波义耳-向权威挑战
- 日期:2009-06-04 08:16
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青少年时期的波义耳,十分钦佩意大利著名科学家伽利略。伽利略叙述的哥白尼体系、新力学、研究自然的新途径和科学实验,都深深印刻在他的心中。
1641年,他到了意大利,在那里学习伽利略的著作。可惜他到意大利不久,伽利略就逝世了。波义耳决心像伽利略那样:不迷信权威,勇于开创科学实验的道路。波义耳几经周折,直到27岁,他才安下心来,全力从事科学研究。这一年,他在离伦敦不远的工业和科学文化城市牛津,租了几间房子,建立了自己的实验室。
一年以后,青年罗伯特,胡克来到实验室当助手。胡克比波义耳小8岁,他后来提出了胡克定律,也成为著名的物理学家、天文学家。波义耳和胡克一起,首先研究和改进了德国人盖立克新发明的空气泵。改进后的空气泵,很像现在自行车上用的打气筒,不过它有一个相反的阀,不是打进空气,而是把空气抽出来。这种手动装置,今天看来十分简单,那时却是一个了不起的发明。利用空气泵,波义耳研究了许多问题。
他发现:物质在真空中难以燃烧,磁铁却能通过真空起作用。那时候,人们对声音的传播是有争论的。声音必须靠空气传播吗?如果在真空中产生一个声音,它能在真空中传播吗?波义耳通过实验做了回答:他用绳子把钟吊在密闭容器的中间,这时候,在容器旁边能听到钟的滴嗒声。这说明容器里有空气,声音就能传到外面。
然后,他从容器中抽出空气。当空气一点点往外抽时,钟的滴嗒声越来越小,很快就听不到了;再把空气逐渐放进容器时,声音又由无到有,由小到大,响了起来。这说明声音靠空气传播,真空不能传播声音。随后,波义耳又研究了意大利物理学家托里拆利的真空实验。
1643 年,托里拆利在一根大约一米长、一端封闭的玻璃管里装满水银,然后用拇指堵住管口,把管子倒立在水银槽里。当他松开拇指以后,管子里的水银开始下降,最后停留在高出槽里水银面约76厘米的地方,不再下降。水银柱为什么能停在那里不落下来呢?这个问题,当时争论激烈。托里拆利认为,这是因为大气压力对槽中水银面的作用的结果,所以这套装置,实际上就是一个气压计。
波义耳同意托里拆利的看法,并且用实验来加以证实:他把托里拆利实验中的水银槽放到密闭的容器中,把容器中的空气不断地抽出,管中的水银柱就不断下降。等到再把空气一点一点送进去,管中的水银柱又逐渐升高起来。这说明水银柱不掉下来,是因为外面有空气的压力。在事实面前,也有人不同意这种看法。比利时物理教授李纳斯,就对波义耳的说法提出了异议。