走出墨守成规的怪圈(4)
时间:2023-04-30 作者:刘文清 点击:次
许多科学家在碰到地球的重量这个问题时，不是绕过去，就是掉头而返。他们不是不想知道，也不是没有做出过努力，而是在碰壁之后得到了一个结论：人类暂时还没有能力称量地球。 这个结论固化了人们的思维，大家不再对地球的重量感兴趣，偶尔看一眼，便摇头而去。 1750年，英国19岁的科学家卡文迪许向这个难题挑战。他给自己提出了一个大胆的课题：称出地球的重量。 卡文迪许是个毛头小伙子，他不知道别人为这个问题伤了多少脑筋，也不知道大家曾经试用了什么方法。他像一个小马驹闯进了一片丛林，横冲直撞，他的思维毫无顾忌和阻碍。 在思维的冲撞中，卡文迪许想到了牛顿的万有引力。 根据万有引力定律，两个物体间的引力与两个物体之间的距离的平方成反比，与两个物体的重量成正比。这个定律为测量地球提供了理论根据。卡文迪许想，如果知道了两个物体之间的引力，知道了两个物体之间。的距离，知道了其中一个物体的重量，就能计算出另一个物体的重量。 这在理论上是完全成立的。但是，实际测定中，还必须先了解万有引力的常数K。当时还不知道这个常数的值，这样，即使其他几个因子都知道了，也难以计算出地球的重量。因此，要称地球重量，必须先测出引力常数。 卡文迪许通过两个铅球来测定它们之间的引力，然后计算出引力常数。两个普通物体之间的引力非常小，不容易精确地测出。要精确地测出它们之间的引力，必须使用很精确的装置。当时人们测量物体之间引力的装置是弹簧秤，这种秤的灵敏度太低，不能达到实验要求。引力常数测不准，地球的重量就测不准。 卡文迪许利用细丝转动的原理设计了一个测定引力的装置，细丝转过一个角度，就能计算出两个铅球之间的引力，然后把引力常数计算出来。但是，这个方法仍以失败告终了，因为两个铅球之间的引力太小了，细丝扭转的灵敏度还不够大。只有将灵敏度进一步提高，才能测出两个铅球之间的引力，计算出引力常数。 现在，测量地球重量的一大关键就是灵敏度问题。卡文迪许为这个问题绞尽了脑汁，想了好几种办法，但是，结果都不怎么理想。 有一次，他正在思考这个问题，突然看到几个孩子在做游戏。其中有个孩子拿着一块小玻璃在玩着光斑的游戏。那个孩子把小镜子对着太阳，把太阳光反射到墙壁上，产生了一个白亮的光斑。小孩子用手稍稍地移动一个角度，光斑就相应的移动很大的距离。卡文迪许看到这里，猛然醒悟，这不就是一个距离的放大器吗？灵敏度不可以通过它来提高吗？ 孩子的玩具使卡文迪许受到启发。他在测量装置上也装上了一面小镜子，细丝受到另一个铅球的微小的引力，小镜子就会偏转一个很小的角度，小镜子反射的光就转动到一个相当大的距离。利用这个放大的距离，就能很精确地知道引力的大小。 卡文迪许用这个放大的装置精确地测出了两个引力常数，再次测出一个铅球与地球之间的引力，根据万有引力公式，很快就把地球的重量计算出来了。 就这样，卡文迪许第一次称到了地球的重量。 人们用陌生而又敬佩的眼光打量着这个野性十足的青年人。同时也在思考着这样一个问题：为什么青年人能够跑到众多科学家的前面？ 大家最后得出这样一个结论：卡文迪许的思维有一个宝贵的东西：没有固有的概念、成规的限制，敢于横冲直撞，想到就做，敢闯敢试。 多年以后，一个实验让人们对“横冲直撞”4个字再次刮目相看。 这个实验是由美国康奈尔大学的威克教授所做的。他把几只蜜蜂放进一个平放的瓶中，瓶底向光；蜜蜂们向着光亮不断冲击，不断碰壁，最后停在光亮的一面，奄奄一息；然后在瓶子里换上几只苍蝇，时间不久，所有的苍蝇都掉头从瓶口飞出去了。原因是它们多方尝试——向上、向光、背光，碰壁之后立即改变方向，虽然免不了多次碰壁，但最终总会飞向瓶颈，从瓶子中逃出。 威克教授由此总结说：“横冲直撞要比坐以待毙高明得多。” |