一、前言

你是否可以空手燃起火焰嗎？這個(gè)把戲早在280年前就由德國(guó)一位自稱魔法師的馬賽厄斯·博世當(dāng)眾表演過(guò)。這個(gè)表演如何改變了我們的世界？在Kathy老師講述的故事包含有電子社團(tuán)，電擊接吻，人怕出名豬怕壯以及一首糟糕打油詩(shī)。

▲ 圖1.1.1 啟蒙時(shí)期的靜電實(shí)驗(yàn)

二、瘋狂的演示

首先讓我們從一位外表扎眼，自我膨脹，在任何時(shí)候都算得上性格怪癖的科學(xué)家，名叫馬賽厄斯·博世談起。博世在1710年出生在德國(guó)的萊比錫，基本上算是一位神童。他在17歲便開(kāi)設(shè)并教授物理、化學(xué)以及數(shù)學(xué)等課程。當(dāng)他26歲的時(shí)候，他讀了一篇報(bào)到，其中描述了一位荷蘭人可以通過(guò)搖動(dòng)一個(gè)帶電的塑料棒來(lái)移動(dòng)水杯中的玻璃裝飾物。博世后來(lái)寫(xiě)到，這個(gè)事情讓他發(fā)狂、興奮，一直琢磨這個(gè)移動(dòng)漂浮玻璃球背后的原因。

▲ 圖1.1.2 靜電驅(qū)動(dòng)水中物體移動(dòng)

博世徹底被這個(gè)事情吸引住了。他閱讀并復(fù)現(xiàn)了所有可能發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在當(dāng)年九月份他讀到來(lái)自法國(guó) 杜費(fèi)相關(guān)玻璃管摩擦起電的實(shí)驗(yàn)，并總結(jié)出第一個(gè)關(guān)于電的規(guī)則。同時(shí)也讀到了英國(guó)人 毫克斯比的相關(guān)工作，毫克斯比發(fā)明了類似于紡織機(jī)旋轉(zhuǎn)定子式的靜電發(fā)電機(jī)，能夠高效產(chǎn)生大量的靜電。

博世靈光乍現(xiàn)，他將毫克斯比的發(fā)電機(jī)與杜費(fèi)的靜電實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。他改進(jìn)了發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，在發(fā)電機(jī)中增加了一個(gè)儲(chǔ)電器。所謂的儲(chǔ)電器就是一個(gè)金屬導(dǎo)體，可以是鐵棒、槍管或者刀劍等。使用絲線懸空。它的一端觸碰起電的絕緣球體，這樣儲(chǔ)電器可以存儲(chǔ)大量的電荷，也就是它所說(shuō)的電火花，可以用于不同的實(shí)驗(yàn)。

▲ 圖1.1.3 紡織定子式靜電發(fā)電機(jī)

博世對(duì)于電理論沒(méi)有過(guò)多的貢獻(xiàn)，他的主要興趣點(diǎn)在于公眾靜電表演。這方面他的才能是無(wú)人能夠企及的，自稱為現(xiàn)代魔法師。他自創(chuàng)了一系列的神奇展示表演。他的演出場(chǎng)地到達(dá)過(guò)英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、土耳其，甚至還給羅馬教皇表演過(guò)，最后這個(gè)表演后來(lái)給他帶來(lái)了不小的麻煩，這個(gè)麻煩來(lái)自于德國(guó)的路德教會(huì)嚴(yán)苛戒律。

三、表演內(nèi)容

下面舉幾個(gè)他的表演例子。比如他會(huì)要求客人參加一場(chǎng)優(yōu)雅的宴會(huì)，將所有餐桌上的叉子與他的靜電發(fā)電機(jī)相連，發(fā)電機(jī)藏在旁邊的另外房間里。當(dāng)客人就座的時(shí)候，金屬餐具開(kāi)始火花四射進(jìn)行放電。

博世為自己設(shè)計(jì)了一個(gè)神秘的王冠，實(shí)際上是一個(gè)密封后抽了真空的玻璃圓柱體，外邊還有一些金屬裝飾物。他裝模作樣的坐在椅子上，頭頂有一個(gè)金屬圓盤，通過(guò)儲(chǔ)電器與發(fā)電機(jī)相連。屋里的蠟燭吹滅， 四周一片漆黑。他的助手開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)起電機(jī)，皇冠上面的金屬圓盤開(kāi)始放電，花火出現(xiàn)在王冠與圓盤之間，王冠閃閃發(fā)光。博世將這個(gè)表演稱為天主教的宣福禮，這通常是來(lái)表示圣徒頭部出現(xiàn)的光輪。真是不作就不會(huì)死，現(xiàn)在看來(lái)這與電刑處死場(chǎng)面雷同呀。

▲ 圖1.1.4 博世表演宣福禮

另外一個(gè)表演就是邀請(qǐng)一位楚楚動(dòng)人女士站在一個(gè)絕緣的板凳上，一手觸碰發(fā)電機(jī)上的儲(chǔ)電器，起電機(jī)給女士充上非常多的電荷，當(dāng)她親吻一位勇敢的志愿男士，他們兩人都會(huì)感受到強(qiáng)烈的電擊。看到這我們不禁感嘆，這城里人可真會(huì)玩。他稱這互動(dòng)表演為維納斯的電吻。愛(ài)情之神維納斯也被電給施了魔法了。

▲ 圖1.1.5 帶電的接吻

馬賽厄斯還自己創(chuàng)作了一首電吻打油詩(shī)，內(nèi)容大體是：親吻女神板凳上，痛苦飛進(jìn)我心房。唇木嘴麻皆小事，伶牙爆裂把我傷。他還聲稱，如果誰(shuí)因這個(gè)電擊實(shí)驗(yàn)而緋聞四起，那么就自己投海自盡死了算了。

博世這些靜電演示徹底讓德國(guó)人瘋狂了，整天被一些狂熱分子簇?fù)碇?。這也是女人首次出現(xiàn)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，不僅僅是參與電吻表演，而且還操作發(fā)電設(shè)備。這個(gè)時(shí)期正處在歐洲啟蒙運(yùn)動(dòng)時(shí)代，所有歐洲上層人士都在爭(zhēng)論人權(quán)以及學(xué)習(xí)科學(xué)。女人們也穿梭于各種沙龍聚會(huì)觀看科學(xué)演示，當(dāng)時(shí)幾乎所有與電相關(guān)的實(shí)驗(yàn)插圖中都有女人。當(dāng)然人們喜歡實(shí)驗(yàn)中這些迷人的助手，以及贊助科學(xué)研究的這些貴族女性，她們的光芒掩蓋了人們對(duì)這些電學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的思考。

▲ 圖1.1.6 電吻打油詩(shī)

博世的一個(gè)最有影響力的演示就是通過(guò)電來(lái)點(diǎn)燃火焰。他通過(guò)閱讀了解到杜費(fèi)通過(guò)一碗水來(lái)產(chǎn)生電火花，于是博世打算給自己充電然后往盛有酒精容器里放電這樣便可以點(diǎn)燃酒精了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常重要，下面讓我們看看其中的細(xì)節(jié)。

首先他讓助手通過(guò)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)玻璃管飛快旋轉(zhuǎn)。另外一個(gè)助手通過(guò)手摩擦玻璃球表面來(lái)起電，然后他手持一個(gè)金屬管觸碰玻璃球表面。他站在絕緣板凳上，身體上收集了很多的電荷，當(dāng)電荷充滿之后，他通過(guò)自己的手指或者小的金屬劍來(lái)觸碰容器中的酒精，電火花就會(huì)從他的手指上跳出來(lái)點(diǎn)燃酒精。下面再讓我們看看這個(gè)過(guò)程的慢鏡頭。

四、命運(yùn)多舛

博世聲稱自己希望死于電擊，所以他的死亡記錄可以從法國(guó)科學(xué)院備忘錄中看到。諷刺的是，博世的確死于他的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，但不是死于給他帶來(lái)巨大聲望的電擊實(shí)驗(yàn)。實(shí)際上在1760年他因具有重要的戰(zhàn)略價(jià)值而遭到綁架，后來(lái)死于囚禁當(dāng)中。

▲ 圖1.4.1 博世的死亡記錄

真是命運(yùn)捉弄人。博世的名氣使得他遭受綁架，但如今他的貢獻(xiàn)卻沒(méi)有被人們認(rèn)可。為何如今博世受到冷落呢？我認(rèn)為其中有三個(gè)原因。首先他是一個(gè)表演家，很怕別人將他的創(chuàng)意偷走，所以他需要刻意將見(jiàn)證奇跡背后的原理進(jìn)行隱藏，因此很多其他人的工作需要?dú)w功于他的發(fā)現(xiàn)。

第二個(gè)原因就是他特別特別討厭牛頓的理論以及物理學(xué)界中的那幫英國(guó)佬，所以他在英國(guó)也備受冷落，因?yàn)樵谟?guó)基本上任何與物理相關(guān)的人都喜歡牛頓。

▲ 圖1.4.2 博世的靜電實(shí)驗(yàn)

第三個(gè)原因就是我們對(duì)科學(xué)家的印象就是他們外表高雅，講話有邏輯，但真實(shí)世界中的科學(xué)則是充滿著混亂和時(shí)尚。比如像電吻和那些打油詩(shī)，與科學(xué)家的形象格格不入。

五、后記

下面談?wù)勗?745年10月11日博世所做的實(shí)驗(yàn)的所帶來(lái)的的重要結(jié)果。那天他的一個(gè)助手，也是他的一位粉絲，名叫埃瓦爾德·馮·克萊斯特，試圖通過(guò)放電點(diǎn)燃玻璃罐子中的酒精，酒精罐通過(guò)金屬直接連接到靜電起電機(jī)上。

▲ 圖1.5.1 使用電火花點(diǎn)燃罐子中的酒精

然而放電并沒(méi)有點(diǎn)燃酒精，卻把助手給電的飛了起來(lái)，電擊直接將他彈出了屋子。這個(gè)偶然的事件讓人們發(fā)現(xiàn)如果將瓶子中的酒精替換成水，可以產(chǎn)生更強(qiáng)大的放電。這個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備就是一個(gè)玻璃容器里面充滿了水，上面軟木塞上固定一個(gè)鐵釘居然可以放電使得上百人感到電擊。這促使人們?nèi)ド钊胩接戨娛侨绾瘟鲃?dòng)的，電路是如何工作的，這也導(dǎo)致后來(lái)的放點(diǎn)棒和電池的發(fā)明。

▲ 圖1.5.2 電報(bào)中的萊頓瓶

這個(gè)儲(chǔ)電罐也在后來(lái)1888年人們創(chuàng)造第一個(gè)無(wú)線電波中起到關(guān)鍵作用，之后的四十年里人們又發(fā)明了電報(bào)傳送技術(shù)。這種儲(chǔ)能罐的一種被稱為電容，現(xiàn)在仍然被廣泛使用在電視，收音機(jī)，計(jì)算機(jī)以及手機(jī)中。那么它是什么？為什么這么強(qiáng)大？它被稱為萊頓瓶，關(guān)于它的故事后面我們繼續(xù)聊。

審核編輯 ：李倩