第23章 亨利·卡文迪許
2024-10-11 19:53:30
作者: 玖予安
沒有電的世界,你能夠想像麼?
第一天,人們會詫異,冰箱裡的溫度會逐漸升高;
第三天,人們會咒罵政府的無能,而且由於通訊中斷,政府將失去管理手段,商店會變得十分擁擠,大多數人買不到賴以生存的生活必需品;
一周過去,犯罪飆升,為了換取食物,女人出賣自己的身體,男人靠搶劫為生;
一個月過去,有人餓死了,有武器的人或者組織成為了這個時代的主宰;
半年過去了,儲存的食物沒有了,大規模饑荒爆發,人類甚至已經到了易子而食的地步;
一年過去了,擁有土地和獵場的人活了下來,但十不存一,社會基本已經趨於穩定,自上而下的階級已經徹底建立,底層的人有了一個消失已久的名字——奴隸。
這時,人們聚在一起,其中一個耄耋之年的老者說了句,如果還能出現一個法拉第一樣的人該有多好啊。
出生於薩里郡紐因頓一個貧苦鐵匠家庭,僅上過小學,但在1831年,他做出了關於電力場的關鍵性突破,永遠改變了人類文明。
他發現電磁感應現象、得到產生交流電的方法、創造出第一台發電機,引領人類走入電氣化時代的人物。
法拉第的貢獻惠及每個人,把人類文明提高到空前高度,把文明進程提前幾十幾百年,不能用金錢衡量其偉績,如果硬用金錢衡量的話,有人說過超過全球股票價值,比他名氣大的人還有:如牛頓、愛因斯坦等。
但就對人類直接貢獻來說,最大應屬於法拉第以及發明青黴素的弗來明,沒有人能同太陽比光輝,法拉第就是那個離太陽最近的人類。
法拉第確實給人類帶來光明動力,銘記先人才會進步,也許對人類貢獻最大的是科學家,不是政客,500年後政客都會淡出,而法拉第是不朽的。
他的一生是偉大的,但其人又是平凡的。
他為人質樸、不善交際、不圖名利、喜歡幫助親友。為了專心從事科學研究,他放棄了一切有豐厚報酬的商業性工作。
1860年,法拉第已經成為舉世聞名的科學家。
在那個盛暑,他回到英國女皇送給他的漢普登別墅休假,當法拉第回到了倫敦,在一個晴朗的早晨,一位青年物理學家去拜訪這位大師,敲響了法拉第的大門,遞上了他的名片。
片刻,一個和藹可親、兩眼閃著智慧光芒的老人走了出來,這位電學大師已經年近七旬,兩鬢斑白。他微笑著,但他同麥克斯韋一見如故,親切地交談起來。
後來,這位年輕人成為了他的學生,他就是詹姆斯·克拉克·麥克斯韋。
他們不僅在年齡上相差40歲,在性情、愛好、特長等方面也頗不相同,可是他們對物質世界的看法卻產生了共鳴。
這真是一種奇妙的結合:法拉第快活、和藹,麥克斯韋嚴肅、機智;老師是一團溫暖的火,學生像一把鋒利的劍;麥克斯韋不善於說話,法拉第演講起來卻娓娓動聽;一個不懂數學,另一個卻精通數學,運用自如。兩人的科學方法也恰好相反:法拉第專於實驗探索,麥克斯韋擅長理論概括。
可以說,這兩代巨匠是互相輝映,相互補充的。
白髮蒼蒼的老人在人生的最後時刻對這位學生傾囊相授,毫無保留。
「不論平地與山尖,無限風光盡被占。採得百花成蜜後,為誰辛苦為誰甜?」這首詩就是對法拉第這一生完美的詮釋。
麥克斯韋研究了他的實驗成果後,利用數學工具完成了經典電磁學理論,而這恰恰是法拉第所欠缺的,因為他只有小學畢業,所以數學相當之差,雖然研究出了發電機、場、輝光放電等多項實驗和發明。
但基本功的欠缺導致他無法形容公式化的內容,但他還有一位精通數學的學生。
麥克斯韋方程組,經典電動力學主要基礎公式。
上帝說要有光,便有了麥克斯韋方程組,它是電與磁的最後盛宴!
物理學史上認為牛頓的經典力學打開了機械時代的大門,而麥克斯韋電磁學理論則為電氣時代奠定了基石。
而這個偉大的人物,法拉第的學生,在晚年受聘為劍橋大學新設立的試驗物理學教授,並負責籌建了一所新的物理實驗室。
後來,這所實驗室內走出了三十位諾貝爾獎獲得者。
在實驗室早期,麥克斯韋在籌備這所實驗室的時候,接收到了一批來自一百年前的手稿,他簡單翻閱後給出手稿主人如此評價:「這位大人或許是有史以來最偉大的實驗物理學家。」
自此,在麥克斯韋餘生的歲月中,他擱下自己的研究課題,嘔心瀝血地整理這些一百年前的手稿。
是什麼內容能讓這位在生前已成為世人眼中的電磁大師放下自己的研究課題呢?
在那份厚厚的手稿中,他見證了一百年前的這位大人曾預見到諸如電子和電磁等核心概念;
描述過歐姆定律、庫侖定律、里希特比例倒數定律;
以及材料介電常數的概念,和預示著現代熱力學理論中熱現象和分子運動的聯繫。
毫不客氣地說,這些發明單獨放到一個人身上,就可以讓他在歷史留名,但如果把這些全部融入到同一個人身上呢?
克里斯用驚恐萬狀的眼神看著面前這個其貌不揚的小老頭,顫顫巍巍道:「你,你,你好,卡,卡,卡文,文迪許大人。」
驚恐,是的,他記起了關於眼前這位大人的一切,亨利·卡文迪許,被稱為「最富有的學者,最博學的富豪,歷史上的疑似穿越者」。
麥克斯韋整理的手稿就是他所留下來的,那所實驗室的名字叫做卡文迪許實驗室。
他認為電荷之間的作用力可能呈現與距離的平方成反比的關係,後來被庫侖通過實驗證明,成為庫侖定律。
他和法拉第共同主張電容器的電容會隨著極板間的介質不同而變化,提出了介電常數的概念,並推導出平板電容器的公式。
他第一個將電勢概念大量應用到對電學現象的解釋中,並通過大量實驗,提出了電勢與電流成正比的關係,這一關係1827年被歐姆重新發現,即歐姆定律。
可惜,這些都是在他死後一百年後,由麥克斯韋在他遺留下來的手稿中整理出來的。
在他發現這些東西的時候,庫倫還忙著在自己的實驗室用帶同種電荷的小球做著試驗;法拉第和歐姆還是個在襁褓中的嬰兒。
隨便一個理論就能預見未來300年,哦,不,是整個人類未來無數年的科技走向,克里斯如何能不覺得驚恐?
當初他在讀大學的時候還和同學打趣,幸好卡文迪許這些手稿沒有發表,否則他們大學的物理課本中恐怕最少要有三分之一的理論要用他的名字來命名。
比如卡文迪許熱力第一定律、卡文迪許電磁第一定律、卡文迪許第二……
他在當年甚至懷疑面前這位大人是不是和他一樣從未來穿越而來,否則,怎麼解釋這一切?!
約瑟夫·班克斯好奇地打量著克里斯,不明白為何這位年輕人為何突然表現出一副受驚的表現。
卡文迪許本人對克里斯向他打招呼的行為視若無睹,躲在約瑟夫身後依舊用尖銳的嗓音發問:「一氧化碳?也就是說,煤氣燃燒過程中用到的氣體和剛才被你稱作氫氣的氣體都可以在空氣中燃燒?」
「是,是的。」克里斯兢兢戰戰地回答道,這一刻,他回想起課堂上學習物理時被各路大佬定律支配的恐懼。
艾米莉亞抬頭看了眼克里斯,她已經很久沒有見到過這樣的克里斯了,上一次見到恐怕還是在三年前的劍橋。
可那艾米莉亞和約瑟夫怎麼知道克里斯所受到的震撼到底來自哪裡!
說穿了,他只是知道這些公式,也知道如何運用這些公式。
但如果你給他一個線圈一個磁鐵讓他去研究電磁反應,或者給他20個等式和20個變量組成的方程式讓他去演算出來課本上的麥克斯韋方程組。
抱歉……作為普普通通工科大學畢業的學生,他做不到。
所以,他雖然可以在瓦特面前泰然自若,但在這位面前,那可真就只有敬佩、崇拜之情。
因為這位可真的是隱藏在世界裡的大師……
克里斯歪了歪頭,發現卡文迪許正抬頭看著拱頂的圖案,在察覺他的目光後,連忙轉過身子,留給他一個後腦勺。
社會交流有障礙、語言交流有障礙、行為固執、興趣狹隘、只對某一事物感興趣,這應該是自閉症的典型特徵。
自病症人群出天才的比例要比典型人群高一倍,克里斯依稀記得他在哪本雜誌上看到過這句話。
經歷過剛才的驚慌,他稍微沉靜了些,把視線收回,對著看起來應該是卡文迪許好友的皇家學會會長建議道:「約瑟夫爵士,這裡並不是個適合討論學術的地方。」
「我有一所實驗室,就在哈尼克區城外的紡織廠內,不如去我的實驗室,也可以讓你親眼見證一下一氧化碳作為可燃物在氧氣中燃燒的狀態。」
說完,朝約瑟夫挑了挑眉,下巴點了點他身後的卡文迪許,曾經和自閉症患者打過交道的克里斯知道,對於這些特殊人群,就要以平常心去對待,不要擅自去改變他們的生活習慣。
所以他言語中只邀請了約瑟夫。
「好的,克里斯,非常有幸可以參觀你的實驗室。」約瑟夫領會了克里斯的意圖,轉過身低聲和卡文迪許交流了幾句後向他比了個ok的手勢。
四人準備離開大廳的時候,小皮特還在那裡如痴如醉地看著歌劇,對剛才發生的事情一無所知。
當克里斯經過他身邊和他打招呼說自己要提前離開時,他詫異地問道:「可國王還沒下來,一會兒還有舞會來著,你不要參加麼?」
克里斯朝他揮了揮手,腳步都沒停:「國王的事情交給你了,我現在要做一件重要的事情。」
留下小皮特留在原地一陣凌亂,心頭一片問號飄過:「有什麼是比國王更重要的?」