波义耳-向权威挑战(2)

他认为：托里拆利实验中的水银柱所以不掉下去，并不是因为有大气压力，而因为管子上面的真空部分有一种拉力，好像一根看不见的绳索，把水银柱拉了上来，最多能拉到约 76厘米的地方。李纳斯为什么有这样奇怪的想法呢？原来，他也设计了一个实验：在一根两端开口的玻璃管里灌满了水银，用两个拇指分别按住上下两端；然后，把下端放入水银槽里，拿开按住下端的拇指，这时候，水银柱就往下降，一直降到约76厘米的地方才停住；这时候，按在上端的手指，就会感到有一个很大的拉力。
     他以为手指感到的拉力，就是真空部分产生的拉力。既然真空对手指有拉力，那么，它对水银也会有拉力，这就把水银柱拉到大约76厘米的地方了。其实，李纳斯手指感到的拉力，不是真空对手指的拉力，恰好是大气压力。因为手指按住了水银管的上端，手指底下是真空，没有压力，手指上面是大气，有压力，所以手指自然会感到被管子吸拉住了。对李纳斯的这种错误看法，波义耳觉得，最好的回答还是实验，而不是在科学杂志上发表长篇大论的文章。
     波义耳正是在收集答复李纳斯批评的实验论据时，发现了气体的压强和体积之间的比例关系。这就是波义耳定律。波义耳用一根J形管做实验。管子短的一端是封闭的，长的一端是开口的。他往J形管里灌水银，水银顺着玻璃管流下去，但是不能升到短的一头的顶端。因为里面的空气，给堵在那一头了。
     开初，长管和短管中的水银面，在同一水平上，波义耳知道，这时候，水银柱两端的压强相等。长管开口的一端，水银面上所受的压强就是大气压，它大约是76厘米水银柱高。波义耳仔细测量了短管中被封住的那段空气的体积。因为玻璃管的粗细是均匀的，所以可以用短管中的空气的长度来表示体积。
     他记下的数据是48小格。然后，波义耳不断往长管里加水银，封闭在短管中的空气体积就越来越小。波义耳惊喜地发现：当长管中的水银柱液面，比短管中的水银柱液面高出大约 76 厘米，也就是压强比原来加大一倍的时候，短管中的空气恰好从48小格缩小到24小格，正好缩小到原来体积的一半。波义耳继续往长管中灌水银，发现压强为大气压3倍的时候，短管中的体积就缩小到16格，是原来的1/3。
     这样，波义耳就把他的实验结果，归纳为一个公式：在温度不变的条件下，一定质量的气体的压强，跟它的体积成反比。这就是著名的波义耳定律。波义耳通过周密、精细的实验，发现真理，证实真理，批驳了李纳斯的错误观点。他的实验方法，使当时科学界耳目一新。波义耳始终如一，保持求实精神。