第二百七十六章 提前被发现的阴极射线！(7.8K)
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数学。 作为人类历史上影响最深远的科目之一，它的成型时间甚至要远早于物理。 无论是东方还是西方，早在数千年前，便有大量与之有关的文献或者著作。 这其实是有生活习惯导致的必然。 比如一位农夫。 他在看到太阳的时候或许会好奇太阳为何朝升夜落，或许会好奇为何冬暖夏凉，但也仅仅是好奇而已，不可能也没能力深入研究。 但数学却不同。 你田亩的收成、买卖货物的价格找零，这都涉及到了数学的知识。 基础土壤一多，体系的形成自然也就快了。 在自然科学设立之前，欧洲的教育体系叫做古典...或者说经典文学体系。 而这个挂着‘文学’的体系的核心科目，便是数学。 因此在13-17世纪，很多数学家往往都兼具着哲学家或者艺术家的身份。 例如笛卡尔、伯努利等等...... 这也是为什么很多早期数学模型，经常会和小提琴啊、钢琴挂钩的原因。 数学这门科目历史悠长，各大派别山门无数，因此无可避免的，数学界也经常会搞出各种各样的排名。 这些所谓的十大或者***数学家排名同样争议颇多，很难有个定论。 但另一方面。 就像物理学的小牛老爱神仙打架、老三小麦稳如泰山一样。 数学界也有四個人物的历史地位永远稳居前四。 他们分别是： 阿基米德、小牛、高斯和欧拉，偶尔还会加个黎曼——不过出现的次数不多。 反正四大天王有五个，很正常对吧？ 总而言之。 这几人是妥妥的第一梯队，其中阿基米德因为有时代加成，大多数时候会被尊为数学史上的第一人。 他们之下就是柯西、庞加莱、费马、毕达哥拉斯、拉格朗日的这些诸雄争霸了。 而高斯作为能够与阿基米德并列的四大天王之一，其能力不言而喻。 他留下了大量高斯开头的定理，折磨了无数后世的大学生，不知多少人吊死在了那颗刻着高斯名字的高树上..... 当年徐云在读大物的时候导师还说过一句玩笑话，至今印象很深： 如果考试的时候你证明用了一条定理但忘了叫啥，但证明题目又叫你必须给出它的名字，那么高斯显然一直都是个好答案。 眼下数学系那边算力不足，徐云自然就将心思投放到了外援身上。 而既然要找外援，显然就应该去找能力最强的大佬抱大腿。 如今是1850年，阿基米德早已故去近2000年，欧拉在七十多年前就病逝了。 至于小牛嘛........ 徐云则刚给他上过坟哩。 目前活在世上的大佬只剩下了天王高斯，以及修至小天王大圆满之境，可受天王一击而不死的半步天王黎曼。 同时很凑巧的是，这两位都是德国人。 因此抱着做都做了的想法，徐云干脆拔下了套...咳咳，干脆把德国的数学精英们一起打包了过来。 当然了。 徐云此次向高斯求助，并不是单纯冲着高斯的名气去的。 而是因为高斯在天体计算中有过非常非常丰富的经验。 这个经验叫做谷神星。 谷神星于1801年被意大利天文学家皮亚齐发现，皮亚齐希腊神话中的“丰收女神”对它命名，称为谷神星。 但后来皮亚齐因病耽误了观测，从而失去了这颗小行星的轨迹。 所以无奈之下。 皮亚齐将自己以前观测的数据发表出来，希望全球的天文学家一起寻找。 收到消息后，高斯通过以前3次的观测数据，便轻松计算出了谷神星的运行轨迹。 奥地利天文学家奥尔贝斯根据高斯计算出的轨道，最终成功地发现了谷神星。 这种方法还被高斯发表在了其著作《天体运动论》中，类似的还有智神星。 虽然如今高斯已经73岁高龄，并且只有五年的寿命，看上去已经走到了人生末年。 但根据后世的大量文献记载。 高斯这人的晚年与老苏有些类似，属于前一段还显得很活跃，但短期内忽然就恶化的情况。 他在1851年9月的时候还计算出了外海王星天体的轨迹，并且全程独立完成，要直到1853年10月左右才会开始极具恶化。 因此请他来一趟还是不难的。 总而言之。 有了这么多位数学大佬来做工具人，冥王星的观测过程若还有意外发生，徐云当场就把那柄斧头吃掉！ 这次真吃！ 办公室里。 看着面前密密麻麻的名单，法拉第不由与韦伯对视了一眼。 两人都从彼此眼中看出了相同的想法： 这活儿能接！ 先前提及过。 高斯是法拉第的狂热书友，历史上他为了追更法拉第，甚至还亲自上门寄过刀片..... 而韦伯呢，则是高斯仅有的两位好基友之一。 韦伯和高斯的关系好到了什么地步呢？ 他俩一起发明了世界第一个电话电报系统，一起发明了地磁仪，一起绘制出了世界第一张地球磁场图。 为了纪念他们的这段成就。 莱比锡公园在后世还立了一座韦伯和高斯的雕像。 二人雕像中韦伯立于地面，高斯则坐在砷石椅上，二人谈笑风生，边上五十米就是公园靶场...... 后来高斯甚至还想把女儿嫁给韦伯，在高斯的自传中还写过两人互相搓背的事儿。 当年徐云读研的时候，组内还有一个老污婆自称发现了秘密： 高斯在互相搓背后就把女儿嫁给了其他人，说明韦伯很可能某些部位要低于平均值....... 后来那位老污婆嫁了个好老公，早些年聚会的时候文静的不行，丝毫不见当初男人婆的模样了。 视线再回归现实。 因此在眼神交流过后。 法拉第很是痛快的一点头，对徐云道： “没问题，罗峰同学，晚饭后我就撰写电报给弗里德里希。” “名单上的人我不敢说全部邀请过来，但至少六成...不，七成还是有把握的。” 徐云很是理解的点了点头。 实话实说。 他也没指望法拉第能把这些人全请过来。 毕竟他只知道这些人的名字、能肯定对方还没死并且状态不错，但处境这块就不怎么清楚了。 说不定人家收到电报的时候在忙着项目，又或者最近恰好感冒发烧，你总不能逼着对方拖病赶来吧？ 按照徐云的预计。 最终到场的能有十个人，这次观测就没什么问题了。 超过十五个那就是稳得不行，可以直接双手离开键盘的那种。 随后法拉第将写有名字的纸张放回桌上，用一本书将其压住，又对徐云道： “罗峰同学，那么你之前所说的操作流程......” 徐云朝他展颜一笑，很是识趣的道： “您放心吧，法拉第教授，我现在就把示意图绘制给您。” 说完他拿起笔，沉吟片刻。 在桌上画起了示意图。 只见他先画出了一根长管的草图，同时对法拉第问道： “法拉第先生，您还记得您当年制作真空管的真空度吗？” 法拉第点点头，脸上露出一丝憾色： “当然记得，数值是百分之七。” 法拉第当初做真空管实验的灵感来自于豪克斯比的方案，他们的目的是为了对良卡德发现的现象进行研究： 1676年的时候，良卡德在晚上移动水银气压计时，发现了“水银荧光”现象。 也就是当气压计中水银振荡时，在托里拆利真空部位会发出闪光。 可惜法拉第当时能制作的真空管只有7%个大气压，因此他只能无奈放弃这个实验——这也就是此前提及过的法拉第暗区的由来。 随后徐云没再接话，低头又在纸上画了几分钟。 很快。 一个结构更为复杂的长管出现了： 这根长管前粗后窄，尾部连着一个黑色的区域——徐云在一旁的备注是白金电极，中通水银，外部则缠绕着鲁姆科夫线圈。 当然了。 徐云印象中鲁姆科夫线圈应该就出现在1850年前后，但不确定是在具体几月份。 所以为了避免一些没必要的麻烦，他没有标注鲁姆科夫线圈的名字，同时还对一些外阻进行了修改。 看到这里。 想必有部分同学已经猜出来了。 没错。 徐云这次拿出来的，正是加强的盖斯勒管！ 1850年能够做到的真空度大概是千分之六大气压，也就是比法拉第当初的7%精密十倍左右。 但实话实说。 这种真空度在实验上还是有些不够看，很容易出现观测上的误差。 所以在仔细思考过后，徐云此遭直接拿出了一个大杀器： 由普吕克的学生希托夫改造出的盖斯勒管。 这根盖斯勒管的魔改版本可以达到十万分之一个大气压，也就是比法拉第当初精细600倍！ 虽然与后世大型强子对撞机动辄负12负13次方的真空度相比依旧是个弟弟，但在这年头去也足够法拉第等人鼓捣了。 随后徐云抬起头，指着示意图对法拉第问道： “法拉第先生，这根导管的原理您可以理解吗？” 法拉第上前看了几眼，顿时眼前一亮： “好思路，铂电极加上水银抽取，从上方排出空气.....哎呀，我怎么就没想到呢！” 徐云看了法拉第一眼，没有说话。 物理学.....或者说理科实验，有些时候就是这么现实。 哪怕你是业内大佬，历史上能够排到前几的某某理论奠基人，有的问题想不到就是想不到。 法拉第其实还算好的了。 虽然从后世角度看来，他没发现电磁波是件憾事，但法拉第本人对此是没有概念的。 从自身角度来说。 他的人生可以算是功德圆满，不留遗憾。 有些倒霉蛋那才是真惨，可能研究了一辈子的问题被二十多岁的小年轻给破解了出来，甚至可能死前三个月突然知道了自己毕生的研究方向都是错的...... 这也是理科残酷的一面吧。 随后徐云顿了顿，又继续说道： “肥鱼先祖在设计出这根管子后，由于断章太多被一些读者找上了门，只能带着妻子蒂法和爱丽丝匆匆避难。” “因此一直以来，这根真空管都只是个设计图——其实我们这些后人倒也有尝试制作的想法，可惜家道中落，所以一直没有机会进行相关实验。” 法拉第闻言，亦是深有同感的点了点头。 同样作为一名码字党，他也没少遇到上门寄刀片的读者。 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，算上去每天要写三四个字之多...... 随后徐云正了正色，又说道： “法拉第先生，按照肥鱼先祖的设计，这根真空管应该可以观测到比较明显的现象。” “接着只要在玻璃管中放上小风车，让电流衍生物打到风车上，风车若是会转动，就说明它具备动量。” “同时还可以将手深入其中，若是能有温度，就说明它有热能。” 法拉第一边听一边点头，丝毫没有察觉徐云最后那句话可能产生什么样的后果。 过了一会儿，他将全部思路都吃透了，便又问道： “流程我记下了，不过罗峰同学，这似乎和你说的验证电荷有些出入吧？” 徐云看了他一眼，摇摇头，说道： “您错了，法拉第先生，您难道没有发现一件事吗？” 法拉第微微一怔： “什么事？” 徐云指了指示意图上的导管，说道 “按照肥鱼先祖的想法，那些电流的衍生光线，就是带电粒子的粒子流啊.......” 法拉第和韦伯闻言呆滞片刻，旋即瞳孔骤缩！ 如果此时有显微镜在场，可以发现他们裸露在外的皮肤上，正有一粒粒鸡皮疙瘩在缓缓冒出。 屋内明明有壁炉供暖，氛围却犹如冰点。 过了好一会儿。 法拉第的眼睛才动了动。 只见他转过头，看向徐云，一字一顿的道： “......电磁波？” 徐云重重点了点头： “没错。” 随后看着一脸震惊的法拉第，徐云又说道： “法拉第先生，想要验证荧光的带电属性其实很简单，只要去验证它们在电场磁场中会不会发生偏转就可以了。” “我们可以同时施加磁场和电场，使磁场力和电场力相互抵消，令它可以做直线运动，从而求出初始速度。” “接着在得到初始速度后，撤掉电场，仅保留磁场。” “若光线发生偏转，只要测出射出磁场时的角度，就可以计算出其中粒子的荷质比。” 法拉第沉默许久，喉咙里隐隐发出了一阵‘嗬嗬’的不明声。 过了许久。 他才面色复杂的呼出了一口气浊气，心中感慨万千。 原来自己曾经离电磁波和电荷，竟然只有一线之隔啊...... 要知道。 带电粒子会在电场磁场中会偏转，这个概念正是由他本人发现的。 可惜当时自己为了研究地磁垂直分量的问题，放弃了继续提高真空管精度的想法。 从而与一个如此重要的成就失之交臂。 在他对面。 看着面色阴晴不定的法拉第，徐云的表情有一些唏嘘。 选修过物理史的读者应该都知道。 法拉第在1838年研究辉光效应的时候，其实是有观测过真空管在电磁场中的情况的。 但由于真空度问题，荧光最终没有偏转。 这里用另一个例子解释可能更好理解一点： 荧光就好像是一队士兵，听到命令后就要立刻前进十米。 要是在旷野....也就是完全真空的环境中，这队士兵自然会轻松完成命令。 但若是他们身处人海，每个听到命令的士兵都要推开身边的人群才能向前进，那就非常麻烦了。 人群密度不高的话可能只是有些困难。 但人群一旦特别密集，士兵们别说前进了，甚至只能被人群裹挟着漫无目的地四处乱走。 而真空管中的空气分子就是人群，电场就是荧光偏转的命令。 实验用的真空管，就相当于不同人群密度的条件。 法拉第当时7%真空度的真空管依旧相当于闹市，所以荧光并未有波动。 加强的盖斯勒管则可以达到万分之一真空度，荧光偏转起来就非常容易了。 更关键的是...... 与原本历史不同。 在今天之前，徐云已经用光电效应证明了电磁波的存在。 因此对面电流衍生体这种无色的‘光线’，徐云只是轻轻一个提点，法拉第便想到了它的本质。 这由电流衍生出来的‘光’既然是电磁波，那么它就肯定具备粒子性。 具备粒子性，又能在电磁场下偏转...... 这不是带电电荷又是什么？ 当然了。 后世的读者想必都很清楚。 这种在真空管内发光的正是阴极射线，原本会在1858年由普吕克发现，由戈尔德施泰因命名。 它的概念无需赘述，因为它的重要性在于帮助人类完成了早期对于射线的认知，后世的应用范围也很广。 但其本身并没有多少特别复杂的地方。 不过比较离谱的一件事是...... 你如果在百度上搜索‘阴极射线是谁发现的’这个问题，出现的答案并不是普吕克。 而是另一个人： 约瑟夫·约翰·汤姆逊。 也就是徐云在副本开始的时候，把老汤错判的那位JJ汤姆逊。 天可怜见。 1858年的JJ汤姆逊才tmd两岁啊，何德何能可以发现阴极射线？ 更离谱的是徐云对这个问题提出过校正修复，结果还被百度给打回来了...... 要知道。 阴极射线的发现也好，命名也罢，都和jj汤姆逊没有半毛钱的关系。 阴极射线之所以会叫阴极，与它的带电属性无关，而是因为它是一种从阴极发出的射线。 JJ汤姆逊的贡献是确定了阴极射线带负电的性质，从而计算出了电子比荷，也就是荷质比。 至于电子的电荷量，则是由密立根油滴实验测出的——不过这个实验是科学史上赫赫有名的丑闻，一个靠着作弊混出来的诺奖。 当年徐云和小伙伴们在实验室里找油滴找到眼睛痛，数据做出来根本对不上，结果大概是人均挤五十次才出一滴油，说多了都是泪...... 视线再回归现实。 在法拉第对面。 徐云在唏嘘的同时，心中也有那么一丝期待。 接下来，法拉第一定会按照自己的方案前去重复实验。 也就是架上小风车，外加用手去触摸射线。 而值得一提的是。 徐云设计的这根真空管，它的白金基底是可以看做金属板的。 阴极射线打在金属板上会发生什么，这可是记载在五年级语文下册第八章的故事呢..... 总而言之。 虽然有些对不起普吕克和JJ汤姆逊，但结果上确实是件好事——法拉第用比之前还要更坚定的态度拍了拍胸脯，表示自己一定能把名单上的人给忽悠过来。 也不知道法拉第哪里来的信心，仿佛吃准了那些人一定会赶到剑桥大学。 就这样。 在有些微妙的氛围中，徐云完成了和法拉第的交易，互道分别。 当天晚上。 一封电报从剑桥大学传到了伦敦。 再由伦敦传到曼彻斯特... 伯明翰... 最后抵达德国，枝开叶散。 电报的内容只有一个： 【法拉第病危，速来剑桥！】 .......... 注： 这个月更新了快十万字了，有出月票的同学投一点呗.....新手钓鱼人的走进不科学