祁增年
英國化學家、物理學家卡文迪許1731年出生在法國,他自幼刻苦學習,勇于創新。早在上小學期間,他就對地球產生了濃厚的興趣,立志長大后攻克科學難題——稱地球。
1750年的一天,卡文迪許向劍橋大學米歇爾教授訴說了自己的這一愿望。米歇爾對卡文迪許稱地球給了許多建議。卡文迪許回家后,很快便設計了一套實驗裝置:在一根長木棍的兩端各裝上一個小鉛球,像一只啞鈴,再用一根石英絲把這只“啞鈴”橫吊起來。實驗時,只要將兩個大鉛球分別接近木棍兩端的小鉛球,由于萬有引力的作用,“啞鈴”一定會發生擺動,石英絲也會扭動。他想,只要測出石英絲扭動多少,就可以知道大小鉛球之間的引力大小,進而算出地球的質量。
可是,卡文迪許反復實驗了許多次,都以失敗告終——鉛球之間的引力太微弱了,無法測量出來。
為了稱出地球的質量,卡文迪許每天苦思不止。有一天,他看見一個小孩手中拿著一面小鏡子反射太陽光,手中的鏡子稍微一轉動,遠處光點的位置馬上就發生很大移動。看著看著,一個念頭在他腦中浮現。卡文迪許興奮異常,馬上趕回實驗室,動手改進實驗裝置。他把一面小鏡子固定在石英絲上,再用一束光線照射這個小鏡子。小鏡子將光線反射到一把刻度尺上。這樣,只要石英絲有極微小的扭動,反射光就會在刻度尺上明顯地移動,從而提高了實驗的靈敏度。
1798年,他測出萬有引力常數,然后按照萬有引力公式計算出地球的質量為60萬億億噸,這與當代科學家計算出的地球質量基本相同。……