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《走進不科學》第276章 提前被發現的陰極射線!
數學。

 作為人類歷史上影響最深遠的科目之一,它的成型時間甚至要遠早於物理。

 無論是東方還是西方,早在數千年前,便有大量與之有關的文獻或者著作。

 這其實是有生活習慣導致的必然。

 比如一位農夫。

 他在看到太陽的時候或許會好奇太陽為何朝升夜落,或許會好奇為何冬暖夏涼,但也僅僅是好奇而已,不可能也沒能力深入研究。

 但數學卻不同。

 你田畝的收成、買賣貨物的價格找零,這都涉及到了數學的知識。

 基礎土壤一多,體系的形成自然也就快了。

 在自然科學設立之前,歐洲的教育體系叫做古典...或者說經典文學體系。

 而這個掛著‘文學’的體系的核心科目,便是數學。

 因此在13-17世紀,很多數學家往往都兼具著哲學家或者藝術家的身份。

 例如笛卡爾、伯努利等等......

 這也是為什麽很多早期數學模型,經常會和小提琴啊、鋼琴掛鉤的原因。

 數學這門科目歷史悠長,各大派別山門無數,因此無可避免的,數學界也經常會搞出各種各樣的排名。

 這些所謂的十大或者***數學家排名同樣爭議頗多,很難有個定論。

 但另一方面。

 就像物理學的小牛老愛神仙打架、老三小麥穩如泰山一樣。

 數學界也有四個人物的歷史地位永遠穩居前四。

 他們分別是:

 阿基米德、小牛、高斯和歐拉,偶爾還會加個黎曼——不過出現的次數不多。

 反正四大天王有五個,很正常對吧?

 總而言之。

 這幾人是妥妥的第一梯隊,其中阿基米德因為有時代加成,大多數時候會被尊為數學史上的第一人。

 他們之下就是柯西、龐加萊、費馬、畢達哥拉斯、拉格朗日的這些諸雄爭霸了。

 而高斯作為能夠與阿基米德並列的四大天王之一,其能力不言而喻。

 他留下了大量高斯開頭的定理,折磨了無數後世的大學生,不知多少人吊死在了那顆刻著高斯名字的高樹上.....

 當年徐雲在讀大物的時候導師還說過一句玩笑話,至今印象很深:

 如果考試的時候你證明用了一條定理但忘了叫啥,但證明題目又叫你必須給出它的名字,那麽高斯顯然一直都是個好答案。

 眼下數學系那邊算力不足,徐雲自然就將心思投放到了外援身上。

 而既然要找外援,顯然就應該去找能力最強的大佬抱大腿。

 如今是1850年,阿基米德早已故去近2000年,歐拉在七十多年前就病逝了。

 至於小牛嘛........

 徐雲則剛給他上過墳哩。

 目前活在世上的大佬只剩下了天王高斯,以及修至小天王大圓滿之境,可受天王一擊而不死的半步天王黎曼。

 同時很湊巧的是,這兩位都是德國人。

 因此抱著做都做了的想法,徐雲乾脆拔下了套...咳咳,乾脆把德國的數學精英們一起打包了過來。

 當然了。

 徐雲此次向高斯求助,並不是單純衝著高斯的名氣去的。

 而是因為高斯在天體計算中有過非常非常豐富的經驗。

 這個經驗叫做谷神星。

 谷神星於1801年被意大利天文學家皮亞齊發現,皮亞齊希臘神話中的“豐收女神”對它命名,稱為谷神星。

 但後來皮亞齊因病耽誤了觀測,從而失去了這顆小行星的軌跡。

 所以無奈之下。

 皮亞齊將自己以前觀測的數據發表出來,希望全球的天文學家一起尋找。

 收到消息後,高斯通過以前3次的觀測數據,便輕松計算出了谷神星的運行軌跡。

 奧地利天文學家奧爾貝斯根據高斯計算出的軌道,最終成功地發現了谷神星。

 這種方法還被高斯發表在了其著作《天體運動論》中,類似的還有智神星。

 雖然如今高斯已經73歲高齡,並且只有五年的壽命,看上去已經走到了人生末年。

 但根據後世的大量文獻記載。

 高斯這人的晚年與老蘇有些類似,屬於前一段還顯得很活躍,但短期內忽然就惡化的情況。

 他在1851年9月的時候還計算出了外海王星天體的軌跡,並且全程獨立完成,要直到1853年10月左右才會開始極具惡化。

 因此請他來一趟還是不難的。

 總而言之。

 有了這麽多位數學大佬來做工具人,冥王星的觀測過程若還有意外發生,徐雲當場就把那柄斧頭吃掉!

 這次真吃!

 辦公室裡。

 看著面前密密麻麻的名單,法拉第不由與韋伯對視了一眼。

 兩人都從彼此眼中看出了相同的想法:

 這活兒能接!

 先前提及過。

 高斯是法拉第的狂熱書友,歷史上他為了追更法拉第,甚至還親自上門寄過刀片.....

 而韋伯呢,則是高斯僅有的兩位好基友之一。

 韋伯和高斯的關系好到了什麽地步呢?

 他倆一起發明了世界第一個電話電報系統,一起發明了地磁儀,一起繪製出了世界第一張地球磁場圖。

 為了紀念他們的這段成就。

 萊比錫公園在後世還立了一座韋伯和高斯的雕像。

 二人雕像中韋伯立於地面,高斯則坐在砷石椅上,二人談笑風生,邊上五十米就是公園靶場......

 後來高斯甚至還想把女兒嫁給韋伯,在高斯的自傳中還寫過兩人互相搓背的事兒。

 當年徐雲讀研的時候,組內還有一個老汙婆自稱發現了秘密:

 高斯在互相搓背後就把女兒嫁給了其他人,說明韋伯很可能某些部位要低於平均值.......

 後來那位老汙婆嫁了個好老公,早些年聚會的時候文靜的不行,絲毫不見當初男人婆的模樣了。

 視線再回歸現實。

 因此在眼神交流過後。

 法拉第很是痛快的一點頭,對徐雲道:

 “沒問題,羅峰同學,晚飯後我就撰寫電報給弗裡德裡希。”

 “名單上的人我不敢說全部邀請過來,但至少六成...不,七成還是有把握的。”

 徐雲很是理解的點了點頭。

 實話實說。

 他也沒指望法拉第能把這些人全請過來。

 畢竟他只知道這些人的名字、能肯定對方還沒死並且狀態不錯,但處境這塊就不怎麽清楚了。

 說不定人家收到電報的時候在忙著項目,又或者最近恰好感冒發燒,你總不能逼著對方拖病趕來吧?

 按照徐雲的預計。

 最終到場的能有十個人,這次觀測就沒什麽問題了。

 超過十五個那就是穩得不行,可以直接雙手離開鍵盤的那種。

 隨後法拉第將寫有名字的紙張放回桌上,用一本書將其壓住,又對徐雲道:

 “羅峰同學,那麽你之前所說的操作流程......”

 徐雲朝他展顏一笑,很是識趣的道:

 “您放心吧,法拉第教授,我現在就把示意圖繪製給您。”

 說完他拿起筆,沉吟片刻。

 在桌上畫起了示意圖。

 只見他先畫出了一根長管的草圖,同時對法拉第問道:

 “法拉第先生,您還記得您當年製作真空管的真空度嗎?”

 法拉第點點頭,臉上露出一絲憾色:

 “當然記得,數值是百分之七。”

 法拉第當初做真空管實驗的靈感來自於豪克斯比的方案,他們的目的是為了對良卡德發現的現象進行研究:

 1676年的時候,良卡德在晚上移動水銀氣壓計時,發現了“水銀熒光”現象。

 也就是當氣壓計中水銀振蕩時,在托裡拆利真空部位會發出閃光。

 可惜法拉第當時能製作的真空管只有7%個大氣壓,因此他只能無奈放棄這個實驗——這也就是此前提及過的法拉第暗區的由來。

 隨後徐雲沒再接話,低頭又在紙上畫了幾分鍾。

 很快。

 一個結構更為複雜的長管出現了:

 這根長管前粗後窄,尾部連著一個黑色的區域——徐雲在一旁的備注是白金電極,中通水銀,外部則纏繞著魯姆科夫線圈。

 當然了。

 徐雲印象中魯姆科夫線圈應該就出現在1850年前後,但不確定是在具體幾月份。

 所以為了避免一些沒必要的麻煩,他沒有標注魯姆科夫線圈的名字,同時還對一些外阻進行了修改。

 看到這裡。

 想必有部分同學已經猜出來了。

 沒錯。

 徐雲這次拿出來的,正是加強的蓋斯勒管!

 1850年能夠做到的真空度大概是千分之六大氣壓,也就是比法拉第當初的7%精密十倍左右。

 但實話實說。

 這種真空度在實驗上還是有些不夠看,很容易出現觀測上的誤差。

 所以在仔細思考過後,徐雲此遭直接拿出了一個大殺器:

 由普呂克的學生希托夫改造出的蓋斯勒管。

 這根蓋斯勒管的魔改版本可以達到十萬分之一個大氣壓,也就是比法拉第當初精細600倍!

 雖然與後世大型強子對撞機動輒負12負13次方的真空度相比依舊是個弟弟,但在這年頭去也足夠法拉第等人鼓搗了。

 隨後徐雲抬起頭,指著示意圖對法拉第問道:

 “法拉第先生,這根導管的原理您可以理解嗎?”

 法拉第上前看了幾眼,頓時眼前一亮:

 “好思路,鉑電極加上水銀抽取,從上方排出空氣.....哎呀,我怎麽就沒想到呢!”

 徐雲看了法拉第一眼,沒有說話。

 物理學.....或者說理科實驗,有些時候就是這麽現實。

 哪怕你是業內大佬,歷史上能夠排到前幾的某某理論奠基人,有的問題想不到就是想不到。

 法拉第其實還算好的了。

 雖然從後世角度看來,他沒發現電磁波是件憾事,但法拉第本人對此是沒有概念的。

 從自身角度來說。

 他的人生可以算是功德圓滿,不留遺憾。

 有些倒霉蛋那才是真慘,可能研究了一輩子的問題被二十多歲的小年輕給破解了出來,甚至可能死前三個月突然知道了自己畢生的研究方向都是錯的......

 這也是理科殘酷的一面吧。

 隨後徐雲頓了頓,又繼續說道:

 “肥魚先祖在設計出這根管子後,由於斷章太多被一些讀者找上了門,只能帶著妻子蒂法和愛麗絲匆匆避難。”

 “因此一直以來,這根真空管都只是個設計圖——其實我們這些後人倒也有嘗試製作的想法,可惜家道中落,所以一直沒有機會進行相關實驗。”

 法拉第聞言,亦是深有同感的點了點頭。

 同樣作為一名碼字黨,他也沒少遇到上門寄刀片的讀者。

 不就是五六年才更新一章嘛,有啥好催的呢?

 一章五千多字呢,算上去每天要寫三四個字之多......

 隨後徐雲正了正色,又說道:

 “法拉第先生,按照肥魚先祖的設計,這根真空管應該可以觀測到比較明顯的現象。”

 “接著只要在玻璃管中放上小風車,讓電流衍生物打到風車上,風車若是會轉動,就說明它具備動量。”

 “同時還可以將手深入其中,若是能有溫度,就說明它有熱能。”

 法拉第一邊聽一邊點頭,絲毫沒有察覺徐雲最後那句話可能產生什麽樣的後果。

 過了一會兒,他將全部思路都吃透了,便又問道:

 “流程我記下了,不過羅峰同學,這似乎和你說的驗證電荷有些出入吧?”

 徐雲看了他一眼,搖搖頭,說道:

 “您錯了,法拉第先生,您難道沒有發現一件事嗎?”

 法拉第微微一怔:

 “什麽事?”

 徐雲指了指示意圖上的導管,說道

 “按照肥魚先祖的想法,那些電流的衍生光線,就是帶電粒子的粒子流啊.......”

 法拉第和韋伯聞言呆滯片刻,旋即瞳孔驟縮!

 如果此時有顯微鏡在場,可以發現他們裸露在外的皮膚上,正有一粒粒雞皮疙瘩在緩緩冒出。

 屋內明明有壁爐供暖,氛圍卻猶如冰點。

 過了好一會兒。

 法拉第的眼睛才動了動。

 只見他轉過頭,看向徐雲,一字一頓的道:

 “......電磁波?”

 徐雲重重點了點頭:

 “沒錯。”

 隨後看著一臉震驚的法拉第,徐雲又說道:

 “法拉第先生,想要驗證熒光的帶電屬性其實很簡單,只要去驗證它們在電場磁場中會不會發生偏轉就可以了。”

 “我們可以同時施加磁場和電場,使磁場力和電場力相互抵消,令它可以做直線運動,從而求出初始速度。”

 “接著在得到初始速度後,撤掉電場,僅保留磁場。”

 “若光線發生偏轉,只要測出射出磁場時的角度,就可以計算出其中粒子的荷質比。”

 法拉第沉默許久,喉嚨裡隱隱發出了一陣‘嗬嗬’的不明聲。

 過了許久。

 他才面色複雜的呼出了一口氣濁氣,心中感慨萬千。

 原來自己曾經離電磁波和電荷,竟然只有一線之隔啊......

 要知道。

 帶電粒子會在電場磁場中會偏轉,這個概念正是由他本人發現的。

 可惜當時自己為了研究地磁垂直分量的問題,放棄了繼續提高真空管精度的想法。

 從而與一個如此重要的成就失之交臂。

 在他對面。

 看著面色陰晴不定的法拉第,徐雲的表情有一些唏噓。

 選修過物理史的讀者應該都知道。

 法拉第在1838年研究輝光效應的時候,其實是有觀測過真空管在電磁場中的情況的。

 但由於真空度問題,熒光最終沒有偏轉。

 這裡用另一個例子解釋可能更好理解一點:

 熒光就好像是一隊士兵,聽到命令後就要立刻前進十米。

 要是在曠野....也就是完全真空的環境中,這隊士兵自然會輕松完成命令。

 但若是他們身處人海,每個聽到命令的士兵都要推開身邊的人群才能向前進,那就非常麻煩了。

 人群密度不高的話可能只是有些困難。

 但人群一旦特別密集,士兵們別說前進了,甚至只能被人群裹挾著漫無目的地四處亂走。

 而真空管中的空氣分子就是人群,電場就是熒光偏轉的命令。

 實驗用的真空管,就相當於不同人群密度的條件。

 法拉第當時7%真空度的真空管依舊相當於鬧市,所以熒光並未有波動。

 加強的蓋斯勒管則可以達到萬分之一真空度,熒光偏轉起來就非常容易了。

 更關鍵的是......

 與原本歷史不同。

 在今天之前,徐雲已經用光電效應證明了電磁波的存在。

 因此對面電流衍生體這種無色的‘光線’,徐雲只是輕輕一個提點,法拉第便想到了它的本質。

 這由電流衍生出來的‘光’既然是電磁波,那麽它就肯定具備粒子性。

 具備粒子性,又能在電磁場下偏轉......

 這不是帶電電荷又是什麽?

 當然了。

 後世的讀者想必都很清楚。

 這種在真空管內發光的正是陰極射線,原本會在1858年由普呂克發現,由戈爾德施泰因命名。

 它的概念無需贅述,因為它的重要性在於幫助人類完成了早期對於射線的認知,後世的應用范圍也很廣。

 但其本身並沒有多少特別複雜的地方。

 不過比較離譜的一件事是......

 你如果在百度上搜索‘陰極射線是誰發現的’這個問題,出現的答案並不是普呂克。

 而是另一個人:

 約瑟夫·約翰·湯姆遜。

 也就是徐雲在副本開始的時候,把老湯錯判的那位JJ湯姆遜。

 天可憐見。

 1858年的JJ湯姆遜才tmd兩歲啊,何德何能可以發現陰極射線?

 更離譜的是徐雲對這個問題提出過校正修複,結果還被百度給打回來了......

 要知道。

 陰極射線的發現也好,命名也罷,都和jj湯姆遜沒有半毛錢的關系。

 陰極射線之所以會叫陰極,與它的帶電屬性無關,而是因為它是一種從陰極發出的射線。

 JJ湯姆遜的貢獻是確定了陰極射線帶負電的性質,從而計算出了電子比荷,也就是荷質比。

 至於電子的電荷量,則是由密立根油滴實驗測出的——不過這個實驗是科學史上赫赫有名的醜聞,一個靠著作弊混出來的諾獎。

 當年徐雲和小夥伴們在實驗室裡找油滴找到眼睛痛,數據做出來根本對不上,結果大概是人均擠五十次才出一滴油,說多了都是淚......

 視線再回歸現實。

 在法拉第對面。

 徐雲在唏噓的同時,心中也有那麽一絲期待。

 接下來,法拉第一定會按照自己的方案前去重複實驗。

 也就是架上小風車,外加用手去觸摸射線。

 而值得一提的是。

 徐雲設計的這根真空管,它的白金基底是可以看做金屬板的。

 陰極射線打在金屬板上會發生什麽,這可是記載在五年級語文下冊第八章的故事呢.....

 總而言之。

 雖然有些對不起普呂克和JJ湯姆遜,但結果上確實是件好事——法拉第用比之前還要更堅定的態度拍了拍胸脯,表示自己一定能把名單上的人給忽悠過來。

 也不知道法拉第哪裡來的信心,仿佛吃準了那些人一定會趕到劍橋大學。

 就這樣。

 在有些微妙的氛圍中,徐雲完成了和法拉第的交易,互道分別。

 當天晚上。

 一封電報從劍橋大學傳到了倫敦。

 再由倫敦傳到曼徹斯特...

 伯明翰...

 最後抵達德國,枝開葉散。

 電報的內容只有一個:

 【法拉第病危,速來劍橋!】

 ..........

 注:

 這個月更新了快十萬字了,有出月票的同學投一點唄.....

 

 

 

 

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