欢迎您 访客    免费注册    会员登录    忘记密码?   

亨利·卡文迪什

亨利·卡文迪什 (Henry Cavendish) (1731-10-10, 生于法国尼斯~1810-02-24, 卒于伦敦) 英国物理学家和化学家,曾在多个领域做过实验研究并发现了许多现象,例如空气的成分、的本质和性能、某些物质的比热、水的成分,以及电的各种性能等。他还用一种现在称为卡文迪什实验(Cavendish Experiment)的方法测量了地球的密度和质量。他被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一。

教育  1742年,他进入伦敦附近的哈克尼学校。1749~1753年在剑桥大学彼得豪斯学院学习,但未拿到学位,原因可能是他拒绝继续按照要求宣布忠于英格兰教会。在欧洲大陆旅行一段时间之后,他与其父居住在伦敦,直至1783年其父逝世。正是在这段时间里,从为其父作助手开始,卡文迪什做了他全部的电学研究和大部分化学研究。40岁时继承的一笔遗产使他成了百万富翁。按照当时一位法国科学家J. -B. 毕奥的说法,这笔财产使他成了所有有学问的人中最富有的,很可能也是所有富人中最有学问的。

他的财富几乎没有改变他的生活方式。一如既往,他的大部分开销都花费在购买科学仪器和书籍上。当他积攒了一个大图书馆以后,就将它供科学家使用。他沉默寡言,除了与科学家伙伴的聚会之外,几乎从不在公共场合出头露面。卡文迪什在科学悟性方面可谓奇才。他于1760年被选为皇家学会员;1803年被选为法兰西科学院的8位外籍院士之一。虽然他确实写过待发表的论文,但是他还完成了许多研究项目而并未发表它们的详情。

化学研究  他最先的化学研究是关于三氧化二砷,同时他也研究了酒石酸盐,制得了酒石酸。关于气体的研究是他化学研究的基本内容。他认识到,氢是一种独立物质的最早发现者之一,并且对二氧化碳做了天才的实验。他注意到,当把空气分解为氧和氮之后,还剩有少量残留物;这一发现对于一个多世纪后发现氩气和其他惰性气体是至关重要的。他对化学理论还做出了其他贡献,并且在未发表的关于砷酸的实验中为后来的科学家开了路,卡文迪什在1784~1785年间描述的关于空气的实验,是后来发现水并非元素而是化合物以及发现硝酸的先声。英格兰科学家J. 普里斯特利曾注意到,当氢气与空气的混合物被电火花引爆时,容器壁会蒙上一层湿气,但是他并没有重视。卡文迪什细心地重复了普里斯特利的实验后断定,这层湿气的主要成分是。几乎在同时,苏格兰工程师J. 瓦特 也得出类似的结论,并通知了普里斯特利和皇家学会。关于这一发现的领先权问题,曾经引起轩然大波。1785年当瓦特被选为皇家学会会员之后,这两位当事人本人友好地解决了他们的分歧。

电学实验  卡文迪什独自发现一对电荷之间的作用力与它们之间距离的平方成反比,这就是后来由法国物理学家C. A. 库仑建立并以他的名字命名的静电学基本定律。卡文迪什先于M. 法拉第证明了电容器的电容量与极板之间物质有关。他使用了势的概念,这一概念在数学中虽已熟知,但从前还未结合电学实验使用过。由卡文迪什首先明确起来的这一概念对电学理论的进一步发展意义深远。在关于各种导电体的一系列实验中,他发现跨导体的势与流过导体的电流成正比,从而先于德国物理学家G. S. 欧姆于1827年发表的相应定律。最后一项发现尤为值得称道:因为卡文迪什没有掌握测量电流的手段所以只能用双手抓住电极两端把自己的身体作为电表,根据对电流的感觉是能够达到手指还是腕部乃至直达肘部来估计电流强度。一个世纪以后当他的一些笔记本和手稿被发现时,苏格兰数学物理学家J. C. 麦克斯韦倾其生命的最后5年重复了所有这些实验,编纂并出版了卡文迪什电学论文的评注本 (1879) 。同样地,卡文迪什关于热学的大部分研究结果在他生前也未发表。这些工作先于苏格兰化学家J. 布莱克后来的研究。有证据表明,卡文迪什是有意地推迟发表这项研究成果,以免显得是与布莱克竞争。

其他贡献  他的工作并不全是在纯科学方面,对气象学和其他应用科学也感兴趣。曾参与研究一座火药库的最佳避雷方法;响应政府要求,为减少因硬币磨损导致黄金损失而研究过金合金的性能。他在近70岁时作的最后一项研究是极其困难而要求苛刻的卡文迪什实验,是根据一套错综复杂的仪器的测量结果推算出地球的密度。该仪器中包括一架高灵敏度的扭力天平。

卡文迪什出身贵族家庭,父亲查尔斯·卡文迪什是威廉·卡文迪什,第二代德文郡公爵最小的儿子,母亲安妮·格雷是亨利·格雷,第一代肯特公爵的女儿。1731年查尔斯·卡文迪什和安妮在时属萨丁尼亚王国的尼斯疗养,10月亨利·卡文迪什诞生与此地。卡文迪什两岁时母亲去世,自幼接受身为英国皇家学会会员父亲的教育。

卡文迪什沉默寡言,不善交际,对于卡文迪什的生平主要来源于物理学家汉弗莱·戴维和其他一些朋友的记载,同时也流传着不少传说。据记载,卡文迪什长年穿着一件褪色的天鹅绒大衣,头顶当时已经少见的三角帽,性格独特,说话显得犹豫和困难,而面对女士和陌生人会很羞涩而避免和他们说话。他非常喜欢独自沉思,甚至很少和自己的仆人见面,一般只会在桌子上留下字条说明自己晚餐要吃什么,常常是一只羊腿。卡文迪什终生未婚,唯一的社会活动就是参加皇家学会俱乐部的两周一次的会议。他对没有研究透彻的东西从不发表,所以尽管他一生只提交不足20篇的论文,却获得了皇家学会成员的一致尊重。

卡文迪什因结肠炎去世,终年78岁,葬于今英格兰的德比大教堂。他的家族于1871年在剑桥大学创立了卡文迪什实验室。在历任卓有成就的实验室主任的领导下,现代物理学的许多成就都是在该实验室取得的……

引自不列颠百科全书 国际中文版 1999和维基百科等(2021-02-01