亨利·卡文迪什

牛顿 1687 年写下万有引力定律：两个物体之间的引力正比于质量乘积、反比于距离平方，比例系数是 G。

这个公式在天文学上极其成功，可它有个尴尬之处：G 的数值没人知道。天文观测能给出的永远是 G 与天体质量的乘积——你可以精确算出地球绕太阳的轨道，却说不出太阳有多重。要拆开这个乘积，必须在实验室里量出两个已知质量之间的引力。

问题是引力弱得离谱。两个一公斤的铅球相距十厘米，彼此的吸引力约为百亿分之七牛顿——相当于一粒沙重量的几十万分之一。

一个把自己关起来的人

卡文迪什的祖父是德文郡公爵，外祖父是肯特公爵。他继承了巨额财产，是当时英国最富有的人之一，却过着近乎苦行的生活：同一件旧式外套穿几十年，家具寥寥，全部收入用于购置仪器和书籍。

他的社交恐惧到了病态的程度。他在皇家学会的聚会上通常一言不发；若有人直接对他说话，他会转身走开。他与女仆的沟通全靠字条。传世的唯一一张真实肖像，是画家威廉·亚历山大在一次学会晚宴上偷偷画下的速写——卡文迪什从不允许任何人为他画像。

他也几乎不发表。他做过大量实验，写下详细记录，然后把本子收起来。

扭秤

1798 年，六十七岁的卡文迪什完成了他一生中最著名的实验。装置的原理来自已故的地质学家米歇尔——一根水平横杆两端各挂一个小铅球，横杆用细金属丝悬起；把两个大铅球移近，引力会让横杆微微转动，转过的角度由金属丝的扭转刚度换算成力。

难点全在排除干扰。空气的对流、观察者的体温、房间的温差，任何一样都足以淹没信号。卡文迪什把整套装置封在一个木箱里，木箱放在一间封闭的房间，他本人待在屋外，用望远镜通过小孔观察刻度。

他测出地球的平均密度是水的 5.48 倍。今天的公认值是 5.51——两百多年过去，修正不到百分之一。

值得说清的是：卡文迪什本人从未写下 G，也没用过这个符号。他的论文题目是《测定地球密度的实验》，他关心的是地球有多重。G 是后人从他的数据里反推出来的。

抽屉里的一个世纪

1879 年，麦克斯韦花了几年时间整理卡文迪什留下的电学手稿并出版。整理的结果让人不安。

卡文迪什在 1770 年代就用「电荷平方反比」做过实验，比库仑早十几年，而且精度更高；他定义过与电阻等价的概念，实际上写下了欧姆定律，比欧姆早半个世纪——他测电阻的办法是用自己的身体当检流计，靠电击的强弱判断电流大小；他还研究过电容与介电常数，接近了后来法拉第的一些结论。

这些全都躺在本子里，没有发表。因此它们对科学史的实际影响是零——后来的人都是各自重新发现的。

麦克斯韦在序言里的态度相当克制，但意思很清楚：一个人做出了发现却不告诉别人，那个发现在科学上就不存在。

剑桥的卡文迪什实验室以这个家族命名（出资的是他的后辈德文郡公爵）。电子、中子、DNA 双螺旋都是在那里被发现的——一个终生不愿与人说话的人，名字挂在了二十世纪最热闹的实验室门口。