物理界竟然也潜伏着一个神奇的“冰岛队”
文/张虎岗
昨晚,只要有网络的地方都赞颂着冰岛队的传奇。
冰岛队守门员力克梅西一战封神,一气呵成地把全世界都认为进球毫无悬念的一粒点球阻挡在了球门之前,于是成就了本届世界杯开赛以来点球第一个失败的记录者――梅西。
没错,就是那个身价1.8亿欧元梅西梅球王。
刹那间,全世界的目光聚焦在这个名不经传的冰岛队门将哈尔多松身上。
被人肉后的哈尔多松再次让世界惊呆了。
原来哈尔多松只是一个兼职球员,他的职业是导演,这次是跟公司请了假来参加世界杯。
让人更加意外的是,哈尔多松并不是冰岛国家队中唯一的兼职球员。
主教练是一名牙医――他们镇上只有两名牙医。两名后卫,一名是工人,平时在当地盐场里负责打包货物;另一名是正在攻读美国某大学的MBA的学生,为了参加足球队训练,他只能选择以函授的方式完成学分。队长贡纳松以前是手球运动员,在预选赛阶段,凭借着手球运动员经历,成功地把足球扔到禁区,扳平英格兰。一名前锋,在参加职业联赛前,差点成为职业电竞玩家。
就是这样一群“不正经”的球员,“正儿八经”地杀进了世界杯,最后1∶1还逼平了阿根廷队。
这样跨界逆袭的故事总是让人赞叹不已。
在物理界也是如此。
在物理学历史的舞台上,也有着一个又一个的跨界人士组成的“冰岛队”,在物理的天空下也是混得风声水起。
今天,我们就来说一说几个闯入电学世界中几个兼职物理人,不过他们看起来更像是完成了一次4×100m接力赛。
吉尔伯特
吉尔伯特曾给女王表演过摩擦过的琥珀吸引羽毛的现象。1600年,他还根据这一现象,大胆地猜想其他物质经过摩擦过也可能会吸引轻小物体。于是他收集了金刚石、水晶、硫磺、树脂、明矾等等材料分别与毛皮、丝绸摩擦,结果验证他的猜想是正确的。由此吉尔伯特认识到这是一种物质普遍具有的现象,他把他的发现详细记录在耗费17年心血写成的《论磁》一书中。
在这本书中,吉尔伯特把琥珀的这种吸收轻小物体的性质称为“带电”。
为了更好地检验被摩擦后的物体是否带电,吉尔伯特还制成了世界上最早的验电器:用一个薄木片顶起一根麦杆中间,使麦杆两端平衡。然后用摩擦过的物体靠近麦杆一端,如果该物体带电,就会吸引麦杆,从而使麦杆失去平衡而摇摆。
吉尔伯特的正式职业是一名医生。如果你知道他有过担任英国女王伊丽莎白一世的御医的经历,就不会怀疑他的医术。
格里克
没错,就是验证大气压存在的大型科学秀“马德堡半球实验”的策划人、导演奥托·格里克。不过,今天我们要说的不是他的这个光辉事绩,而是另一个与电有关的故事。
要研究电,首先需要大量的电。怎么才能有大量的电呢?显然,靠毛皮与橡胶棒摩擦是不现实的。
这一难题同样也摆在了格里克的面前。
格里克想到,用一块小琥珀摩擦后产生的电很少,要一块大琥珀是不是可以可以产生更多的电呢?但是大块的琥珀的价格非常昂贵,实验成本太高了。用什么物质可以代替琥珀呢?经常比较,他发现硫磺的效果很好,价格也比琥珀便宜得多。于是,他找来一个有足球大的球状烧瓶,里面装满了硫磺,用火加热烧瓶,直到硫磺全部熔化,然后停止加热,并在烧瓶中插入一个圆木棍。待硫磺冷却后,把烧瓶敲掉,就得到一个黄色的硫磺球。格里克把这个硫磺球放在了一个支架上,并在木柄上装上摇臂使它可以自由转动。他用一只手按住硫磺球,另一只手转动摇臂,使硫磺球旋转,随着球的不停旋转,硫磺球表面因为摩擦而聚集的大量的电荷。
没错,世界上第一个摩擦起电机从此诞生了,时间是1660年。
和吉尔伯特一样,格里克是一名疯狂的科学爱好者,他的职业是市长――德国马德堡市职位最高的一个公务员。
杜费
现在你随便问一个中学生,他都能告诉你为什么摩擦会使物体带电?电荷有几种?
但是,在300年前,这个问题却是困扰着无数的人。
直到1733年,法国人杜费才揭开这个谜团。
杜费发现,所有的物体可以带电,长期以来人们认为的物体分为“带电体”(能够以摩擦起电)和“不带电”(不能以摩擦起电)两类是不正确的。他还发现,把两块与毛皮摩擦过的琥珀靠近,或者两块与丝绸摩擦过的玻璃靠近,都会相互排斥;但是将琥珀与玻璃靠近时,则会相互吸引。他又进一步的研究发现,凡是与用毛皮摩擦过的琥珀相排斥的带电体一定与用丝绸摩擦过的玻璃相互吸引;反之,凡是与用丝绸摩擦过的玻璃相排斥的带电体一定与用毛皮摩擦过的琥珀相互吸引。
由此,杜费做了一个大胆的论断:电有两种,一种与琥珀带的电相同,另一种与玻璃带的电相同。他把这两种电分别称为“琥珀电”和“玻璃电”。
和吉尔伯特、格里克一样,杜费也是一位“物理爱好者”,他的职业竟然是管家。
――法国皇家花园的一名管家。
可惜的是,杜费并没有将带电的本质及电荷的种类说明得更加清楚,因此到底电有几种,人们还是存在争论。
20年之后,富兰克林从杜费手中接过了接力棒。
富兰克林
富兰克林认为,电只有一种,随时存在于我们的四周。如果一个物体带到了比它正常的份量更多的电,它就被称为带“正电”;如果一个物体带少于它的正常份量的电,它就被称为带“负电”。他还认为,传电的时候,电总是从带正电的物体传向带负电的物体。
现在我们已经知道,富兰克林认为电只有一种的说法是错误的,但他对于物体带电的解释方式和电子论很相似,因此“正电”和“负电”的名称一直被沿袭下来,而且依旧把正电荷定向移动方向规定为电流方向。
富兰克林是《独立宣言》的起草人之一,曾出任美国驻法国大使,成功取得法国支持美国独立。为了纪念他,1928年以后每张百元美钞上都印有他的肖像。
所以说,与其说富兰克林是一位物理学家,倒不如说他是杰出的政治家、外交家。还有,他还是一名成功的商人。
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