思路成就出路

    第五章  突破常规束缚（5）

    这在理论上是完全成立的。但是，实际测定中，还必须先了解万有引力的常数k。当时还不知道这个常数的值，这样，即使其他几个因子都知道了，也难以计算出地球的重量。因此，要称地球重量，必须先测出引力常数。

    卡文迪许通过两个铅球来测定它们之间的引力，然后计算出引力常数。两个普通物体之间的引力非常小，不容易精确地测出。要精确地测出它们之间的引力，必须使用很精确的装置。当时人们测量物体之间引力的装置是弹簧秤，这种秤的灵敏度太低，不能达到实验要求。引力常数测不准，地球的重量就测不准。

    卡文迪许利用细丝转动的原理设计了一个测定引力的装置，细丝转过一个角度，就能计算出两个铅球之间的引力，然后把引力常数计算出来。但是，这个方法仍以失败告终了，因为两个铅球之间的引力太小了，细丝扭转的灵敏度还不够大。只有将灵敏度进一步提高，才能测出两个铅球之间的引力，计算出引力常数。

    现在，测量地球重量的一大关键就是灵敏度问题。卡文迪许为这个问题绞尽了脑汁，想了好几种办法，但是，结果都不怎么理想。

    有一次，他正在思考这个问题，突然看到几个孩子在做游戏。其中有个孩子拿着一块小玻璃在玩着光斑的游戏。那个孩子把小镜子对着太阳，把太阳光反射到墙壁上，产生了一个白亮的光斑。小孩子用手稍稍地移动一个角度，光斑就相应的移动很大的距离。卡文迪许看到这里，猛然醒悟，这不就是一个距离的放大器吗?灵敏度不可以通过它来提高吗？

    孩子的玩具使卡文迪许受到启发。他在测量装置上也装上了一面小镜子，细丝受到另一个铅球的微小的引力，小镜子就会偏转一个很小的角度，小镜子反射的光就转动到一个相当大的距离。利用这个放大的距离，就能很精确地知道引力的大小。

    卡文迪许用这个放大的装置精确地测出了两个引力常数，再次测出一个铅球与地球之间的引力，根据万有引力公式，很快就把地球的重量计算出来了。

    就这样，卡文迪许第一次称到了地球的重量。