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第9章 熱愛科學的市長——格里克與馬德堡半球實驗

托里拆利的實驗很快傳到了德國。身為德國馬德堡市市長的格里克認真地研究了托里拆利的實驗,確信大氣壓力是普遍存在的。這位酷愛科學的市長,為了讓更多的人相信大氣壓力的存在,私人破費4000英鎊,精心策劃了一個實驗——即著名的馬德堡半球實驗。在做馬德堡半球實驗之前,他曾做過一些有關的實驗。例如:他將密封好的木桶中的空氣抽走,結果木桶被大氣“炸”碎(實驗是壓碎)。后來,他用薄銅片做了一個球殼,也將其中的空氣抽走,結果這個薄球殼同樣被大氣壓扁了。這些實驗為馬德堡半球實驗做了準備,他對實驗的成功充滿了信心。

一場當著成千上萬名市民的實驗,以令人信服的事實向人們證實了大氣壓力的存在,而且壓力大得驚人!格里克市長親自主持了這個令人眼界大開的實驗。

1654年的一天,在馬德堡市的中心廣場上,“馬拉銅球”的實驗開始了,格里克和他的助手先把兩個精心制作的直徑為14英寸(35.7厘米)的半球殼中間墊上橡皮圈,再把兩個半球灌滿了水合在一起,然后把水全部抽出使球內形成真空,再把氣嘴上的龍頭擰死,這時周圍的大氣把兩個半球緊緊地壓在一起。一系列工作做完后,格里克一揮手,4名馬夫牽來8匹高頭大馬,在球的兩邊各拴上4匹,然后,格里克一聲令下,4名馬夫用皮鞭猛抽兩邊的馬,令其向兩邊拉??墒菬o論這8匹馬如何用力,兩個半球仍然緊緊地合攏在一起。

在場的觀眾無不感到驚奇,廣場上肅靜起來。一雙雙帶有疑惑的眼睛都注視在這8匹馬拉著的兩個半球上。格里克見到8匹馬沒有拉開合攏在一起的兩個半球,命令馬夫又牽來8匹高頭大馬,每邊各增加4匹。

這樣,在16匹馬的猛拉下,兩個半球才勉強被拉開。在兩個半球分開的一剎那,外面的空氣以巨大的力量、極快的速度沖進球內,實驗場上發出了震耳的巨響。

在場的人們無不為這科學的力量驚嘆。在大家為實驗的成功而歡呼時,格里克當眾對實驗做了解釋:大氣的壓力是普遍存在的,人們之所以感覺不到它的存在,是由于作用在人體上的大氣壓力相互抵消的緣故,兩個半球不易被馬拉開,是因為球內的空氣抽出以后,球里就沒有空氣的壓力了,而球外兩面的大氣壓就像兩只大手,把兩半球緊緊地壓在一起。這個壓力是相當大的。最后,他高聲說道:“請大家相信吧,大氣壓力是普遍存在的!”

其實,在現實生活中,只要我們稍微留點心,就會感覺到氣壓的存在。比方說,為什么當人們登高山時,會出現頭暈、心跳、呼吸急促的癥狀呢?又為什么人體通過肺部吸入氧氣,呼出二氧化碳,而不是吸入二氧化碳,呼出氧氣呢?這些都反映了人體和氣壓的關系。由于空氣中氧的壓力比血液中的高,所以氧就往動脈里滲,再通過血管帶到全身;而靜脈出來的血液里,二氧化碳的壓力比空氣中的高,所以就鉆出血管跑到肺泡里并呼出來。在人們登上高山時,情況正好相反。由于空氣中氧氣少,動脈血液中氧的壓力比外界高,氧氣很難進入人體,因此一般人到了海拔600米左右高度時,就會感到呼吸困難,出現心跳加速、頭暈等癥狀。

格里克的馬德堡半球實驗是物理學史上的一次著名的實驗,它為人們確信大氣壓力的存在,做出了杰出的貢獻,推動了物理學的發展。那么這位引起市民濃厚興趣的市長是什么樣的人物呢?

格里克1602年11月20日出生于德國的馬德堡市,他從小就喜歡看書,讀書的范圍也很廣泛。他看書有個特點,凡是看到比較重要的地方,就停下來合上書本,想一想,然后再繼續看下去,這使他養成了獨立思考問題的習慣。

中學畢業后,格里克先在萊比錫大學學習,1621年,他轉到耶拿大學攻讀法律。1623年,他到萊頓大學學習數學和力學。他博覽群書,知識廣博,對天文學、物理學、數學、法學、哲學和工程學等多種學科都有較深的造詣。

格里克在任馬德堡市市長和勃蘭登堡地方長官期間,很重視科學研究工作。他自己積極從事科研外,還大力支持和資助其他人從事這方面的工作,大大地推動了這兩個地區的科學事業。除了馬德堡半球實驗外,他還發明了空氣泵,成功地產生了部分真空。作為一名市長,他能在科學上取得如此輝煌的成就,確實是難能可貴的。

1686年5月,格里克在漢堡去世。但是,他的科學實驗卻在全世界被傳為佳話,他為科學做出的貢獻將永遠載入史冊。

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