卡文迪许（人物）

Henry Cavendish 1731一1810　　历史上许多著名的科学家都有自己的鲜明形象。在他们当中，英国化学家卡文迪许的形象也许有点奇特，但是他那献身科学的一生给后人留下的印象却是完美而深刻的。 　　古怪的性格　　17一18世纪，在欧洲的…

基本内容

Henry Cavendish 1731一1810

　　历史上许多著名的科学家都有自己的鲜明形象。在他们当中，英国化学家卡文迪许的形象也许有点奇特，但是他那献身科学的一生给后人留下的印象却是完美而深刻的。

　　古怪的性格

　　17一18世纪，在欧洲的科学家中，出身于中产阶级的为数不少。当时没有专门的科研机构，科学家很多是业余的。他们根据自己的爱好作一些科学研究，器材、药品都得花自己的钱。这就要求科学家不仅具备有一定的经济条件，更需要一颗奉献给科学的心。卡文迪许恰好具备了这一切。许多人都说，卡文迪许是18世纪英国有学问人中最富者，有钱人中最有学问者。这样说的确毫不夸张。

　　1731年10月10日，卡文迪许出生在英国一个贵族家庭。父亲是德文郡公爵二世的第五个儿子，母亲是肯特郡公爵的第四个女儿。早年卡文迪许从叔伯那里承接了大宗遗赠， 1783年他父亲逝世，又给他留下大笔遗产。这样他的资产超过了130万英镑，成为英国的巨富之一。

　　尽管家资万贯，他的生活却非常俭朴。他身上穿的，永远是几套过时陈旧的绅士服。他吃的也很简单，就是在家待客，照样是羊腿一只。

　　这些钱该怎么用，卡文迪许从不考虑，有一次，经朋友介绍，一老翁前来帮助他整理图书。此老翁穷困可怜，朋友本希望卡文迫许给他较厚的酬金。哪知工作完后，酬金一事卡文迪许一字未提。事后那朋友告诉卡文迪许，这老翁已穷极潦到，请他帮助。卡文迪许惊奇地问：“我能帮助他什么？”朋友说：“给他一点生活费用。”卡文迪许急忙从口袋掏出支票，边写边问：“2万镑够吗？”朋友吃惊地叫起来：“太多，太多了！”可是支票已写好。由此可见，钱的概念在卡文迪许的头脑中是很淡薄的。

　　在当时，贵族的社交生活花天酒地。卡文迪许却从不涉足。他只参加一种聚会，那就是皇家学会的科学家聚会。目的很明确：为了增进知识，了解科学动态。当时的目击者是这样描述的，卡文迪许来参加聚会，总是低着头，屈着身，双手搭在背后，悄悄地进入室内，然后脱下帽子，一声不响地找个地方坐下，对别人都不理会。若有人向他打招呼，他会立即面红耳赤，羞涩不堪。有一次聚会是一位会员作实验示范。这位会员在讲解中发现，一个穿着旧衣服、面容枯槁的老头，紧挨在身边认真听讲。当他看了他一眼，老头急忙逃开，躲在他人身后。过一会儿，这老头又悄悄地挤进前面注意地听讲。这奇怪的老头正是卡文迪许。

　　许多熟人都知道卡文迪许性情孤僻，不喜欢与人谈话。在他的朋友中，能与卡文迪许交谈的没有几个人。化学家武拉斯顿算是其中一个。他总结了一条经验：“与卡文迪许交谈，千万不要看他，而要把头仰起，两眼望着天，就象对空谈话一样，这样才能听到他的一些见解。”就是这样，卡文迪许的话也不多，他沉默寡言得出奇，在同龄人中，可能是话说得最少的人了。这种怪僻性格的形成与他从小生长的环境有一定关系。他两岁时，母亲因生育他弟弟而病逝，从此他失去了母爱。他父亲忙于社交活动，撇下他交由保姆看管，与外界极少往来。直到11岁才被送入一所专收贵族子弟的学校，在学校里他仍然很少与别人交往，这就使他显得特别孤独、羞怯。

　　二氧化碳的研究和氢气的发现

　　由于这种古怪的性格，卡文迪许长期深居独处，整天埋头在他科学研究的小天地。他把他家的部分房子进行了改造。一所公馆改为实验室，一处住宅改为公用图书馆，把自家丰富的藏书供大家使用，1733年他父亲死后，他又将他的实验基地搬到乡下的别墅。将别墅富丽堂煌的装饰全部拆去，大客厅变成实验室，楼上卧室变成观象台。甚至在宅前的草地上竖起一个架子，以便攀上大树去观测星象。至于践踏了那些名贵的花草，他毫不在乎。这些都表明，对于科学研究池简直象着了魔一样。

　　在社交生活中，他沉默寡言，显得很孤僻，然而在科学研究中，他思路开阔，兴趣广泛，显得异常活跃。上至天文气象，下至地质采矿，抽象的数学，具体的冶金工艺，他都进行过探讨。特别在化学和物理学的研究中，他有极高的造诣，取得许多重要的成果。

　　“ 1766年，卡文迪许发表了他的第一篇论文“论人工空气的实验”。这篇论文主要介绍了他对固定空气（即二氧化碳，在化学命名法提出之前，人们是这样称呼二氧化碳的）、易燃空气（即氢气）的实验研究。

　　早在1754年英国化学家布莱克就发现了固定空气，但是当时只知道加热石灰石可以获得它，人呼出的空气中含有它，木炭燃烧也产生它。至于怎样收集它，它的物理化学性质如何都不了解。在这些方面卡文迪许做了建设性的工作。卡文迪许考察了收集反应气体的排水集气法，他发现固定空气能溶解于水，室温下的水可吸收固定空气的体积比水本身的体积还要大一点，水冷时可以吸收得更多。若将水煮沸，溶解于水中的固定空气则会逸出。酒精吸收固定空气的本领更大，约是其本身体积的2．25倍。某些碱溶液也能溶解固定空气，因此收集固定空气不能采用排水集气法，而应在不吸收固定空气的水银面上进行。他的这一介绍对于当时科学家研究气体是很有启发的。

　　卡文迪许测得固定空气比普通空气重1．57倍，测出了酸从石灰石、大理石、珍珠灰等物质中排出固定空气的重量，计算出这些物质中固定空气的含量。他还发现在普通空气中，若固定空气的含量占到总体积的1/9，燃烧的蜡烛在其中就会媳灭。这些实验研究使人们对二氧化碳的性质有了更多的了解。

　　在卡文迪许之前，许多人曾制取过氢气，但是并没有认真研究它。卡文迪许用稀硫酸或稀盐酸与金属锌或铁作用获得氢气，发现它点火即燃，不溶于水和碱，比普通空气轻11倍，与已知的其它气体都不一样，从而断定它是一种新的气体。他还发现，一定量的金属与稀酸作用所放出的氢气的多少，与酸的种类、浓度无关，而随金属不同而相异。

　　卡文迪许当时信奉燃素说，曾认为氢气就是燃素。恰好，当时的许多燃素说信徒都猜测燃素具有负重量。充满氢气的气球徐徐升空，曾使燃素论信徒受到鼓舞，他们的猜测似乎有了证明。然而细心的卡文迪许在弄清了空气的浮力原理后，以精确的实验测出氢气确有重量，从而否定了燃素具有负重量的观点。尽管他是信奉燃素说的，但是他更尊重科学实验的事实。

　　确认水的组成和意外的发现

　　从1771年起，卡文迪许全神贯注在电学的实验研究上，这是他的一个系统、持久的研究课题。直到1781年普利斯特列在一项卡文迪许曾探索过的研究题目上有了新的发现，才把卡文迪许重新拉回到气体的研究中。

　　1781年，普利斯特列宣称他做了一个“毫无头绪”的实验：他将卡文迪许发现的氢气和自己发现的脱燃素空气（即氧气）混和在一闭口瓶中，然后用电火花燃爆，发现瓶中有露珠生成。他怀疑自己的实验结果，也无法解释自己的实验。当普利斯特列将这一情况告诉卡文迪许后，引起了后者的兴趣。在征得普利斯特列的许可后，卡文迪许继续这一实验。由于他设计的实验较精确，很快得到结论。在他1784年发表的论文“关于空气的实验”中指出：氢气和普通空气混和进行燃爆，几乎全部氢气和1/5的普通空气凝给成露珠，这露珠就是水。他又采用氧气代替普通空气进行多次实验，同样获得了水。他还证明氢气和氧气相互化合的体积此为2．02：1。由此他确认了水是由氢气和氧气化合而成的。

　　在上述实验中，卡文迪许遇到两个意外的问题。他发现燃爆氢气与氧气的混和气体时，有时所产生的水有点酸味，用碱中和，再将水蒸发能得到少量的硝石。若氧气愈多，生成的酸也就多些；若氢气过量，则没有酸生成。这是为什么？为此他继续作了一系列实验，终于解决了疑难。

　　在1785年发表的论文中，他指出水的酸味是因为水中含有硝酸或亚硝酸，它们的生成则由于氧气中混有氮气，在电火花燃爆的高温中，氧气和氮气会化合。而氢气与普通空气混和燃爆时，由于大量氮气的存在，反应温度不够高，从而无法生成硝酸。这一精细的实验为人们提供了一种由空气制取硝酸的方法。

　　卡文迪许还发现，燃爆反应后的硝酸或亚硝酸用钾碱溶液中和，过量的氧气用硫化押溶液吸收掉后，试管里仍剩下一个很小的气泡，这气泡的体积约是氮气总体积的1/120。这部分气体的性质与氮气不一样。根本不参加化学反应。它究竟是什么呢？卡文迪许没法讲清。但是他为后人提出了一个研究课题，直到100年以后，英国化学家瑞利和拉姆塞才证实，这部分气体是惰性气体。

英国物理学家和化学家卡文迪什

社会评价

　　英国物理学家和化学家卡文迪什（Henry Cavendish，1731～1810）英国物理学家和化学家。

人物简介

　　1731年10月10日生于法国尼斯。1749年考入剑桥大学，1753年尚未毕业就去巴黎留学。后回伦敦定居，在他父亲的实验室中做了许多电学和化学方面的研究工作。1760年被选为英国皇家学会会员。1803年当选为法国科学院外国院士。卡文迪什毕生致力于科学研究，从事实验研究达50年之久，性格孤僻，很少与外界来往，终身未娶。他在化学、热学、电学、万有引力等方面进行地行多成功的实验研究，但很少发表，过了一个世纪后，麦克斯韦整理了他的实验论文，并于1879年出版了名为《尊敬的亨利·卡文迪什的电学研究》一书，此后人们才知道卡文迪什做了许多电学实验。麦克斯韦说：“这些论文证明卡文迪什几乎预料到电学上所有的伟大事实，这些伟大的事实后来通过库仑和法国哲学家们的著作而闻名于科学界。”

早年研究

　　早在库仑之前，卡文迪什已经研究了电荷在导体上的分布问题。1777年，他向皇家学会提出报告说：“电的吸引力和排斥力很可能反比于电荷间距离的平方，如果是这样的话，那么物体中多余的电几乎全部堆积在紧靠物体表面的地方，而且这些电紧紧地压在一起，物体的其余部分处于中性状态。”他还通过实验证明电荷之间的作用力 ，其中 。他还早于法拉第用实验证明电容器的电容取决于两极板之间的物质。他最早建立电势概念，指出导体两端的电势与通过它的电流成正比（欧姆定律在1827年才确立）。当时还无法测量电流强度，据说他勇敢地用自己的身体当作测量仪器，以从手指到手臂何处感到电振动来估计电流的强弱。

重大贡献

　　卡文迪什的重大贡献之一是1798年完成了测量万有引力的扭秤实验，后世称为卡文迪什实验。他改进了英国机械师米歇尔（John Michell，1724～1793）设计的扭秤，在其悬线系统上附加小平面镜，利用望远镜在室外远距离操纵和测量，防止了空气的扰动（当时还没有真空设备）。他用一根39英寸的镀银铜丝吊一6英尺木杆，杆的两端各固定一个直径2英寸的小铅球，另用两颗直径12英寸的固定着的大铅球吸引它们，测出铅球间引力引起的摆动周期，由此计算出两个铅球的引力，由计算得到的引力再推算出地球的质量和密度。他算出的地球密度为水密度的5.481倍（地球密度的现代数值为5.517g／cm3），由此可推算出万有引力常量G的数值为 6.754×10-11 Nm2/kg2（现代值前四位数为6.672）。这一实验的构思、设计与操作十分精巧，英国物理学家J.H.坡印廷曾对这个实验下过这样的评语：“开创了弱力测量的新时代”。 　　卡文迪什在1766年发表了《论人工空气》的论文并获皇家学会科普利奖章。他制出纯氧，并确定了空气中氧、氮的含量，证明水不是元素而是化合物。他被称为“化学中的牛顿”。 　　卡文迪什一生在自己的实验室中工作，被称为“最富有的学者，最有学问的富翁”。卡文迪什于1810年2月24日去世。 　　后来，他的后代亲属德文郡八世公爵S.C.卡文迪什将自己的一笔财产捐赠剑桥大学于1871年建成实验室，它是剑桥大学的物理实验室，它最初是以 H.卡文迪什命名的物理系教学实验室，后来实验室扩大为包括整个物理系在内的科研与教育中心，并以整个卡文迪什家族命名。该中心注重独立的、系统的、集团性的开拓性实验和理论探索，其中关键性设备都提倡自制。近百年来卡文迪什实验室培养出的诺贝尔奖金获得者已达26人。麦克斯韦 、瑞利、J.J汤姆孙、卢瑟福等先后主持过该实验室。卡文迪许实验室的建室宗旨为“主之作为，极其广大，凡乐之嗜，皆必考察”。显然，这一宗旨强调了博大精深、兴趣和创造等。第一任实验室主任麦克斯韦（J.C.Maxwell，1831—1879）在就职演讲中强调不仅要传播科学原理，而且应培养批判精神；强调自制仪器、动手实验；强调掌握科学研究方法。

爱德华王子岛卡文迪什 清秀佳人之地

　　爱德华亲王岛卡文迪什圣地（Cavendish Resort Area of Prince Edward Island）有红色的海滩，宜人的气候，友好的民众，这些深深的吸引着各地的游客不断的来此观光游览。同时，它也因为是全球风行的文学名作《清秀佳人》（Anne of Green Gables.）的作者蒙哥马利（Anne of Green Gables.）的故乡而远近闻名。 　　蜿蜒的街巷古道，曲折的乡村小路，在卡文迪什，你将感受到在《清秀佳人》的副本作品《潺潺之溪》（Babbling Brook），《闪耀之湖》（Lake of Shining Waters），《杯弓蛇影的丛林》（Haunted Wood），以及《情人小径》（Loveru2019s Lane）等书中，描绘的和少女珍妮一样的真实生活。书中提到的绿屋本身就是作者蒙哥马利的好友大卫（David）和玛格丽特·麦克尼尔（Margaret MacNeill）的房子，在1973年此屋被国家公园（National Park）封闭，现在已经开始向公众开放。离此不远，安妮迷们还可以参观到蒙哥马利的官邸，并在作者当年走过的院中小径上轻轻的漫步，真切的体会一下这条令蒙哥马利不断迸发灵感的神奇之径。 　　除了蒙哥马利的举世之作，卡文迪什也为人们提供了一种世界文化相互交流的良好氛围。同时，这里还有许多举世闻名的古迹，以及风景优美的自然景观。 　　在卡文迪什，有着三大类极具特点的居民：本土的Miku2019maq人，阿卡迪亚人，以及众多的苏格兰移民者。 　　在卡文迪什的海滨，分布着许多的沙丘，沙石悬崖，含盐的湿地，以及风光旖旎的阿卡迪亚丛林（Acadian Forests）。无论你漫步在波光淋漓的水中，还是幻想置身于小说的场景里，卡文迪什总会给你带来无尽的惊奇和美好。

职业自行车运动员卡文迪什

人物简介

　　姓名：卡文迪什 Mark Cavendish (英国) 　　国籍：英国 性别：男 　　生日：1985.5.21 身高：1.75米 　　体重: 69公斤 项目：自行车 　　来自英国的卡文迪什是一名自行车人全才，在1993年，12岁的时候开始自行车训练，开始的时候他是一名BMX小轮车选手，随后成为一名出色的场地赛选手，参加麦迪逊赛，个人计时赛和追逐赛。在场地自行车赛中取得了骄人的成绩后，在2007年的时候他成为一名职业公路赛选手，并且在比赛中，展示了自己出色的冲刺天赋。现在效力于美国的HTC车队。 　　在2007年转行成为职业公路赛选手后，他第一次参加了环法大赛。2008年是他职业生涯第二次环法大赛。

主要成绩

　　2005年洛杉矶国际自盟场地自行车世锦赛麦迪逊赛冠军(搭档是Rob Hayles-海勒斯)。 　　2006年英联邦运动会场地追逐赛冠军。 　　2007年国际自盟场地自行车世界杯北京站第二名.(搭档 Bradley Wiggins-维金斯) 　　2008年环意大利自行车赛2个赛段冠军。 　　2008年环法大赛在前十三赛段中，获得了4次赛段冠军。 　　2009年环法第二，三，十，十一，十九，二十一赛段中，获得了6次赛段冠军。　 　　2010年环法第五，第六，第十一，第十八，第二十赛段中，获得5次赛段冠军。（卡文迪什因此成为佩利西尔和莫克斯之后历史第三位连续两届环法赛能至少5夺赛段冠军的车手。） 　　2010年环西大赛绿衫（冲刺王）