SDR正傳:第四章 電是流動的

下面出場的這位科學家還是一位英國人:史蒂芬·格雷(Stephen Gray)。和吉爾伯特一樣,物理研究並不是他的正當工作,他的職業標籤是染匠,據說年輕時還賺了不少錢。興趣愛好主要是自然科學,尤其是天文。他受到的正規教育不多,靠自學成才。在中世紀,科學是有錢人的愛好。

也許是財務自由的原因,格雷身上有著哥們般的貴族氣質。他幫約翰·弗拉姆斯蒂德(John Flamsteed)幹活,乾的還是公家的活兒,不拿錢。弗拉姆斯蒂德是首任皇家天文學家,也是格林威治天文臺的創始人。當時他想繪製一張準確詳細的全天星圖,於是讓格雷幫忙做了些觀測和計算的工作。後來,格雷幫牛頓的助手約翰·西奧菲勒斯·德札古利埃(John Theophilus Desaguliers)幹活,還是不拿錢。財商這麼低,搞得自己不得不在54歲的時候住進了倫敦卡爾特修道院。

看上去他的一生有兩個不幸之處,一是結交的朋友弗拉姆斯蒂德恰巧是牛頓的死敵,導致他在皇家學會處處被打壓;二是窮困潦倒到去住修道院。然而,塞翁失馬焉知非福,這兩個不幸都有其正面之處。弗拉姆斯蒂德為格雷早年的研究提供不少幫助,雖然格雷在天文學上並沒有什麼建樹,而住進修道院的經歷則直接帶來了他此生最偉大的發現。

卡爾特修道院起先就是個修道院,但在1611年以後在捐資人的推動下發生了變化,逐漸成為了一所救濟機構和學校。救濟的部分接納的都是曾經富貴過,為國家提供過服務,但而後落魄的人。條件不算差,提供吃的喝的穿的,還有一些津貼。這項工作一直延續到了今天。

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圖:倫敦卡爾特修道院

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圖:卡爾特修道院的大廳

由於捐資人的慷慨,修道院裡設有電學實驗室,於是格雷放下了天文學,撿起了電學實驗。一天晚上,他發現通過摩擦玻璃管,卻讓玻璃管兩端的軟木塞能夠吸引羽毛,也就是帶上了靜電。他十分疑惑:他沒摩擦軟木塞啊!然後他把一根細木棒插到軟木塞中央,在另一頭插了個象牙球。摩擦玻璃管後,象牙球居然也帶電!於是,他再在象牙球和細木棒之間加上一段麻繩,再次摩擦管子以後,象牙球還能吸起羽毛!他震驚了:難道電是可以移動的?

很快,在後續的實驗裡,格雷將麻繩延長到了近250米,象牙球依舊能夠成功吸起小羽毛。同時,他發現自然界的物體應該分成兩種:那些電流能通過的材料被稱為導體,而電流不能通過的的則被稱為絕緣體。

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圖:格雷在實驗中延長繩子的長度

這是電學上的一個質的飛躍:電動了起來,我們發現了導體和絕緣體。


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