《欧洲人眼中的电学》
第14节

作者: aaa_ch
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  威廉・巴洛是吉尔伯特同时代的人,他是索尔兹伯里的副主教。巴洛认真的研究电磁学,后来出版了《磁的广告》一书。他的成就远不如吉尔伯特,他主要的成绩是改进了励磁方法和悬置罗盘指针的方法。
  到十七世纪初期,人们研究电磁学目的还是海上导航.比巴洛晚一些,德国维尔茨堡大学教授,耶稣会教士阿撒那修斯・基歇尔(1601—1680)在1641 年出版了《磁 石,或者论励磁的方法》(Magnes,sive de arte magnetica),基歇尔在他那个时期非常有名气,社会地位很高,但他不是象吉尔伯特那样潜心研究的物理学家,他主要是描述各种奇闻轶事和令人惊奇的科学奇迹,基歇尔的书的大部分内容都是以浮夸的语气论述他用磁来治疗疾病和创伤的方案,有点象卖“大力丸”的。基歇尔还把动物界的许多奇怪现象说成是磁的作用,例如他认为鸟类之所以能飞行就是因为磁引力作用结果.不过,他也在书中讲了一些对航海有用的罗盘的知识.

  最后, 基歇尔得出了结论,他毫不客气的声称:上帝就是最完美的磁石( totius naturae magnes)。这主要应当归因于罗盘对于航海国家的重要,人们必然会迷信磁石,将它神化.
  电磁学的初期,鱼龙混杂,真知灼见不一定被理解,另一些人的忽悠却可以大获其利.这吸引人许多的人研究电磁学,包括很多的教士.但就是这种鱼龙混杂的情况却推动了电磁学的发展.
  电磁学的这种混乱甚至连著名学者也不能例外,如笛卡尔.
  笛卡尔的电磁理论同样带有神秘主义的色彩,他在他著名的《哲学原理》中也曾谈起罗盘变化.
  航海定位对于欧洲国家是如此的重要,他们要的是精确再精确,对于罗盘也同样,一丝一毫的误差都是灾难,而无论是哥伦布,吉尔伯特,还是佛兰芒罗盘制造者已经认识到罗盘会随地域而变动。
  威廉・巴勒在1580 年在利梅豪斯测量了罗盘变动的量。冈特于 1622 年在同一地点作了观察,得到与巴勒不同的结果,这吸引怀特霍尔、亨利・盖里布兰德等人也开始研究,但是所有人观测的结果都是不同的。

  对于罗盘的这种变动,各人有各人的说法,吉尔伯特把这变 动归因于地球表面的不规则。笛卡尔认为罗盘的变化,是由于铁矿的干扰作用造成的。还有人认为海水的深度不同,地球这个大磁体对磁针的影响也发生变化.
  就在各方争论不休的时候,一位研究航海安全与气候科学的物理学家让电学迈开了第一大步.
  日期:2011-09-26 15:29:08
  4.2 温度计与气压计(一)
  格里克是德国(当时称普鲁士)萨克森的马德堡市市长。虽然他是市长,公务繁忙,但是对自然科学研究还是投入了大量的时间和精力。当时英法等到欧洲国家都在研究航海安全,其中主要是航海导航与定位,其次是坏血病,再其次就是气候学,希望能事先做出气象预报,保证出海人们的安全.德国虽然落后于英法等国,可同为海洋国家,一样对航海定位,气候学极为关注.其实当时还没有气候学这一名词,只是在伽利略之后,人们已经部分的意识到温度计与气压计可用于气象预报,保证航海安全,但是这种预测是不太准确的.格里克喜欢进行科学研究,也如英法的科学家一样,主要目的是为了航海安全,他研究的方向也是罗盘与气象,格里克自己建有一个小实验室,他经常钻到那个小房间里进行一些实验.

  最初对测量温度与发现气压的是伽利略,最初发明发明温度计的也是伽利略. 气压计也与伽利略有关,他于 1638 年注意起当 时已经知道的一个奇特的事实:一台普通抽水机只能将水抽到超过外部 水面 32 英尺之后就再不能上升了。
  1641 年,谁也没想到,对温度计做出最重大改良的人是托斯卡纳的大公斐迪南二世,他属于美第奇家族,一般提到这个家族大都说是软弱昏庸,但是,它是佛罗伦萨西芒托学院的主要创建人,这个家族对于意大利科学与文化的进步无疑具有最关键性的作用,在法兰西学院与英国皇家学会前, 斐迪南二世所创建的西芒托学院是世界上唯一独领风*的科学组织。

  斐迪南二世对温度计做出的改良是:他用有色的酒精代替水作为测温液体,并将玻璃管密封。
  做过著名的马德堡半球实验的格里克,曾试着制造过一种改进的空气温度计。那时的温度计有一个致命的问题,温度计不是全封闭的,由于气压是变化的,因此会影响到温度计的精度。因此,格里克在温度计的铜球里放入一个阀门,这样当气压变化时,封闭空气的体积也相应变化,从而补偿了气压的变化。
  伽利略的弟子托里拆利又继续进行关于气压的实验,并制造出气压计.
  温度计与气压计的实验之所以能率先在意大利做成功,是因为意大利的威尼斯具有当时世界上最先进吹制玻璃器皿的技术(这是威尼斯的绝顶秘密,他们曾严守秘密近百年,威尼斯也是当时世界上最富裕的城市之一.)。这个实验传到欧洲后随即引起了帕斯卡、格里克、卡西尼、牛顿等人对大气压的研究热潮。
  温度计与气压计随后能在欧洲掀起研究高丨潮丨的原因也是如此,没有威尼斯的玻璃,很难想像会有十七八世纪的科学大进步.
  帕斯卡获悉托里拆利的实验后,也进行了关于气压的实验。他进行的是登山实验,他发现,越往山顶,气压越稀薄。

  不过,研究气压也并不容易,十七世纪四十年代后,在欧洲科学界,创造真空是一个重要难题,格里克根据吸取式抽水机的原理,经过无数次的精心设计和试验,终于在1650年发明了活塞式真空泵.格里克的方法在现在看来很简单,就是在装葡萄酒的木桶里装满了水,用黄铜泵把水出,被抽水的木桶只有一个抽水管口,格里克带着马德堡市市政府的几个年轻人用力拉动活塞,慢慢地把桶内取的水抽出。

  水被抽出就可以听到一些声音,桶内剩下的水似乎在剧烈地沸腾。由于木桶漏气,随着空气进入木桶,这种声音逐渐地停止了。后来,格里克设法用铜制的球形容器代替木桶,再进行上述实验。刚开始时,活塞很容易拉动,后来,随着容器里的水越来越少,几个人一起用力都无法拉动活塞。可是,这个实验是危险的,因为当抽成真空后,如果拉不动松劲是,活塞猛烈的退回,空气迅猛地挤进球内,其激烈的程度几乎可以把靠近的一个人扯进铜球里。

  格里克的真空泵在当时是非常先进的,不是设计上的先进,而是他花费了大量的精力来研磨制造这些活塞,这些对于别人十分枯燥的活动,对于这位已不年轻的市长却有着吸引力.有了这样先进的“武器”,格里克当然要继续研究,虽然他的马德堡半球实验太过于著名,但在当时真正为他获得荣誉的却是不起眼的气压计.
  格里克制造出真空泵后,也曾利用它制造过一种水气压计。他曾试验能否将水抽到四楼,为了精确确定水能上升的高度,格里克花费了极大的力气制造了四根巨型黄铜管连接成一根垂直的长管,以便于进行气压试验.他的这种很费力气的试验竟真的产生了结果.
  格里克还曾在一根十米多长的管子上接一段玻璃管,玻璃管里注入水,然后顶端封闭,把它做成水式气压计,即以水柱代替托里拆利管中的水银柱,他观察到,在天气变化时,会发生水柱的高度变化,从而利用这个仪器作天气预报,他制作了一个小木人浮在这个仪器的水面,小木人的手指指出了各个位置上的空气压强。
  格里克因此对气压进行了长期的研究,他试图把气压同天气变化联系 起来。1660 年,格里克根据气压的突然下降预报出的一次严重风暴,当时未引起人们的注意,船长与水手们依旧是出海,结果在这次风暴中许多船只沉没,死了许多的人。当格里克再次预报大风暴时,有人将信将疑,事实证明,格里克是正确的.
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