頓時驟減到了相當於現在的五六千萬。

    嗯，五六千萬。

    真是個悲傷的故事——卡文迪許出生在一個大家族，由於站隊選對了的緣故，基本上和財閥無異，所以卡文迪許才能做那麼多的實驗。

    更讓人意想不到的是。

    卡文迪許還發現空氣中約有1/120的氣體幾乎不發生反應，這也就是稀有惰性氣體。

    而惰性氣體是啥時候真正被發現的呢？

    答案是卡文迪許嗝屁一百多年後：

    1895，拉姆塞用釔鈾礦發現了氬氣，並證實了卡文迪許當年的天才推測。

    而除了以上諸多貢獻之外。

    卡文迪許最出名的便剩下了扭秤實驗。

    不過說來比較有意思。

    反倒是卡文迪許最著名的這個扭秤實驗，偏偏被世人誤解了。

    他用的扭秤實際上是米歇爾設計的，也就是先前提過的米歇爾神父，卡文迪許並不是真正的發明人。

    米歇爾去世後，裝置幾經易手，方纔送到卡文迪許手中。

    接着卡文迪許將裝置進行了幾番精細的改造，才開始了進行長達25年的測量。

    而且值得一提的是。

    他用扭秤測量的也不是什麼引力常數。

    他其實是打算爲當時熱門的天文學研究去測定地球的密度和質量，同時驗證引力存在罷了。

    這個實驗的操作方式並不複雜：

    首先在靜止狀態下用光線照射小鏡子，光便會被反射到一個很遠的地方。

    這時立馬標記光被反射後出現光斑的位置。

    隨後物體之間有引力，因此只要在扭秤邊上的兩個鐵球a、b附近，再放置兩個質量一樣的鐵球c和d。

    那麼a就會和c之間產生引力f1，b和d之間便會產生引力f2。

    兩股引力的大小不同，有些類似後世的拔河。

    所以此時的扭秤便會微微偏轉，反射的遠點也會移動較大的距離。

    根據卡文迪許的實驗記錄。

    他測算出的地球密度爲水密度的5.481倍，也就是5.481克每立方厘米。

    這與現今21世紀的數據相比，僅有0.65%的誤差。

    至於萬有引力常數g，卡文迪許其實並沒有計算出來，畢竟那時候的認知體系依舊沒有完全健全。

    但他的實驗記錄中，計算g的數據已經相當齊全了，卻是只是一個概念認知而已。

    就算是現在的高中生，都能輕易地就能夠算出引力常數，而且相當精準。

    所以後世人們爲了紀念這位偉大的實驗物理學家，最終還是決定將測出引力常數g的頭銜授予了卡文迪許。

    其實以卡文迪許的才學，如果他選擇將成果公佈，他的名氣肯定比現在要大得多。

    如果非要找原因的話。

    大概是因爲上帝在描繪他的智慧上花費了過多的筆墨，以至於無法給他繪出更美好的性格吧。

    比如他雖腰纏萬貫，卻常年只穿着一件褪色的天鵝絨大衣，戴着過時的三角帽。

    性格孤僻、沉默寡言的他，幾乎不敢與陌生人和異性交談。

    就連與自己聘來的管家溝通，他也只通過傳紙條等方式來避免尷尬。

    他是倫敦銀行最大的儲戶，但他對財產卻完全不管不問。

    幾十年間，都只讓投資顧問購買同一種股票，至死不變。

    僕人的父母發燒，他直接給了相當於後世三十萬的醫藥費。

    並且他還不止一次的在與友人的信件中吐槽過錢太多，不知道到底該怎麼花。

    其實類似卡文迪許的大佬歷史上也並不少，例如高斯也是一個很典型的例子。

    高斯死後留下一堆手稿沒發表，此後的50年，誰能解釋他的手稿誰就是大牛。

    視線再迴歸原處。

    整個卡文迪許扭秤實驗的核心，說白了就兩個字：

    放大。

    卡文迪許在實驗中一共使用了三次放大：

    一是變力爲力矩，放大了力。

    二是利用幾何光學中，平面鏡轉動θ，反射光線轉動二倍θ這一定律，放大了角度。

    三是利用變角位移爲線位移，用尺子測出反射光照射點的位移，計算轉動角，放大了宏觀位移。

    這三次放大就是這個實驗的創新之處。

    誠然。

    以徐雲目前能找到的工具而言，在北宋搞扭秤實驗可能存在較大誤差。

    但別忘了。

    他和卡文迪許的目標也是有差距的：

    卡文迪許搞扭秤實驗首先是爲了驗證萬有引力，其次則是通過數據計算地球的密度和質量，收集的信息同時也能推導出引力常量。

    而眼下的徐雲只需要將現象給還原出來、證明物體之間有引力就行了，並不需要計算具體數值。

    至於實驗所需的細長光線也不難：

    後世一些營銷號在介紹卡文迪許實驗的時候說他用的是激光，看起來好像沒啥問題。

    但只要你對科技史有所瞭解就會知道：

    激光的原理是愛因斯坦在1916年才發明的。

    因此卡文迪許真正的操作，是先將設備轉移到一間陰暗的房間裏，固定好位置。

    然後用w0x2θ0=w0'x2θ0'=2λ/π的發散角與光斑半徑反比關係爲設計基礎，簡單製作一個玻璃透鏡就能搞定。

    一刻鍾後。

    整套設備被調試完畢。

    徐雲讓謝老都管站在屋外，身邊的地面上插着一跟類似自拍杆的器具。

    器具頂部則固定着透鏡，透鏡可以簡單的進行轉動。

    又過了幾分鐘，徐雲說道：

    “老都管，可以開始了。”

    謝老都管點點頭，也沒對徐雲指揮自己有啥意見：

    “明白。”

    隨後他按照徐雲之前的囑咐，緩慢的轉動透鏡，開始校正起了光線。

    徐雲的目光則停留在了鏡子上，緊緊盯着光線的變動。

    過了一會兒，他忽然道：

    “停！就是這個位置！”

    謝老都管連忙停止了轉動。

    接着徐雲轉過身，又對小趙說道：

    “簡王殿下，麻煩你去牆上用粉筆標註一下光斑的位置。”

    小趙乖乖拿起粉筆，走到牆邊。

    在反射光斑的位置上劃了個拇指大小的白點：

    “王公子，這樣可以嗎？”

    徐雲朝他點了點頭，隨後對老蘇道：

    “老爺，輪到咱們了。”

    老蘇見說擼起袖子，從桌上拿起了一個鐵球，靠近了扭秤左邊的小鐵球附近。

    徐雲則拿起另一個鐵球，靠近了右邊的大鐵球。

    而隨着鐵球的靠近，某些肉眼不可見的改變發生了。

    片刻不到。

    牆邊的小趙頓時瞳孔一縮，驚詫道：

    “少師公，光斑.....移動了！”

    老蘇聞言一愣，轉身對邊上的小李一招手：

    “清照，你替我拿着這顆球。”

    簡單將球交接給小李後，老蘇快步趕到了牆邊，仔細查看起了光斑。

    只見此時此刻。

    光斑已經從被粉筆標註的位置下方消失，轉而挪動到了.....

    大概一尺長的另一側！

    老蘇的心頭頓時狠狠一抽。

    在實驗開始前，他曾經親自檢查過那四個鐵球。

    他可以保證，鐵球之間不存在任何的磁極吸引，屋子裏也沒有哪怕一丁點兒的風。

    同時在實驗過程中，徐雲和他也沒有觸碰到扭稱。

    因此理論上來說。

    整個扭秤組合始終都處於一個平衡靜止的狀態，不可能會因着鐵球的靠近而產生形變。

    也就是說......

    經過某種技巧性的放大後，他們切實見證了物體之間存在的......

    引力！

    這個概念對於老蘇的衝擊，要遠高於重力的解釋——畢竟老蘇...或者說不少先賢早就對物體會落下的情況產生過好奇，並且提出過猜想。

    雖然提出的猜測與重力有些出入，但這種力的本質還是相近的。

    只不過地心最深處，不存在某種真實的特殊土壤靠着磁力在吸引物體罷了。

    因此重力的釋義雖然和老蘇的認知有些衝突，但也沒到三觀崩滅的地步。

    而眼下這個實驗，證明的卻是地面上任意兩個物體之間——可能是人和人，可能是物和物，也可能是人和物，彼此之間都存在一股微弱但切實存在的吸引力！

    這是一個從古至今沒有任何人提及過的設想！

    重力的概念就好比在後世，你和網戀對象在今天的情人節奔現了，並且打算在朋友圈秀波恩愛。

    結果見面後你發現對方是p圖怪，顏值和照片相差了十萬百千里，三圍都是120，身高160體重160。

    這種精神衝擊雖然有些大，但無論如何不至於讓你瘋到抓狂。

    而引力的概念卻不一樣。

    它自己不是p圖怪的範圍了，相當於你奔現後發現自己老婆是個6米高的骷髏！

    這種級數的精神衝擊，一般人估計很容易發生三觀崩塌，甚至活生生被嚇死。

    但另一方面。

    這也是明擺在所有人面前的事實，哪怕你真被嚇死了，也沒法改變它確實存在的性質。

    想到這兒。

    老蘇不由擡起頭，看向了屋外的光源。

    此時此刻。

    這個細微的光源猶如一道入口，微微將世界的真相敞開了一個缺角......

    那是一個他過去數十年裏，都未曾想到與觸及的領域......

    隨後他強迫自己平復了一番心緒，沒去管同樣震撼的小李和小趙，轉而對徐雲問道：

    “小王，若是老夫所記不錯，你此前似乎說過......

    我們腳下的大地與世間星辰，盡皆都是圓形？”

    徐雲點了點頭，答道：

    “沒錯。”

    聽到這番話，老蘇的眼中頓時泛起了一陣光芒。

    他的語氣中甚至帶上了一絲期許：

    “既然引力都可靠實物證明，那麼小王，星辰爲圓心的說法，你可有實據佐證？”

    徐雲沉默片刻，依舊點了點頭：

    “有。”

    ...........

    注：

    很久沒寫這種正經的科普章節了，其實寫的還挺累的，畢竟要爲自己說的話負責，不能胡亂去編造或者黑人....

    科普章節上本書寫過幾次，反響還不錯，新讀者可以放心，這種大篇幅科普章節出現的次數不會很多，大概間隔十幾萬章才會出現一次。