启蒙运动时期的疯狂静电实验

一、前言

你是否可以空手燃起火焰吗？这个把戏早在280年前就由德国一位自称魔法师的马赛厄斯·博世当众表演过。这个表演如何改变了我们的世界？在Kathy老师讲述的故事包含有电子社团，电击接吻，人怕出名猪怕壮以及一首糟糕打油诗。

▲ 图1.1.1 启蒙时期的静电实验

二、疯狂的演示

首先让我们从一位外表扎眼，自我膨胀，在任何时候都算得上性格怪癖的科学家，名叫马赛厄斯·博世谈起。博世在1710年出生在德国的莱比锡，基本上算是一位神童。他在17岁便开设并教授物理、化学以及数学等课程。当他26岁的时候，他读了一篇报到，其中描述了一位荷兰人可以通过摇动一个带电的塑料棒来移动水杯中的玻璃装饰物。博世后来写到，这个事情让他发狂、兴奋，一直琢磨这个移动漂浮玻璃球背后的原因。

▲ 图1.1.2 静电驱动水中物体移动

博世彻底被这个事情吸引住了。他阅读并复现了所有可能发现的实验报告。在当年九月份他读到来自法国 杜费相关玻璃管摩擦起电的实验，并总结出第一个关于电的规则。同时也读到了英国人 毫克斯比的相关工作，毫克斯比发明了类似于纺织机旋转定子式的静电发电机，能够高效产生大量的静电。

博世灵光乍现，他将毫克斯比的发电机与杜费的静电实验相结合。他改进了发电机结构，在发电机中增加了一个储电器。所谓的储电器就是一个金属导体，可以是铁棒、枪管或者刀剑等。使用丝线悬空。它的一端触碰起电的绝缘球体，这样储电器可以存储大量的电荷，也就是它所说的电火花，可以用于不同的实验。

▲ 图1.1.3 纺织定子式静电发电机

博世对于电理论没有过多的贡献，他的主要兴趣点在于公众静电表演。这方面他的才能是无人能够企及的，自称为现代魔法师。他自创了一系列的神奇展示表演。他的演出场地到达过英国、法国、德国、土耳其，甚至还给罗马教皇表演过，最后这个表演后来给他带来了不小的麻烦，这个麻烦来自于德国的路德教会严苛戒律。

三、表演内容

下面举几个他的表演例子。比如他会要求客人参加一场优雅的宴会，将所有餐桌上的叉子与他的静电发电机相连，发电机藏在旁边的另外房间里。当客人就座的时候，金属餐具开始火花四射进行放电。

博世为自己设计了一个神秘的王冠，实际上是一个密封后抽了真空的玻璃圆柱体，外边还有一些金属装饰物。他装模作样的坐在椅子上，头顶有一个金属圆盘，通过储电器与发电机相连。屋里的蜡烛吹灭，  四周一片漆黑。他的助手开始转动起电机，皇冠上面的金属圆盘开始放电，花火出现在王冠与圆盘之间，王冠闪闪发光。博世将这个表演称为天主教的宣福礼，这通常是来表示圣徒头部出现的光轮。真是不作就不会死，现在看来这与电刑处死场面雷同呀。

▲ 图1.1.4 博世表演宣福礼

另外一个表演就是邀请一位楚楚动人女士站在一个绝缘的板凳上，一手触碰发电机上的储电器，起电机给女士充上非常多的电荷，当她亲吻一位勇敢的志愿男士，他们两人都会感受到强烈的电击。看到这我们不禁感叹，这城里人可真会玩。他称这互动表演为维纳斯的电吻。爱情之神维纳斯也被电给施了魔法了。

▲ 图1.1.5 带电的接吻

马赛厄斯还自己创作了一首电吻打油诗，内容大体是：亲吻女神板凳上，痛苦飞进我心房。唇木嘴麻皆小事，伶牙爆裂把我伤。他还声称，如果谁因这个电击实验而绯闻四起，那么就自己投海自尽死了算了。

博世这些静电演示彻底让德国人疯狂了，整天被一些狂热分子簇拥着。这也是女人首次出现在科学实验中，不仅仅是参与电吻表演，而且还操作发电设备。这个时期正处在欧洲启蒙运动时代，所有欧洲上层人士都在争论人权以及学习科学。女人们也穿梭于各种沙龙聚会观看科学演示，当时几乎所有与电相关的实验插图中都有女人。当然人们喜欢实验中这些迷人的助手，以及赞助科学研究的这些贵族女性，她们的光芒掩盖了人们对这些电学实验原理的思考。

▲ 图1.1.6 电吻打油诗

博世的一个最有影响力的演示就是通过电来点燃火焰。他通过阅读了解到杜费通过一碗水来产生电火花，于是博世打算给自己充电然后往盛有酒精容器里放电这样便可以点燃酒精了。这个实验非常重要，下面让我们看看其中的细节。

首先他让助手通过转盘带动玻璃管飞快旋转。另外一个助手通过手摩擦玻璃球表面来起电，然后他手持一个金属管触碰玻璃球表面。他站在绝缘板凳上，身体上收集了很多的电荷，当电荷充满之后，他通过自己的手指或者小的金属剑来触碰容器中的酒精，电火花就会从他的手指上跳出来点燃酒精。下面再让我们看看这个过程的慢镜头。

四、命运多舛

博世声称自己希望死于电击，所以他的死亡记录可以从法国科学院备忘录中看到。讽刺的是，博世的确死于他的电学实验，但不是死于给他带来巨大声望的电击实验。实际上在1760年他因具有重要的战略价值而遭到绑架，后来死于囚禁当中。

▲ 图1.4.1 博世的死亡记录

真是命运捉弄人。博世的名气使得他遭受绑架，但如今他的贡献却没有被人们认可。为何如今博世受到冷落呢？我认为其中有三个原因。首先他是一个表演家，很怕别人将他的创意偷走，所以他需要刻意将见证奇迹背后的原理进行隐藏，因此很多其他人的工作需要归功于他的发现。

第二个原因就是他特别特别讨厌牛顿的理论以及物理学界中的那帮英国佬，所以他在英国也备受冷落，因为在英国基本上任何与物理相关的人都喜欢牛顿。

▲ 图1.4.2 博世的静电实验

第三个原因就是我们对科学家的印象就是他们外表高雅，讲话有逻辑，但真实世界中的科学则是充满着混乱和时尚。比如像电吻和那些打油诗，与科学家的形象格格不入。

五、后记

下面谈谈在1745年10月11日博世所做的实验的所带来的的重要结果。那天他的一个助手，也是他的一位粉丝，名叫埃瓦尔德·冯·克莱斯特，试图通过放电点燃玻璃罐子中的酒精，酒精罐通过金属直接连接到静电起电机上。

▲ 图1.5.1 使用电火花点燃罐子中的酒精

然而放电并没有点燃酒精，却把助手给电的飞了起来，电击直接将他弹出了屋子。这个偶然的事件让人们发现如果将瓶子中的酒精替换成水，可以产生更强大的放电。这个简单的设备就是一个玻璃容器里面充满了水，上面软木塞上固定一个铁钉居然可以放电使得上百人感到电击。这促使人们去深入探讨电是如何流动的，电路是如何工作的，这也导致后来的放点棒和电池的发明。

▲ 图1.5.2 电报中的莱顿瓶

这个储电罐也在后来1888年人们创造第一个无线电波中起到关键作用，之后的四十年里人们又发明了电报传送技术。这种储能罐的一种被称为电容，现在仍然被广泛使用在电视，收音机，计算机以及手机中。那么它是什么？为什么这么强大？它被称为莱顿瓶，关于它的故事后面我们继续聊。

审核编辑 ：李倩