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卡文迪什:创新的故事

来源:百科故事网时间:2017-08-05 10:55:01

卡文迪什于1731年10月10日生在英国的贵族家庭,他是一个科学家,特别是在化学方面取得了划时代的成就,给后人研究化学扫除了不少障碍,铺平了道路。

卡文迪什的祖先几代都是做大官的,他的父亲去世后留给他的遗产就有一百多万英镑,但他却不愿意坐享其成,过那种纸醉金迷,花天酒地的生活,小时候就决心当一名科学家。他两岁丧母,在家庭教师的启蒙教育之后就以优异的成绩读完了小学、中学;18岁那年,考入了剑桥大学,很快就读完了学校规定的课程。1753年,他尚未到毕业时间,就离开剑桥又回到了伦敦,进行自然科学的研究工作。

卡文迪什进行科研工作非常执着,十分认真。他把家里楼下的客厅当作试验室,楼上作为观象台,他的科技兴趣广泛而深入,对数学、天文学、化学、物理都有研究。他除了参观工厂的生产实践和野外考察地质地理以外,他每天都埋头在试验室里,他从来没有星期日和假期。为了集中精力搞科研,终身未娶,过着独身生活。

卡文迪什

由于他一心一意迷在科学研究上,所以,出了不少笑话,也流传了不少关于他的有趣的故事:有一次,他请了四个朋友会餐。仆人问他做点什么小菜,他随口便说:“一只羊腿吧!”仆人知道一只羊腿太少,接着又问是否再加点什么,他又顺口回答:“那就两只羊腿总算够了吧?”由此可以看见,他平时除了从事科研外,就根本不知道什么是生活,吃什么,穿什么都无所谓,对名利地位,人情世故一概不知。还有一次,他的一个朋友,谈起了曾经在卡文迪什那里管理过他私人图书馆的一个人的情况,这个朋友告诉他,那个人身体不太好,你应该帮助他点钱。卡文迪什满口答应,立即开了一张一万英镑的支票,一边写一边问:“一万英镑的支票,不知够不够?”那位朋友吓了一跳,不知所措,连忙说:“太多了!太多了!”卡文迪什还是将那张支票给了那个人;由此可见,他根本不知钱的多少,怎样花钱,不知一英镑能买多少东西,能够吃多少天的饭,买多少件什么的衣服。

卡文迪什勤勤恳恳地研究了一生化学,取得了很大的成就。其中最有代表性的五个方面:1、氢气的性质;2、炭酸气与水的关系;3、水的组成;4、硝酸的组成;5、空气中惰性气体的存在。他的科学著作很多,也非常著名,但他非常慎重,反复修改,斟酌再三,直至满意。到他七十几岁,才陆续发表出来,有些重要论文,还是他死后才发现的。1766年,他在英国皇家学会发表了关于固定空气的论文。当即引起了世界科学家的高度重视。这篇论文使他获得了“科学界的巨臂”的光荣美称。因为,那时候科学家都认为气体是相同的。从卡文迪什之后,一般科学家才知道,除了平常的空气外,还有其他不同种的气体。卡文迪什的实验证明:固定空气(即二氧化碳(CO2))要比空气重一倍多。它能溶解在同体积的水中。假若把水烧开,那时,这种气体就要溢出。若要收集这种气体,必须用汞来代替水,才能收得。后来,人们用的水银集取气体法就是由卡文迪什开创的。

卡文迪什在化学方面的又一课题是对氢的研究,并取得了突破性的进展。自从炼金时代开始,炼金的人都知道,在金属上加酸就可以得到氢这个气体。但没有人摸清氢的真正性质。卡文迪什经过实验证明,氢这种气体最主要的一条性质是能够燃烧。假若拿二倍体积的空气和它混合,放在火的旁边,立即就会爆炸。从此,人们在做试验和使用氢气时也就知道氢气是一种易燃易爆气体了。

卡文迪什最大的成就是证明了水是氢氧的化合物。之前有位科学家叫柏利斯力,用电火来爆发氢气与空气的混合体时,偶然发现器具壁上凝集着许多小水点,他对这种现象没有继续研究,自以为是器具没有擦干净的缘故。但卡文迪什没有放过这一现象,他认真地琢磨起来,反反复复地进行实验和研究,结果证明水是氢氧的化合物。即氢二氧一(H2O)。这个发现为化学界开创了新纪元。因为水的用途很广,是一切生物界赖以生存的必要条件。从化学方面来讲,化学变化,无不是靠水的帮助做成功的。化学界从知道了水的真正性质后,才知道了水和其他物质化合的道理。卡文迪什对水分子式的发现是1781年,但直到他死后才有人替他发表出来。实际上比法国化学家拉瓦锡发现的要早的多。

卡文迪什在物理学方面也有研究,他研究了热学。他用同量的热水和冷水混合起来,结果测出水的温度刚好等于热水、冷水两种温度的算术平均值。他又拿硫磺、炭、玻璃来实验,其温度都是不一样的。于是他得出一个结论:“各种物质热到一定温度时,所需要的热量,都是不同的。”以后,这个结论就成了发明比热定律的依据。为热学的进一步发展奠定了基础。

卡文迪什出身在显赫的大官僚贵族的家庭,却毅然决然地抛弃了那种优越安逸的生活环境,踏上了艰难的科研道路,他孜孜不倦地探索研究,吃尽了苦头,但终于取得了一个又一个令人欣慰的成果,给人类社会的发展做了积极而伟大的贡献,他从不为自己的的成就欢呼跳跃,在夺得一个胜利之后,毫不停歇地又向另一个高峰迈进,直至最后一息。卡文迪什故于1810年3月10日,终年79岁!
 

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