本站原创亨利·卡文迪许:第一个发现氢气的人
在十八世纪期间,英国有一些化学家,如布拉克(JosephBlack,1728-1799年)以及普利斯特里(JosephPriestley,1733-1804年)等人,都是出身于中产阶级的学者.这些人之中,只有一位是百万富翁,他一生从事于化学和物理学的研究,当然用不着另有正式职业.他发现了很多前人不知道的事物.他的名字是亨利·卡文迪许(HenryCendish).
卡文迪许诞生于1731年10另10日,他的母亲当时正在法国休养,所以他是生在法国南部的.他是在牛顿病故后四年出生的,他读过牛顿的全部着作,一生最佩服牛顿的学识和为人.
他父亲本来就是一位当时有名的学者,所以,卡文迪许从小就得到父亲鼓励,希望他在学术上能有所成就.他在11岁的时候,被送到当时着名的贵族中学去学习了八年之久.到1749年18岁时,进了剑桥大学,一直到1753年22岁,因为他不赞成剑桥大学的宗教考试,所以没有取得任何学位,就离开了大学.
在十八世纪时,还没有公家办的实验室.卡文迪许在自己家里装备了一座规模相当大的实验室,他终身在白己家里做实验工作.卡文迪许离开创桥大学后,就跟着父亲旁听英国皇国学会的会议,每星期四中午,参加学会的聚餐会.到了1760年,他被选为皇家学会会员.一直到目前为止,在英国,凡是有FSR(皇家学会会员)头衔的人,是受到人们尊敬的.
卡文迪许公开发表的论文并不多.他没有写过一本书,在长长的五十年之中,发表的论文也只有十八篇.除了一篇在1771年发表的论文是理论性的以外,其余的论文内容都是实验性的和观察性的.大部分是关于水槽化学方面的,先后发表在1766年到1788年的英国皇家学会的期刊上.又有一部分是关于液态物质冰点的研究,发表于1783年到1788年.还有一部分是有关地球平均密度的研究,发表于1798年.在他逝世以后,人们发现他有大量文稿,一直藏着末经公开发表.这部分未发表的论文相当多:电学部分由十九世纪的大物理学家马克斯韦尔门(LamesClerkMaxwell)教授整理后在1879年出版,化学和力学部分是由爱德华·索普(EdwardThorpe)于1921年主编出版的.
卡文迪许一生的研究工作是很广泛的.他的第一篇论文,详细叙述了"可燃空气"的特性.这就是现在所指的氢气.本来氢气在卡文迪许之前已经有一些人感觉到了,但是过去的人都没有能把氢气收集起来,第一次把"可燃空气"收集起来的是卡文迪许,并且做了仔细的研究.
接下来他在1783年又研究了空气的组成成份,做了很多试验,发表论文的题目是《空气实验》(ExperimentonAir).也就在这个时候,他发现水是氢和氧两种元素组成的.因为如果把氢元素和氧元素放在一个玻璃球里,以后通上电,他发现了水是这两种元素的化合物.它就这样证明了水是氢和氧的化合物.从现在看来,这是一项很简单的实验,可是在1784年之前,人们都把水看成是元素.卡文迪许的这项实验的确是很不简单的.
当时法国拉瓦锡已经说明了燃烧是氧化的结果.卡文迪许在他的论文里,一方面承认拉瓦锡有一定的道理,可是他仍然坚持错误的"燃素说".
卡文迪许有关电学方面也作了大量的工作,除了两篇论文发表了以外,其余都以手稿存了起来.一直到十九世纪中期才由马克斯韦尔整理后,正式出版.这部书名为《亨利·卡文迪许勋爵的电学研究》(ElectricalReserchesofthehon.HenryCendish).这才使人们知道,卡文迪许在库伦C.A.Coulomb)和欧姆(C.G.Ohm)之前,已经发现了关于电的好些特性了.
卡文迪许最后的一项研究,是关于地球平均密度的问题.他提出的数字是每一立方厘米5.448克,现在大家知道就是5.48.这说明了当时他的实验是相当准确的.
他还有一项工作,是过了一百年以后,才得到承认的,那就是关于惰性元素的存在问题.在1785年,卡文迪许就曾预言大气中有一种不知名的气体存在.他把电火花通过氧与寻常空气的混合体,结果,发现一部分"浊气"(即氮)未能氧化而被吸收.当时他说,这个残余部分当然不超过管中"浊气"的全量,因为在大气中倘有一部分"浊气"和其余部分相异,不能还原成亚硝酸,那么,我们可以稳妥地得出结论,就是它的体积决不会超过全量.这个重要的实验,化学家早已忘怀了.一直到1894年,拉姆塞(W·Ramsay)等发现零族元素之后,卡文迪许一百年前的实验才得到证实.
亨利·卡文迪许生性怪癖,沉默寡言.曾经有科学史家说"他是有学问的人当中最富的,也是富人当中最有学问的."卡文迪许一生所过的生活却十分朴素,因此他在银行里所存的钱数很多,另外还有房产和地产.他成为当时英国银行里最大的储户.
卡文迪许一生没有结婚,过着独身的生活.曾经有人说:"没有一个活到八十岁的人,一生讲的话象卡文迪许那样少的了".在一本《化学史》书上,曾举出卡氏最怕交际的一件事例.有一天,一位英国科学家偕同一位奥地利科学家到班克斯爵士(SirJosephBanks)的家里.适巧卡文迪许也在座.当时便介绍他们相识.在介绍时,班氏曾对这位远客盛赞卡氏而这位初见面的客人更对卡氏说出备致景仰的话,并说这次来伦敦的最大收获,就是专诚奉访这位名震一时的大科学家的.卡氏听到这话,起初大为扭怩,终于完全手足无措,便从人丛中冲出室外,坐上他自己的马车赶回家去了.从这段记载,可以看出卡文迪许为人性格的孤癖.
在度过了近80年的孤独生活之后,他是在1810年2月24日谢世的.当他感觉到自己病很重快要死时,就对照料他的男女仆人说:"你们暂时离开我吧,过一个钟点再回来."等到仆人再回来时,发现他已经停止了呼吸.他留下的遗产是很大的一笔数字,据当时估计在一千万英镑之上.他的侄子乔治·卡文迪许继承了遗产和爵位.