王老师讲物理学史：格里凯和马德堡半球实验

格里凯

奥托·冯·格里凯（Otto von Guericke，1602—1685），德国物理学家、工程师。1602年11月20日生于德国马德堡的一个议院议员的家庭。

1617年入莱比锡大学和耶拿大学学习法律。 1623年赴莱顿大学学习数学和力学。1625年回到故乡，不久发生了欧洲战争。1631年，格里凯到军队服务，任工程师。马德堡城被敌人攻破后，他被捕，后经瑞典朋友资助赎身出狱。1640年，马德堡收复后，格里凯担任了该市市长。在此后的几十年中，格里凯致力于科学研究活动。1685年5月11日，格里凯逝世于汉堡，终年83岁。

格里凯对物理学的发展做了多方面的工作，是当时卓有成效的实验科学家。他的最突出的贡献是对力学的研究，特别是对于空气特性的实验研究，取得了一系列重大成果。格里凯是最早成功地获得了真空的科学家。1635年至1645年，他以全部的精力投入了真空问题的实验工作，终于利用吸水泵获得了真空，打破了真空不可能存在的传统观念，解决了当时科学界的一个重要课题。当然，他所制造的真空，仍然具有相当程度的气压，但在人类研究真空问题上，迈出了决定性的一步。利用吸水法制造真空，使格里凯花费了十几年的时间，进行了几百次实验。1650年，他成功地发明了抽气泵，这是人类历史上最早的真空机械。利用抽气泵所获得的真空度，有了很大的提高，提供了获得真空的实用手段。在17世纪的科学发展中，格里凯发明的真空泵具有相当大的实质贡献，与当时其他人发明的望远镜、显微镜及摆钟等并称为该世纪四件最伟大的技术发明。

此后，格里凯的主要精力又投入到了关于真空特性的实验研究，获得了许多具有重大价值的发现。如真空中火焰会熄灭，动物会死亡，食品不会变质等。他还发现了在抽成真空的钟罩内的钟，所发出的声音不能传到外面，而光却不受影响地照常发出，从而证实了光可以通过真空，而声音在真空中不能传播。

格里凯还发明了测定气压的水柱式气压计，当然这种气压计并不实用，需要10米以上的管子，才能实现指示气压的工作。

格里凯的另一重大发现是空气可以膨胀，产生强大压力，并发现了强大的空气压力对真空容器的作用。格里凯最有名的实验，也就是脍炙人口的“马德堡半球（Magdeburg emispheres）”实验。

格里凯将两个直径为30多厘米的铜制空心半球密封合拢，抽成真空后，竟然用16匹马拉也未拉开。从1654年起到1663年，格里凯进行了大量的实验，证实空气压强的存在，他的实验结果，曾经引起了当时社会上的轰动，得到了令人难以置信的结果。他的实验和表演，在科学史上留下了重要的一页。为了纪念格里凯的功绩，后来把这种实验用的金属半球称为马德堡半球。马德堡半球实验至今仍不失它历史性的异彩。

由于格里凯的实验很快地传遍了整个欧洲，许多人也陆续跟进在各地重做这个实验。一位热衷于此的实验家同时也是英国皇家科学院创立人之一的波义耳将格里凯所使用的抽气泵加以改进，并发展出一套在定温下气体压力与体积之间关系的定律——即“波义耳定律(Boyle's Law)”。

格里凯的实验成果，今天看起来，简单得很，但是在17世纪中叶，曾经是难以攻破的难关，不但需要高超的实验技巧，而且要冲破传统观念的严重束缚。

格里凯对电学现象也很感兴趣。1650年，他发明了最早的摩擦起电机，获得了取得静电的方法。到1672年，起电机已开始具有实用地位。他还发现了电荷间的排斥力的存在，使人们对于电荷性质的认识，有了新的重大进展。