SDR正传:第四章 电是流动的

下面出场的这位科学家还是一位英国人:史蒂芬·格雷(Stephen Gray)。和吉尔伯特一样,物理研究并不是他的正当工作,他的职业标签是染匠,据说年轻时还赚了不少钱。兴趣爱好主要是自然科学,尤其是天文。他受到的正规教育不多,靠自学成才。在中世纪,科学是有钱人的爱好。

也许是财务自由的原因,格雷身上有着哥们般的贵族气质。他帮约翰·弗拉姆斯蒂德(John Flamsteed)干活,干的还是公家的活儿,不拿钱。弗拉姆斯蒂德是首任皇家天文学家,也是格林威治天文台的创始人。当时他想绘制一张准确详细的全天星图,于是让格雷帮忙做了些观测和计算的工作。后来,格雷帮牛顿的助手约翰·西奥菲勒斯·德札古利埃(John Theophilus Desaguliers)干活,还是不拿钱。财商这么低,搞得自己不得不在54岁的时候住进了伦敦卡尔特修道院。

看上去他的一生有两个不幸之处,一是结交的朋友弗拉姆斯蒂德恰巧是牛顿的死敌,导致他在皇家学会处处被打压;二是穷困潦倒到去住修道院。然而,塞翁失马焉知非福,这两个不幸都有其正面之处。弗拉姆斯蒂德为格雷早年的研究提供不少帮助,虽然格雷在天文学上并没有什么建树,而住进修道院的经历则直接带来了他此生最伟大的发现。

卡尔特修道院起先就是个修道院,但在1611年以后在捐资人的推动下发生了变化,逐渐成为了一所救济机构和学校。救济的部分接纳的都是曾经富贵过,为国家提供过服务,但而后落魄的人。条件不算差,提供吃的喝的穿的,还有一些津贴。这项工作一直延续到了今天。

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图:伦敦卡尔特修道院

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图:卡尔特修道院的大厅

由于捐资人的慷慨,修道院里设有电学实验室,于是格雷放下了天文学,捡起了电学实验。一天晚上,他发现通过摩擦玻璃管,却让玻璃管两端的软木塞能够吸引羽毛,也就是带上了静电。他十分疑惑:他没摩擦软木塞啊!然后他把一根细木棒插到软木塞中央,在另一头插了个象牙球。摩擦玻璃管后,象牙球居然也带电!于是,他再在象牙球和细木棒之间加上一段麻绳,再次摩擦管子以后,象牙球还能吸起羽毛!他震惊了:难道电是可以移动的?

很快,在后续的实验里,格雷将麻绳延长到了近250米,象牙球依旧能够成功吸起小羽毛。同时,他发现自然界的物体应该分成两种:那些电流能通过的材料被称为导体,而电流不能通过的的则被称为绝缘体。

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图:格雷在实验中延长绳子的长度

这是电学上的一个质的飞跃:电动了起来,我们发现了导体和绝缘体。


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