在遥远的十八世纪，卡文迪许是怎么精确测量出地球水密度的？

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日本漫画《海贼王》及其衍生作品中有一个角色，名为——卡文迪许，这个双重人格的角色自恋也厉害。而在历史上，有一个同样叫卡文迪许的人物，比起漫画和动漫的虚拟世界，历史上的这个人的重新问世，是因为一封沉睡七十年的手稿。他也因此被誉为有史以来最伟大的实验物理学家。这究竟是怎么回事呢？

亨利·卡文迪许简介

历史上的卡文迪许，全名为亨利·卡文迪许，生活在十八世纪，1731年10月10日出生，1810年2月24日去世。是个英国人，在我们的中学课本上，他经常和牛顿一起出现，但是，课本上却没有他的画像。可，就是这位没有画像的人，其神秘其实远超所有人的想象。因为，物理学上著名的：欧姆定律、库仑定律，都和这个人有关。

卡文迪许是个学霸，他曾就读于剑桥大学彼得学院。毕业后，他开始在他父亲的实验室做助手，因此积累了大量的实验经验，也积累了更多的电学、化学研究的知识，也因此开始了他长达五十年的实验之旅。1760年卡文迪许被选为伦敦皇家学会成员，1803年又被选为法国研究院的18名外籍会员之一。但是，他的成就实在是不能单一的用实验物理学家相容。

化学领域

1784年，卡文迪许在一次偶然的试验中，发现个别金属和化学上的酸会产生反应，然后会产生可以燃烧的气体。后来，经过后世科学家通过他遗留下来的手稿进行的实验，这种可以燃烧的气体，有了名字叫做——氢气。而当时的科学界对于氢气的认识不一，更有人认为这是人工合成的气体，是卡文迪许的坚持、实验，通过排水集气的方法，收集到了氢气。并在自己手稿进行记录，才使得这种新气体的概念问世。

更重要的是，卡文迪许甚至确定了氢气的密度，进而让空气和氢气合成了水。这对于当时的科学界是划时代的意义，因为当时的普遍认知是：水是一种十分单纯的元素，它可以组成万物。而卡文迪许的观点世界证明了水是化合物。

在此之后，他混合空气、氢气，加上电火花进行试验，最后发现，氧气和氢气一起燃烧，当氢气完全燃烧尽，氧气只用掉了五分之一，所以，他得出了氢气和氧气的消耗比是2.02比1。在此饰演的基础上，卡文迪许甚至得出了空气的组成部分：空气中氧气占百分之20.833，剩余的部分大多都是氮气。现代的科学仪器，已经可以得出空气中氧气的含量是备份至20.95，而卡文迪许在十八世纪就已经得出了和现在相处非常小的数据了。

另外，卡文迪许在后续的试验中，还发现除了上述的氢气、氧气等，还有120分之1的气体是不会和其他物质产生反应的，这种物质在现在化学中被称为稀有惰性气体。而这样的结论，在一百多年后才被真正发现、证实，可见卡文迪许是多么的厉害。

物理领域

在物理学上，卡文迪许之所以能够被誉为最伟大的实验物理学家，是因为他曾有过一次著名的扭秤实验。他是用米切尔的扭秤进行的实验，但是经过了自己的改进，这个实验一直进行了25年，所测量的是地球的密度和质量，这在当时的天文学界是很热门的实验之一。

他首先把自己改造过的扭秤放在一个密闭的房子中，用一个质量大的铁球和一个质量小的铁球分别放在扭秤的两端。扭秤中间用一根韧性很好的钢丝系在支架上，钢丝上有个小镜子。用一道平行光照射镜子，光点反射到标有刻度的地方。通过记录实验得出的数据，他算出地球的面度为5.841克每立方米，地球的密度是地球水密度的5.481倍。而现代的仪器所得出的结论为5.517，和他的结论，误差仅仅有0.65253%。他还确定了万有引力常数计算出了地球的质量。被誉为第一个称量地球的人。

除此以外，他还得出过欧姆定律、库伦定律。得出这些结论，甚至是用他自己的身体作为实验工具得出的，比如欧姆定律，就是他将自己的身体放在电流两端，通过感知身体的反应强弱，来得出电流的强弱。而这些伟大的结论，都因为他孤僻的性格，没有对外发表，一直到了他去世七十多年后的十九世纪末期，电学家麦克斯韦在他的实验室发现了他曾经的手稿，才让他的成就问世，他在当时也因此被誉为"有史以来最伟大的实验物理学家。"

他八十岁的时候才结束自己的实验生涯，所以，他才能在热学理论、计温学、气象学、大地磁学等方面都有涉及。他通过扭秤实验验证了牛顿的万有引力定律、确定了引力常数和地球平均密度、他是分离氢的第一人、把氢和氧化合成水的第一人……他有太多的第一，而他的成就都和他的勤奋脱不了关系。

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