五、格里克——马德堡半球实验 

我们身边的周围空间到底是什么,有物质么?有质量么?有压力么?马德堡半球实验回答了我们的问题。

1602年,奥托·冯·格里克,生于德国马德堡,家庭颇富裕。15岁时进莱尼兹大学学习法律,20岁毕业,他于研究法律之余,对于实验及数学等,也有浓厚的兴趣。格里克大学毕业后,曾先后赴英、法两国留学,23岁时才回到故乡。当时的欧洲正卷入战争的漩涡之中,马德堡被攻占后,全市烧毁一空,格里克被敌人所捕,经瑞典朋友的资助,始得赎身出狱。后来,在瑞典国王的帮助下,收复了马德堡市。1646年,格里克被选为该市市长。格里克就任之后,兢兢业业地工作,不遗余力地架建桥梁,建造要塞。此外,他亲自动手种田,以生产当时奇缺的粮食。

同时,格里克仍不忘研究自然科学,在真空的研究中取了可喜的成就。当时的科学界,创造真空是一个重要课题,格里克根据吸取式抽水机的原理,经过精心设计和试验,终于制造了活塞式抽气机。1663年,格里完成了《论真空》著作手稿,该书在1672年出版。格里克最初在装葡萄酒的木桶里装满了水,用黄铜泵把水抽到另一个桶里,被抽水的木桶是密封的,只有一个抽水管口,三个强壮的助手用力拉动活塞,慢慢地把桶内取的水抽出。随着水被抽出就可以听到一些声音,桶内剩下的水似乎在剧烈地沸腾。由于木桶漏气,随着空气进入木桶,这种声音逐渐地停止了。后来用铜制的球形容器代替木桶,再进行上述实验。开始时,活塞很容易拉动,后来,随着容器里的水越来越少,就越来越难拉动活塞了。当抽成真空后,打开活塞时,空气迅猛地挤进球内,其激烈的程度几乎可以把靠近的一个人拉进铜球里。

格里克经历了一系列的实验探索,终于发明了抽气机。有了抽气机,他又做了许多关于真空和大气压强的实验。他发现,真空里的火焰会熄灭;鸟在真空里,难过地张开大嘴,拼命吸气,一会儿便死去;鱼也会在真空中死去;葡萄在真空中能保持六个月不变质等等。格里克曾将含有空气的猪膀胱,放入抽气机的钟罩里去,然后将钟罩中的空气抽去,便见到膀胱逐渐膨胀以至破裂。他又在玻璃容器中装入一只正在发出声音的钟,当将容器里的空气抽出后,就听不到声音了。由此证实,声音不能在真空里传播。格里克还曾在一根十米多长的管子上接一段玻璃管,玻璃管里注入水,然后顶端封闭,把它做成水式气压计,即以水柱代替托里拆利管中的水银柱,他观察到,在天气变化时,会发生水柱的高度变化,从而利用这个仪器作天气预报,他制作了一个小木人浮在这个仪器的水面,小木人的手指指出了各个位置上的空气压强。

最著名的实验是关于证明大气压强数值的实验,即马德堡半球实验。格里克制造了两个直径1.2米的空心铜半球,当把这两

个半球密合在一起,将球中抽成真空。结果,用壮马十六匹分成两队拉,也未能拉开两个半球。此项实验是1654年在皇帝和帝国国会众多的观众面前做的,为了纪念格里克的故乡,所以把金属半球称为“马德堡半球”。

1686年格里克在汉堡逝世,享年八十四岁。

欧洲中世纪宗教的黑暗,随着“日心说”的诞生,天空渐渐地露出了曙光。但黎明前的时刻是最黑暗的,宗教对科学和科学家的迫害也达到了前所未有的程度。科学在勇士们的执着和斗争中使历史的车轮滚滚前进。但值得提到的是,由于教会的压制,此后200年意大利再也没有出现杰出的人才。科学中心转移到教会控制不太严的欧洲其它地方去了。无论怎么样,自然科学还是在斗争中诞生和发展了。

科学的革命首先是科学观念的革命,科学的进步首先是科学思想的进步。哥白尼胆大敢为地迈出了坚定有力的第一步,挑战整个社会的神学观念和权威。布鲁诺更是以生命的奉献来追求真实的知识,冲击宗教的体系,捍卫科学的真理。而第谷和开普勒则以对天空详细,准确的观察为依据,破除旧观念,总结新规律,步入科学发展的正确道路。

科学在这阶段,几乎一切都是从零开始,需要的是智慧和勤劳,用智慧巧妙克服粗糙设备和简陋工具的缺陷。正因为科学在发展初期到处都是等待开垦的处女地,因此,只要勤于探索,是不难取得种种创造性成绩的。