印象中,很多科学家都是相对理性、沉静、专注、耐得住寂寞的人。但就小编的有限了解,论性格内向,还真没谁能比得过本期主人公——18世纪英国化学家、物理学家:亨利·卡文迪许Henry Cavendish(1731-1810)。
Cavendish这个名字略显小众、低调,像他本人一样,也许大家对他的了解始于或仅限于氢元素的发现。戳这里回顾氢元素的故事【宇宙主宰,传奇之王!——氢元素】~这就对他知之甚少了。
法国科学家比奥说:“卡文迪许在一切学者中最富有,在一切富翁中最有学问。”这个百万英镑拥有者,生性怪癖,用一腔孤勇和热血,献力科研,成就诸多。
他被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家
最富有的学者
1731年,来自英国的贵族查尔斯·卡文迪许,携妻子安妮,来到法国南部城市尼斯疗养、居住。一个是德文郡公爵二世的第五子,一个是肯特郡公爵的第四女,卡文迪许(又译“卡文迪什”)家族在英国拥有悠久的历史和深远的影响力。
10月10日,亨利·卡文迪许诞生。(为了叙述方便,我们就简称他为卡文)两年后,小卡文的母亲因病去世,早年丧母的经历让他的性子孤僻羞赧,奠定了他一生的“社恐”属性。
出身贵族,又有学者父亲的耳濡目染,卡文从小接受了来自家庭的良好教育和高等优质的学校教育。11岁进入由纽科姆博士开办的著名贵族中学海克雷学院(又译哈克尼学院)学习了近8年,也是个妥妥的学霸。
算起来,卡文是在牛顿病故四年后出生的,这个好学的孩子读过其全部著作,这辈子最佩服的大佬也是牛顿。
偶像的力量加上父亲的殷切期盼,除了埋头苦读,深入学术,卡文迪许几乎没有任何爱好和“生活”。
倒也,有点单调?
卡文他爹一直希望儿子能搞点事情出来
1749年11月,没让家人失望的卡文,18岁考入剑桥大学-圣彼得学院。
插句题外话,刚过去的高考,这时间孩子们差不多要报志愿了,啊诸神加油~
本是想夸卡文来着,咱就是说,他“任性”了——四年不到,1753年2月,22岁的卡文因不满当时剑桥刻板的学习和学位制度(啊比如说宗教考试啥的
),学位也不要了,说走就走
。
老父亲查尔斯表示很愤怒啊,别看人是富翁,一点不惯孩子,该怎么着怎么着,当下就决定压缩儿子的生活费,每年只给他120镑。(这在当年值多钱大家可以讨论下)
反正卡文也没想那么多,在欧洲各国游学、旅行了一阵后,散心结束就乖乖回到伦敦,携手老爸准备干事业,接着就开启了长达50余年的科学探索。
准备好,查尔斯要带儿子起飞了~
17-18世纪,在那个还没有科研机构、公办实验室的时代,科学家大多显得挺“业余”的,毕竟也没什么机会能“科班出身”
。他们往往从爱好出发,逐步深陷,科研过程中需要的各种书籍资料、药品、设备器材都得自掏腰包,富二代卡文、和他爹也不例外。
其实,查尔斯本身就是位出色的实验科学家,也是英国皇家学会的重要人物,已经有个自己的小实验室了。一开始,卡文充当助手,目睹了老爸娴熟卓越的实验过程,话说卡文他爹也不是个平庸之辈,他可是被富兰克林称赞的优秀男人哟~
在父亲的指引下,卡文很快上手,从实践中积累了大量比以往理论学习中更详尽的电学、化学方面的知识。后来,父亲也把儿子成功引进了伦敦的科学界:1760年,卡文迪许当选英国皇家学会会员。
要不说虎父无犬子呢
为方便实验,卡文开始着手更新“办公场所”了
。咋干?改造房子!一所公馆被改成实验室和工作室,其规模相当大;一处住宅被修缮成公用图书馆,卡文家丰富的藏书都摆放于此供人们借阅。
这还不算啥,父亲去世后,卡文又将实验基地搬到乡下别墅,拆除掉房子里所有富丽堂皇的装饰,偌大的客厅成了立体又宽阔的实验空间,温馨的卧室成了可观测星象的平台……看人家这科研决心!
卡文把家置办成实验室,早已“工作”生活不分啦,科学研究与其说是他的工作,倒不如说是他选择的一种生活方式,毕竟科学不会给他发工资。
钱嘛,人家也不缺,他先后继承了来自叔伯、父亲、姑妈的几笔遗赠和遗产,40岁时资产已超130万英镑,成为当时英国的巨富之一。
除了有一颗愿意奉献给科学的心,具备一定的经济条件可也太重要了啊。经常为了科研经费发愁的小伙伴们羡慕不?哈哈~
最博学的富豪
巨额财富对卡文迪许来说,没有丝毫兴趣,构不成任何影响。
对,人家就是可以这么凡尔赛呀!
像不像咱的“马爸爸”?
这个有点傻气、沉默寡言的大科学家生活有多简朴,可说是吃穿从不讲究,科研决不将就。据悉,他身上的很多趣事传说,主要来源于物理学家汉弗莱·戴维等仅有的几位“狐朋狗友”的记载和“传播”。
咋说也是名门望族,但是不修边幅的卡文,除了有素养,外表跟绅士完全不搭噶。永远穿着过时陈旧的套装,几乎没有一件衣服不掉扣子,其中有件褪色的天鹅绒大衣已经出名了
。
有位画者大卫·亚历山大,曾偷偷画下身着天鹅绒大衣的卡文迪什。虽然小编暂时找不到图,不过卡先生,我们相信这是真的~
饮食上面,卡文就更马虎了。因为羞涩不擅交际,额不对,应该说是不敢交际
,习惯独自待着的卡文,在家里甚至都不会和仆人打照面,有任何吩咐他会留纸条说明,避免说话。
也许,在这个“怪叔叔”眼中,写字比讲话,简单多了。咱也不知道他是不好意思提,还是真的爱吃,反正“一只羊腿”的字条是留下最多的,而且客人来了也这待遇哈哈。
小编饿了~
钱多,没概念!咋用,不知道!
他不知道1万英磅是怎样大的一笔财富,又意味着什么。一次,一个仆人生病需要花钱,他随手开了张1万英磅的支票,仆人当场石化。
还有一次,朋友介绍一个老人家帮忙整理他的书籍,付酬金的时候,他一边掏笔写支票一边问2万英镑够不够……让我们和老人家一起惊掉下巴吧
。
也许拥有太多,概念自然淡薄。不娱乐不奢靡,反正他的钱,大部分都花在购置科学图书和仪器上了,不仅自己用,还慷慨地和其他学者共享。能和卡文这个金主做朋友,那得是多幸福的事儿。当然,能和他说上话,也是不易哈~
反正家里啥啥都有,不用出门可以干活儿也很享受,对于害怕交际的卡文来说,还真有一项社会活动他不得不去
,那就是皇家学会俱乐部两周一次的会议了。
每次都把自己裹得严严实实,躲角落里,尽量不和人眼神、言语交流,这个可爱的小老头儿,每次还是会引起旁人的注意呢。
看咱这傲娇的小眼神儿~
哎,真是躲也躲不过
学术方面,卡文先生是一本书都没写过,公开发表的论文也并不多,总计18篇。(这个数据,和其他皇家学会的成员相比,算很少的了)其中只有一篇是理论性的,其余都是实验性和观察性的,且大部分是关于水槽化学方面的。
这基于他坚守的一个原则:对没有研究透彻的东西不发表。
围绕自然科学,卡文在多个领域近乎是独立地进行着研究,并颇有成效。
是他,首次对氢气展开细致研究:1766年,发表《论人工空气》论文,记录了对氢气的发现和认知;
是他,证明了水并非单质:1783年,发表论文《空气试验》,明确水的组成,最早研究二氧化碳;
是他,预言了空气中稀有气体的存在:1784年,研究空气的组成,同时发现了硝酸;
是他,精确测量了地球的密度和质量:1798年,通过扭秤实验,验证了牛顿的万有引力定律;
也是他,发现了库仑定律、欧姆定律,将电势概念应用于电学现象……
图为卡文迪许在研究
氢气、二氧化碳、大气空气和水时使用的仪器
【关于卡文迪许扭称实验的故事】
称量地球,这是一项真正惊天动地的事情。
阿基米德曾说,给我一个支点,我能撬动地球。当然,我们知道,这也就是说说而已,真的给阿基米德一个支点,凭他那小体格,要能撬动如此大的地球哪怕一厘米,他移动的距离就得以光年计算了。
但卡文迪许还真就称量了地球,当然他用的不是杠杆,是卡文迪许扭秤。说来挺奇怪,卡文迪许发现的那么多定律和论点,从没有以他的名字命名过,尴尬的是,唯一一个以他名字命名的卡文迪许扭秤却出自米歇尔神父之手,不知怎么阴差阳错辗转落到了卡文手上呢。
卡文将扭秤安装在一个密不透风的房间里,在上面加装了可以反光的小镜子;将光束投向镜面,反射的光线经过一段距离射在有刻度的平面上,卡文在远处用望远镜记录数据……这是个极其细致的活儿,一般人还真干不了!
地球的密度和质量就是这么被测量出来的,实验记录显示,地球密度是水密度的5.481倍,即5.481克每立方厘米,这个数据与今天相比仅有0.65%的误差!
另外,关于万有引力常数G,卡文虽然没有直接计算,但根据他留下的相关数据,和重力加速度结合,后人顺势就得出了精准数值。因此,人们还是把“第一个测出万有引力常数的人”这头衔,颁给低调的卡文。
勤勤恳恳、兢兢业业,卡文绝对是活到老、干到老的科学家典范,近80岁高龄的他,就连逝世前夜,还在做实验。
由于他内敛的性格,大量文稿都是在他离世后被发现的,后人对其的分类整理和出版面世工作都做了很久。
其中,电学部分由19世纪物理学家马克斯维尔门教授整理,在1879年出版;化学和力学部分由爱德华·普索于1921年主编出版。
为纪念这位大科学家,人们为他树立了纪念碑,卡文家族于1871年将其遗产捐赠给剑桥大学,并创办了后来获称“诺贝尔奖摇篮”、“物理学界半壁江山”的卡文迪许实验室——这里培养出了29名诺贝尔奖获得者。
有人说:“没有一个活到80岁的人,一生讲的话像卡文迪许那样少的了。”
卡文迪许其人,性格是真的独特,甚至可说是古怪,用今天的话来讲,是奇葩一朵,是重度社交恐惧症患者。面对陌生人、女士,在人多的场合里,他的羞涩会加重,结巴会频繁。
也许在寻常生活中他不够出色、不被看见,但这个“科学怪人”,把所有能掌握在手中的精力和资源都分配给了他喜爱的事业:化学、物理、电学、气象学、大地磁学……
他专注的,始终都是科学本身,是最纯粹的科学守卫人。他一生深居独处、终身未婚,大半人生都驻扎在实验里,如此说来,科学才是他从一而终的情人。
转自:建强伟业科研服务
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