富人当中最有学问的人——亨利·卡文迪许
富人当中最有学问的人——亨利·卡文迪许
在18世纪期间,英国有一些化学家,如布拉克以及普利斯特里等人,都是出身于中产阶级的学者。这些人之中,只有一位是百万富翁,他一生从事于化学和物理学的研究,当然用不着另有正式职业。他发现了很多前人不知道的事物。他的名字是亨利·卡文迪许。亨利·卡文迪许生性怪癖,沉默寡言。曾经有科学史家说:“他是有学问的人当中最富的,也是富人当中最有学问的。”

亨利·卡文迪许
卡文迪许一生所过的生活十分朴素,因此他在银行里所存的钱数很多,另外还有房产和地产。他成为当时英国银行里最大的储户。卡文迪许诞生于1731年10月10日,当时,他的母亲正在法国休养,所以他是生在法国南部的。他是在牛顿病故后4年出生的,他读过牛顿的全部著作,一生最佩服牛顿的学识和为人。
卡文迪许公开发表的论文并不多。他没有写过一本书,在长长的50年之中,发表的论文也只有18篇。除了一篇在1771年发表的论文是理论性的以外,其余的论文内容都是实验性和观察性的。大部分是关于水槽化学方面的,先后发表在1766~1788年的英国皇家学会的期刊上。又有一部分是关于液态物质冰点的研究,发表于1783~1788年。还有一部分是有关地球平均密度的研究,发表于1798年。
在他逝世以后,人们发现他有大量文稿,一直未经公开发表。这部分未发表的论文相当多:电学部分由19世纪的大物理学家马克斯韦尔教授整理后在1879年出版;化学和力学部分是由索普于1921年主编出版的。亨利·卡文迪许的父亲本来就是一位当时有名的学者,所以,他从小就得到父亲鼓励,希望他在学术上能有所成就。他在11岁的时候,被送到当时著名的贵族中学去学习了8年之久。到1749年时,进了剑桥大学,一直到1753年22岁时,因为他不赞成剑桥大学的宗教考试,所以没有取得任何学位,就离开了大学。
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英国剑桥大学
在18世纪时,还没有公家办的实验室。卡文迪许在自己家里建起了一座规模相当大的实验室,他终身在自己家里做实验工作。他一生没有结婚,过着独身的生活。曾经有人说:“没有一个活到八十岁的人,一生讲的话像卡文迪许那样少的了。”在一本《化学史》书上,曾举出卡文迪许最怕交际的一件事例。有一天,一位英国科学家偕同一位奥地利科学家到班克斯爵士的家里,适巧卡文迪许也在座。当时便介绍他们相识。在介绍时,班氏曾对这位远客盛赞卡文迪许,而这位初见面的客人更对卡文迪许说出备致景仰的话,并说这次来伦敦的最大收获,就是专程拜访这位名震一时的大科学家的。卡文迪许听到这话,起初大为忸怩,终于完全手足无措,便从人丛中冲出室外,坐上他自己的马车赶回家去了。从这段记载,可以看出卡文迪许性格的孤僻。
卡文迪许离开剑桥大学后,就跟着父亲旁听英国皇家学会的会议,每星期四中午,参加学会的聚餐会。到了1760年,他被选为皇家学会会员。一直到目前为止,在英国,凡是有FRS(皇家学会会员)头衔的人,都是受到人们尊敬的。在度过了近80年的孤独生活之后,亨利·卡迪文迪许在1810年2月24日谢世。当他感觉到自己病很重快要死时,就对照料他的男女仆人说:“你们暂时离开我吧,过一个钟点再回来。”等到仆人再回来时,发现他已经停止了呼吸。他留下的遗产是很大的一笔数字,据当时估计在1000万英镑之上。他的侄子乔治·卡文迪许继承了遗产和爵位。
卡文迪许一生的研究工作是很广泛的。他的第一篇论文,详细叙述了“可燃空气”的特性,这就是现在所指的氢气。本来氢气在卡文迪许之前已经有一些人感觉到了,但是过去的人都没有能把氢气收集起来。第一次把“可燃空气”收集起来的是卡文迪许,并且做了仔细的研究。接下来他在1783年又研究了空气的成分,做了很多试验,发表论文的题目是《空气实验》。也就在这个时候,他发现了水是氢和氧两种元素组成的。因为如果把氢元素和氧元素放在一个玻璃球里,然后通上电,他发现了水是这两种元素的化合物。他就这样证明了水是氢和氧的化合物。从现在看来,这是一项很简单的实验,可是在1784年之前,人们都把水看成是元素。卡文迪许的这项实验的确是很不简单的。当时法国的拉瓦锡已经说明了燃烧是氧化的结果。卡文迪许在他的论文里,一方面承认拉瓦锡有一定的道理,可是他仍然坚持错误的“燃素说”。
卡文迪许对于电学也做了大量的工作,19世纪中期由马克斯韦尔整理后正式出版了名为《亨利·卡文迪许勋爵的电学研究》一书,这才使人们知道,卡文迪许在库伦和欧姆之前,已经发现了关于电的诸多特性了。卡文迪许最后的一项研究,是关于地球平均密度的问题。他提出的数字是5.448克/立方厘米,现在大家知道就是5.48克/立方厘米。这说明了当时他的实验是相当准确的。
他还有一项工作,是过了100年以后才得到承认的,那就是关于惰性元素的存在问题。
在1785年,卡文迪许就曾预言大气中有一种不知名的气体存在。他把电火花通过氧与寻常空气的混合体,结果,发现一部分“浊气”(即氮)未能氧化而被吸收。当时他说,这个残余部分“当然不超过管中‘浊气’全量的1/120;因此在大气中倘有一部分‘浊气’和其余部分相异,不能还原成亚硝酸,那么,我们可以稳妥地得出结论,就是它的体积绝不会超过全量的1/120”。这个重要的试验,化学家早已忘怀了。一直到1894年,拉姆塞和雷利发现氩等零族元素之后,卡文迪许100年前的实验才得到证实。