高中物理中的歷史人物（五）：卡文迪什
亨利·卡文迪什（1731年10月10日-1810年2月24日）是一位英國化學家和物理學家。
物理
卡文迪什生前發表的物理學論文非常少，直到麥克斯韋審閱并出版了他的手稿后，人們才知道他在電學方面做出了許多重要發現。他發現一對電荷之間的作用力與它們之間距離的平方成反比，這是后來庫侖推導出的庫侖定律的部分內容；他提出每個帶電體的周圍都有“電”，和電場理論十分接近；卡文迪什證明了電容器的電容與插入極板的材料有關；電勢概念也是卡文迪什最早提出的，對靜電理論的發展起到了重要作用；他還提出導體上的電勢與通過它的電流成正比。
扭轉試驗
卡文迪許在扭力天平的兩端放置了一個大鐵球和一個小鐵球，扭力天平中間的支架上綁了一根非常堅韌的鋼絲，鋼絲上有一面小鏡子，一束平行光照射在鏡子上，光點被反射到遠處，標出了當時光點的位置。
他用兩個質量相同的鐵球，同時吸引扭力天平上的兩個鐵球，由于引力的作用，扭力天平發生了微小的偏轉物理學家卡文迪許，但光源反射的遠點卻移動了較大的距離，他利用這一點計算出了引力公式中的常數G。
這個實驗的巧妙之處在于放大了弱力的作用。特別是利用了光的反射。卡文迪什測量的引力常數是G=6.67*10^-11
稱量地球
1797年，卡文迪許完成了對地球密度的精確測量。他所用的裝置是由約翰·米切爾設計的，但米切爾本人不久后就去世了，把裝置留給了沃勒斯頓，沃勒斯頓后來又把它傳給了卡文迪許。該裝置由兩個350磅重的鉛球和一個扭力平衡系統組成。為了消除氣流干擾，卡文迪許把裝置安裝在一個密閉的房間內，在室外用望遠鏡觀察扭矩的變化。隨后他向英國皇家學會提交了一份報告，給出了一個至今看來還比較準確的地球密度值。這次測量被稱為“弱力測量新時代的開始”。很多文章都聲稱卡文迪許找到了萬有引力常數，但實際上卡文迪許當時只關心地球的密度，沒有涉及其他任何事情。利用卡文迪許的測量結果，可以計算出萬有引力常數和地球的質量。
化學研究
卡文迪什在他漫長的一生中做出了一系列重要的發現，他是第一個分離出氫氣的人，也是第一個用氫氣和氧氣合成水的人。
1784年左右，卡文迪許研究了空氣的成分，發現普通空氣中四分之五是氮氣，五分之一是氧氣。他測定了水的成分，證實它不是元素而是化合物。他還發現了硝酸。
卡文迪許指出，要收集固定氣（二氧化碳），必須用水銀代替水；他用物理方法測得固定氣（二氧化碳）的密度是空氣密度的1.57倍。實驗證明，固定氣（二氧化碳）能溶解在同體積的水中，與動物呼出的氣體和燃燒木炭產生的氣體相同。他還發現，在普通空氣中，如果固定氣（二氧化碳）的含量占總體積的1/9，則在其中燃燒的蠟燭就會熄滅。他測量了石灰石、大理石、珍珠灰等物質中用酸排出的固定氣的重量，并計算出這些物質中固定氣的含量。
卡文迪什實驗室
卡文迪什實驗室（ ）是劍橋大學物理系，由電磁學之父詹姆斯克拉克麥克斯韋于1871年創建，1874年落成。為紀念偉大的物理學家、化學家、劍橋大學校友亨利·卡文迪什，以卡文迪什命名實驗室。時任劍橋大學校長威廉·卡文迪什（第七代德文郡公爵）是亨利·卡文迪什的親戚，捐款8450英鎊幫助建造實驗室。麥克斯韋隨后被任命為劍橋大學第一位卡文迪什物理學教授（即實驗室主任）。由于麥克斯韋崇高的地位和卡文迪什實驗室的輝煌歷史，卡文迪什物理學教授也和盧卡斯數學教授一樣，成為一個備受尊敬、世襲的榮譽稱號，并一直傳承到第九代。 實驗室的研究領域包括天體物理學、粒子物理學、固體物理學、生物物理學等。卡文迪什實驗室是現代科學史上第一個社會化、專業化的科學實驗室，產生了一大批對人類進步產生重大影響的重要科學成果，包括電子、中子的發現、原子核的結構、DNA的雙螺旋結構等，為人類的科學發展做出了至關重要的貢獻。
名人軼事
據說卡文迪什受過良好的教育，但他沒有英國人的紳士風度。他蓬頭垢面，幾乎沒有一件衣服的扣子不掉；他不善交際，不善言辭，終身未婚，過著離群索居的奇怪生活。為了進行科學研究物理學家卡文迪許，卡文迪什將自己的客廳改建成實驗室，在臥室的床邊擺放了許多觀測儀器，以便隨時觀察天文現象。他從祖上得到了一大筆遺產，成為了百萬富翁。但他一點也不吝嗇。有一次，他的一個仆人因病生活困難，向他借錢，他毫不猶豫地開出一張1萬英鎊的支票，問夠不夠。卡文迪什喜愛書籍，他把自己的大量藏書分類編號，管理得井井有條，無論是借閱，甚至是自己閱讀，他都無一例外地辦理了登記手續。 卡文迪什可以算是一位活到79歲還在工作，臨終前還在做實驗的學者。卡文迪什一生獲得過許多綽號，包括“科學怪人”、“科學巨人”、“最富有的學者、最博學的富翁”等等。
沉睡的手稿
1810年卡文迪什去世后，他的侄子赤志把卡文迪什留下的20捆實驗筆記原封不動地放在書柜里，從此無人動過。誰知這些手稿在書柜里放了70年。直到1871年，另一位電學大師麥克斯韋被聘為劍橋大學教授，負責建立卡文迪什實驗室，這些充滿智慧和心血的筆記才有機會回歸世人。麥克斯韋仔細閱讀了100年前前輩的手稿，震驚不已，贊嘆道：“卡文迪什可能是歷史上最偉大的實驗物理學家，他幾乎預見了電學中所有偉大的事實，這些事實后來通過庫侖和法國哲學家的著作而名聲大噪。”此后，麥克斯韋決定放下一些研究課題，努力整理這些手稿，讓卡文迪什的精彩思想得以流傳。真是名家著作，兩代風流。 這無異于科學史上的一個佳話。