马德堡半球实验

科学总是在人们的一片惊呼声中前进,空气压力的证明即是如此,它是通过著名的“半球实验”完成的。

主持这项实验的人名字叫奥托·冯·格里克,他于1602年出生在德国名城马德堡的一个富裕家庭。此人天资聪明,15岁便考入著名的莱尼兹大学学习文科。但数学、物理等自然学科好像对他更有诱惑力。他热衷于科学实验,甚至一度赴英、法等当时被认为较先进的国家专门学习自然科学。23岁时才又回到了马德堡。由于格里克本人知识丰富,工作勤勉,于1646年当选为该市市长。在成为市长后,他仍旧兢兢业业地工作,为当地人谋福利。

尽管格里克政务繁忙,但仍然抽空继续在自然科学领域进行研究,尤其是在真空领域。几经探索,他发明了抽气机。在抽气机的帮助下,格里克又完成了系列的真空、大气压强的实验。其中就有非常著名的马德堡半球实验。

为了使人们对大气压强有个更明确的认识,格里克决定做一次公开实验,向公众证明自己学说的正确性。事先,格里克做了充分的准备:他先命工匠铸造了两个空心的铜制半球。这两个半球直径超过1米,异常坚固,边缘也非常平滑,为的是两半扣在一起不泄漏空气,而且禁得住拉拽。此外还有从马车行里特地挑选的壮马一切就绪以后,格里克于1654年在马德堡市市政中心广场进行了这次实验。他先命人将马匹分成均匀的两组,每一组集中拴在一个铜半球后面。然后将两半球紧密接合在一起,严丝合缝。

再用准备好的抽气机将球内的空气抽净。最后号令员声令下,两组马匹向相反的方向奔去,将拴在马匹与铜球之间的绳索绷紧、绷紧、再绷紧,最后只听见绳索发出咯吱咯吱的响声、马蹄踏地的咚咚声,还有马粗重的喘气声,而铜球却如同铸死一般,两个半球始终紧密接合,纹丝不动,直到16匹马大汗淋漓,四腿乱颤,依然如故。看热闹的人们见状吃惊不小,一个个张大了嘴巴。一声哨响,实验圆满结束,其结果与格里克说的分毫不差。呼喊的人群扑向格里克,将其高高地举过头顶。

格里克胜利了,他向人们成功展示了科学的伟力,赢得了人们的尊敬。后来人们称这两个金属半球为“马德堡半球”。

格里克对真空的研究

1647年,格里克制造了一个空吸泵,空吸泵由一个圆简和活塞组成,圆简上带有两个间门盖。格里克想用这个装置抽出密封啤酒桶中的水,从而得到真空,可是,当他用装置抽出木质啤酒桶中的水时,听见了笛声噪音,说明空气进入了啤酒桶。格里克又把啤酒桶放在一个大的盛水容器中密封起来重新进行实验。当他把啤酒桶中的水抽出大容器中的水又渗进了啤酒桶。为了解决渗漏问题,格里克让人做了一个底部带孔的空心铜球进行实验,当他让工人从球中抽出空气时,铜球随即塌瘪了。

格里克在实验过程中发现,无论抽气口放在铜球的哪个位置,在抽气过程中,容器中的残留空气都分布于铜球的整个内部空间。由这一现象他发现了空气具有弹性。由这个重要的结果出发,他研究空气密度随高度的变化,并得出结论,空气密度随高度而减小,由此他推理大气层以外的空间是真空的。他还通过实验研究空气做功等为了获得真空,格里克坚持研究,他终于发明了真空泵,用真空泵做实验,他获得了成功。

奥托·格里克生平

1602年11月20日,奥托·格里克出生于德国马德堡市,15岁进入莱尼兹大学学习法律,之后又去了荷兰的莱顿继续深造,同时开始关注数学等自然学科。后来格里克又游历了英法等国。1626年重回德国,并当选马德堡市参议员。战争期间,他以工程师的身份为瑞典政府服务。家乡光复后,格里克回到那里,并于1646年当选马德堡市长。任职期间,仍不遗余力地进行科学研究,且成果很多。他发明了真空泵和摩擦发电机,并于1654年主持了著名的马德堡半球实验。

1681年,格里克宣布退休,然后移居汉堡安度晚年,直至1686年5月11日去世。