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138:山之重

读喜马拉雅作者:gezhong日期:5月前点击:288
这一次,和大家讲一个和山有关的故事,确切的说是由一个“摆”引出的“给山‘称重’的故事”——这就是榭赫伦实验。更有意思的是,这个实验虽然最终取得了成功,但它对人类的最大贡献却并非是实验的结果,这又是怎么回事呢?

138:山之重

那谁谁,贾楠是这羊,是真是真女的点的样子啊。原来是这样,欢迎来到原来是这样,各位好,我是徐东,我是姜文。

在差不多两年前的时候,咱们曾经做过一期和山有关的节目,那个时候呢,我们是颠覆了一个,似乎连幼儿园小朋友都会知道答案的问题。没错,那就是世界上最高的山。现在很多朋友听到这个问题应该会知道了,那你得先说一个定义,对不对?对。

当时那期节目的关键就是在于关于最高甚至世界的定义,它到底是什么?如果没有达成共识呢?

答案就可能会天差地别。

而今天我们要说的故事啊,就和这其中提到的一座山。

有关。嗯,原来是这样。其实有一段时间没和大家来讲故事了,那么今天呢,其实就会和大家讲一个和科学有关的山的故事。

没错,给他起的名字就叫山之重。 如果说提到欧洲的漫画,你会想到哪些呢?嗯,不是聊山吗,怎么样跳到漫画了呢?

欧洲漫画好像有点小众,看得比较少看,主要是水冰月这些什么哎,比这个稍微那什么一点。

可能是有一个叫富余紫的漫画,不知道是不是时候就是瘦肉的吧?

感觉挺温暖的,反正还有一个叫炎属的故事,我觉得也挺忙的。嗯,对的啊,你说到的是德国著名漫画家布劳恩笔下的父与子,还有兹德涅克米勒所画的娴熟的故事啊。

这个呢,都算是非常经典的欧洲漫画,关键是这两部漫画其实在中国的流传也是比较广的。

我还想说一部啊,我相信很多朋友也应该看过,就是我小时候非常喜欢的丁丁历险记作者是比利时著名的漫画家艾尔热丁丁历险记呀,许东老师果然是一个上了年纪的人啊,在上了年纪其实也不能和丁丁比啊。

难道我说散他的这个年纪的话都快90岁了,看过丁丁历险记的朋友呢,一定都对漫画当中的几个角色非常的熟悉。其实在一一年的时候,有一部电影也是丁丁历险记这个漫画改编的啊,是没啊,大家也可以去看,好像就叫丁丁历险记啊。

这个里边儿呢,我们其实也照顾一下没有看过的朋友,简单的介绍一下他里边儿的几个角色。

那么丁丁呢,他是一个记者兼这个和平主义人士,环球探险家等等啊。

另外呢,还有一个叫阿道克船长的角色也非常的重要。 还有啊,侦探杜邦弟兄,小狗白雪。另外有一个角色就是看上去很万能的,但是呢,有点儿耳背的卡尔克鲁斯教授,这个教授呢在漫画当中的形象很好玩儿,他手里呢。

永远会拿着一个百锤在那儿晃啊晃就一个小链下面呢,有个球,仿佛呢,凭着这个百锤能够?

找到宝藏传说中的百锤探宝了,怎么听着有点像江湖术士才用的东西啊。堂堂的一个科学家会用这个解决问题吗?

你别说啊,这个东西他的确和江湖术士关系不小,在数世界啊,这个东西呢,被称之为100哇,听起来就很灵异。对,其实呢,早在十五世纪的时候就已经有了啊,是当时探金术的一种金是金子的金。

那么早期呢,它的这个用途呢多是用来寻找水源以及矿外啊。他们相信这个东西可能能够感应一些磁场之类的。

那么近代的用途呢,它更多就受到了神秘学的影响,使它多了占卜的功能,所以就是在江湖树事件非常的流行啊。

不过回过头来想一想,啊,丁丁历险记,它毕竟是一部漫画,对不对,有很多的这些情节。

如果说你在叙事上跳不过去了,那总得有个东西能够给他开个挂什么没错。所以说得需要一些超自然的东西来帮助他们去解决一些问题,否则的话,关键剧情没有办法大跨步的推进。 嗯,但是既然咱们原样是以科学作为主题的知识脱口秀,那就请问了。

你提这个零版是想干嘛呢?

因为今天节目真正的关键词呀,其实就是百别小看他啊摆。

这个小东西啊,在科学界意义重大,这个呢,咱们就要从著名的伽利略说起了。

他发现啊,教堂里的调中,他们摇摆的这个周期似乎很准,于是呢,他就回去专门造了一个特大号的板。 然后呢,仔细的去测量,发现啊,几乎真的是相等的,这就意味着什么呢?意味着摆它可以作为时间的测量工具,这就有了摆钟。那么当然。

摆钟钟摆对于科学的意义,其实在我们如何丈量事件那期节目当中呢,我也和大家说到过啊。

有兴趣的朋友呢,可以回去听一听。

所以说,你的意思就是说在科学家的手里摆并不是用来探宝的,而说来看时间的喽,嗯,你别小看看时间,只有时间被测量精确了很多的科学数据才可以进一步的被求真求准,这个我相信啊。 后来,荷兰物理学家,天文学家,数学家惠更斯?

司在一六五六年发明了百中,这也造就了一些机会啊。让他发现呢,像是百线等实性研究箭曲线和摆动中心的理论。

随着对于钟摆研究的深入呢,科学家们又发现了一些诡异的现象。 嗯,有一次啊,惠更斯的朋友带着钟啊,从巴黎去往位于南美洲的法属归亚纳办事儿。

然后呢就发现了一个不可思议的事情,他发现啊,这个钟居然变慢了?

而且慢的还挺有规律的,每天慢了2点5分钟,然后当他回到巴黎的时候,同样这台中又恢复了正常。

哇,这是什么原因啊,难道是地球上不同地区的时间流逝速度还不一样,嘿嘿,你要说从相对论的角度来看,你说它一点儿也没错。只是其实我们在相对论的节目当中也和大家说过这种效应。在地球上它虽然存在,但绝对不会产生1点5分钟那么巨大的误差。

真正的原因呢,倒是出现在了重笔上啊,这有什么关系?

我们都知道摆的原理,它是和重笔有关的周期不同呢,那就说明两地的重力不同,要注意啊,重力呢,它并不严格,等于万有引力。

万有引力的很小一部分呢,用来抵消离心惯性力,或者说用来充当相性力。

剩下的一大部分呢是重力这个知识点呢,非常的重要。理性惯性力正比于做圆周引动的半硬,那在高纬度地区做圆周运动的半径小。

那么在几点处呢,离心惯性力就为零,所以呢,低纬度区重力加速度小,而高纬度区它的重力加速度就会更大一些。嗯,我记得你在那个世界最高的山那期的时候说过,地球是两极扁赤道秃的妥求,虽然感觉上赤道地区的朋友脚下的土地好像距离地形更厚一些。

但是没想到因为地球自转的离心力,对万有引力的抵消反而呢,你会更轻一些啊,想减肥的朋友可以到那儿去,是吗?能减得更快吗?当然这个轻,咱们得打个引号啊。举个更直观的例子吧,就是火箭发射场的选址。 嗯,其中一个非常非常重要的因素就是纬度。

所以你们想美国的火箭发射场,它最重要的基地就是位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角,这是一个。

对于美国来说非常偏难的比较靠近迟到的位置,那对于欧洲来说,欧洲整体其实纬度是比较高的。嗯,那么他们的火箭发射呢其实就离不开在南美洲的。我们前面提到过的位于赤道附近的法属归亚纳。

俄罗斯呢,也是一个高纬度的国家,他就比较吃亏。

那么他的发射场呢也会尽量的往南去见,比如说他会选在哈萨克斯坦。嗯,而我们国家如果说关心航天事业的朋友都会注意到海南文昌啊。我们新建了一个火箭发射场,其实这里边儿就有很重要的一个原因,就是在那儿的纬度。

比较低,别小看这点差距,其实它省的占料是非常非常厉害的好。所以你的意思是摆不仅仅是测量时间的好工具,而且也是测量重力的好帮手。嗯。

正是如此啊。而接下来的节目要和大家讲的故事呢,则是一个通过摆来给大山甚至地球称重的故事。

姜文,你还记不记得,就是物理老师曾经在课堂上会拿出一个小东西特别好玩儿,上面有五个挨着的摆球。

如果我们摆动最右边的那个球,当这个小球去碰撞排列着的几个球的时候啊,我们就会发现最左边的那个球会被弹出来。

嗯,记得现在礼品店里还有呢啊。而且仅有最左边的那个球被弹出来的,对这个其实就是著名的牛顿版。

他其实还有一个寓意,就是永不停摆的球,在恋人看来象征着永恒之爱。哎哟,希多老师是不是被你喜欢的女神送过牛灯板呀,并没有好吗?我都是说有人送的啊,你别说要是真有人送这个给我。

我倒觉得还挺对我胃口的啊。好吧,如果啊,对西东老师有想法的懂了哎,你别说节目更新的时候是幺幺幺幺是吧?哎,你不觉得这个日子如果咱们给他附加个含义的话,是不是有点像牛顿版?

有点意思不行,真有点是吧,有点像啊,所以以后就把它叫牛顿,晚日多好,夜星何必买买买多少呢。

言归正传啊。那么,虽然这个东西啊叫牛顿柏,但他其实并不是牛顿先生所发明的。

这个和牛顿生活的年代差远是后人一直到一九六零年才发明出来,我却这个是个高明的营销手段呀。放上牛顿的名字,感觉听起来立马就高大上了。哈哈,像旭东这样的技术展肯定是愿意掏腰包的,是不是?不过这样强行冠名确定不清全吗?不过要说这个牛顿百合牛顿没关系呢。

那也是不对的啊。就是说牛顿柏呢,它是形象地展示了牛顿提出的动量守恒定律,用他的名字来命名这种掩饰装置呢,其实算是一种致敬啊。毕竟这不是以礼品店为主的,它最早还是一个物理的掩饰教具啊。

这里其实就不得不提到牛顿的旷世之作了自然哲学的数学原理,对不对,这个我知道,不光听过我还看过呢。

我的天呐,请问这是哪个平行时空里的原来世界,你什么时候变那么大神了?

所以,你还确定你是谁吗,还没走出生气的节目啊,开个玩笑其实也就是碰巧翻过几页,然后我发现我完全看不懂。

我们都知道啊,质量越大,惯性越大,而质量越大,万有引力也就越大。我最近感受到的引力大了。

读书当中呢,牛顿就对造成这两个相互独立的现象的质量的一致性提出了怀疑。再来说一遍啊,牛顿就对造成这两个?

相互独立的现象的质量的一致性提出了怀疑,非常绕,也就是产生惯性的质量和产生万有引力的质量是一回事儿吗?这肯定是一回事儿啊。

牛老先生该不会是想我是谁想出问题了吧?

那你想一想,你觉得自由落体实验有那么简单吗?

你以为单百实验有那么简单吗?你以为你以为的就是你以为的我却这又是一期哲学节目呀?我都快被你绕晕了。

难道没那么简单吗,其实呢,正是从看似简单的自由落体实验和单百实验当中啊,爱因斯坦,他就窥见了宇宙的奥秘,提出了前无古人的广义相对论。嗯,这个之前的节目有说过,有兴趣的朋友可以回听。嗯。

今天这一期就是疯狂的案例之前的节目。 对呀,那话说回来啊,牛顿呢,他其实是一个严谨的科学家。

他的万有引力公式是基于开普勒行星三大定律的,虽然他在计算当中表现优异。

毕竟不能做实验吗?

对于一个严谨的科学家来说,牛顿呢仍然有一丝不放心。

他一直希望能够通过一个在地面上就能够做的实验来证明来验证。

他在他的著作当中记录着他的想法,说啊,在对称的引力场当中摆在静止的时候会垂直向下。

然而,如果附近有其他大质量的物体。

比如说一座山,嗯,那么他的吸引力就会把摆的千锤像他那边拉过去,哪怕是一丁点儿。

嗯,这样的话摆就会稍微偏离垂直。嗯,好像是的。

而有某个已知物体,比如说恒星所造成的千锤线角度偏移,则可以通过什么呢?那就是在山两边的各组对点上。

对摆进行仔细的测量,得出通过判定山的体积以及估算山石的平均密度,这样一来呢,就能够独立的得出山的治疗,再加上那座山多处的偏角,测量值,就能够通过外推得出地球的平均密度,然后再使用平均密度来算出地球的质量。 说的再通俗一点啊,就是说一个大山旁边的千锤县,他会因为大山的万有引力,往山那边儿。

偏一点点,这个时候呢,咱们测量一下垂线,往大山那边偏离了多少,应该就能知道这吸引力有多大。

再接下来,我们只需要知道大山和这个重锤有多重,根据万有引力公式就能够进而去推算地球的密度和质量了。 不过很可惜啊,牛老爷子啊,悲观的以为这个偏差实在太小是不可能测出来的,虽然我已经听得放空了。

但是感觉很聪明的样子哦,牛顿好棒鼓掌,好算无言啊,说回来啊,刚才说到牛顿,他觉得可能这个偏差太小是测不出来的,但事实上呢,他错了哦。其实就用当时的一切理论上已经可以测量出精度是达得到的,毕竟牛顿也是人嘛,所以总会有孤寂错误的时候。

这里我们倒是可以来说一说牛顿,他犯的一个错误啊,教我你炒股吗?嗯,这画风转的有点突然啊。

我不少看一那花花绿绿的屏幕头疼。

作为一个财经主播,你竟然不炒股,就是因为是财经主播,所以才看得明白不炒好吧,其实呢,这里可以跟他分享一个例子啊,就是历史上有很多名人炒股书的一败涂地,其中呢就有牛顿,那你看吧。

在他的那个年代呢,最流行的是航海股票,牛顿的脑子一热,就把他几年的工资7000磅。

这绝对不是一个小数字啊,都投了进去。

不久呢,诶,居然翻了一番,那按理来说他建好就收。

对呀,坑是不是?这显然是转翻了,对啊,然而这股票还在蹭蹭蹭的往上涨,那怎么好意思呢?对吧?你觉得如果现在抛。

岂不是没赚到吗?不甘心的他呢,又投入了大部分积蓄二万磅哇,比上次还多那么多,他想再翻一翻,结果呢,没想到啊,没几年这个泡沫破裂了,股市大跌。

二万磅全部打了水漂,我的天呐,这个二万磅到底值多少钱,等会儿会和大家来说啊,这个时候呢,牛顿的身体也每况愈下。

结果呢,他称到了1727年,撒手人患股市有风险,入市虚谨慎啊。朋友们,这个案例对喜欢科学的朋友是更加生动。

好在我也不炒股啊。 那牛顿先生就这样离开了,他也没有办法继续去验证他的这个万有引力。

那么这个实验的重任呢就落到了后人身上?

到了1738年,这已经是牛顿先生去世十一年之后了。

第一个吃螃蟹的人勇敢地站了出来。

他们呢,就是法国的天文学家皮尔伯格和夏尔玛丽德拉,孔达米娜。皮尔伯格呢,是法国著名的科学家,他呢是精通水文,地质和测绘。

同时呢,他也是造船工程学制,他们在南美考察期间啊,就突发奇想,决定帮尤老先生完成他的心愿。那么,经过一番寻找呢?

他们就找到了一座山恶瓜多尔的轻薄拉索山,轻薄拉索山。这个好像就是刚开始提到的那座那座山吗?对世界上最高的山当中,我们提到过它也算是一种定义下的世界上最高的事儿,记性还是不错的啊。 帮大家回忆一下,这是一座圆锥形的死火山啊,它位于厄瓜多尔首都基多的西南。

这里呢是地球上最后的地方,怎么说呢?就是说从地心到山峰峰顶呢,它达到了6300。

八十四千米,汉浩记住啊,是千米啊。

那么主峰清柏拉索峰呢,它的海拔其实也很高,有6310米,这是厄瓜多尔的最高峰,那么我们其实曾经和大家说过,它也是距离地心最远的地方。 嗯,又要安利了,感兴趣的朋友,别忘了听完这期之后出门左转去回听哦,估计这期播完之后,世界上最高的山那期。

那选这座山是因为你刚刚说的这个原因吗啊,就是它离地形最远啊,听上去好像很像是一个原因啊。

但更主要的原因在于什么在于这座山,它的形状很特别,是没形状,它几乎就是一个圆锥形。

这是一座死火山,火山通常都有这样的一个形状。

而青伯拉索山呢,其实它真的就像是一个挺完美的圆锥形,另外他因为是一座火山,所以呢他几乎是拔地而起。

这座山的周围啊,是平坦的平原,就好比就像是在桌面上放了一个圆锥体,是不是像圆锥形的山体呢,其实就非常有利于来测出山的体积。

因为山奇形怪状的,其实你是很难去测量它的精确体积的。

而与此同时呢,广阔的平原和规整的山体就使得这里成为了世界上最理想的验证万有引力的惩罚。

果不其然,他们通过实验观察到了这种偏转。

又经过简单的测算,他就发现地球的密度比岩石高。

于是呢,在几年之后,他们发表了论文来证明地球是实心的。

要知道在当时呢,其实还有很多科学家认为地球是空心的,并且提出了很多模型。这里呢,其实还包括了大名鼎鼎的哈雷,彗星的发明者。

爱德蒙哈雷,还包括大科学家欧拉,这都是如雷贯耳的科学巨匠啊。

而且当时有很多探险家啊,他就奔着火山口去了,因为他们觉得火山口就是地心世界的入口。我山口跳下去了,肯定不会到地心啊,只会到另一个世界。

但是真的是去了另一个世界啊。

其实大家别觉得好像啊,当时地球是空心的这个学说。

还是一个非常主流的说法,而且相信这一理论呢,还有大名鼎鼎的如勒凡尔纳,嗯,反而他的科幻小说相信也是很多朋友的启蒙科幻读物啊。他的著名小说,地形游记也是基于这样的一种关系。 哇,地心游记的书我倒是没看过,不过电影我看过还是挺可怕的。嗯,另外呢,其实还有人就奔着两级去了两极,有一种很有意思的光激光很漂亮,对吧,嗯?

当时呢,他们搞不清楚是因为太阳风和地球的这个磁场产生的。他们呢,觉得是内部世界露出来的光,提起来也很有道理,很像是不是啊。结果呢,探险家们还阴差阳错地发现了南极大六,嗯,这又是题YY是的,回到刚才故事的主线,又过了几十年,到了1772年。

英国世袭皇家天文学家内维尔马斯基林就提出啊,这种试验呢,应该要多来几次精确测量才行。科学嘛,总是要严谨的。

而且呢,这个实验还有一个额外的好处,我们前面提到过,钟柏的这个偏角大小,它取决于地球与山的相对密度和体积。

所以如果我们可以确定某座山的密度,那么这个实验结果他就能够确定地球的密度。

如果能够知道了地球的密度,当时的科学家们呢,就可以估计出太阳系内各大天体的密度近四值了。

这些天体呢就包括了其他行星,它们的卫星和太阳本身。 要知道,在这个之前,科学家们?

只能知道他们之间的相对比已知,而并不知道这些天体到底有多重。

于是呢,皇家科学院就成立了引力委员会,会长呢?就是这个马斯基林这个委员会里面呢,还有一些主要的科学家。

其实很多人来头都不小啊,有约瑟夫,费班克斯,还有本杰明富兰克林哇,你一下挖出来了。对,那么这个马斯基林呢,他号称水手们的科学家?

他改良了越剧法测量的精度,使得水手们不会在大海上泥杭。

而费班克斯呢,则是一个博古学家跟着大名鼎鼎的库克船长,世界远航哇,跟着库克船长去远航,好浪漫。哦。

那弗兰克林就更不用说了,是不是?那是没书,是没有开国元勋钱上也有啊独立宣言的起草者之一,那他是开了北美第一家医院,发明了避雷针,而且呢,还作为代表区域和英国谈判。

可能大家更熟悉的这个形象就是美元上的弗兰克林嘛,大家都爱他。

这个委员会里呢,其实还有一些来头不小的人物,其中呢就包括了测量学家查理斯梅森这个名字,可能很多朋友有些陌生啊。但是如果说大家看过美国的行政图的话。

就会发现美国很多州的这个分泄线是比比值的,对不对就感觉用尺子划过一样。

这里面很多的这个边界其实就是按照经纬度进行划分的,其中其实有一条呢,就是梅森和迪克森共同测定的德拉华州的分界线,梅森迪克森县,而这条线为什么那么有名,要特别去提呢?

这里补充一个知识,它呢曾经就是南方殉奴州和北方自由州的一条分界线。

经过半年的努力,寻找刚刚提到的这个梅森啊,他终于是在苏格兰高地找到了一个最佳候选地叫做谢赫伦山。

这座山呢是处在苏格兰高地的中央,他在太湖与兰洛湖之间山高呢和清柏拉索峰比起来不算高,只有1083米爱了好多,但是呢?

这个山的耸立之处啊,看起来呢,的确像是被其他山孤立的,附近的山的离他都不太近。

这样呢,你想他们对于实验引力的影响就会比较低了。嗯,加上谢赫伦山的山脊东西对称这样的,其实在数学上它算起来就比较简单,它可以简化计算。

另外呢,他陡峭的南北山脊,离山的重心很近,这样呢,也会使得实验想要得到的那种偏移最大化,嗯?

然而,虽然找到了一个合适的候选地,这个梅森啊,却因为行工资太低而拒绝协助实验。

什么这么光荣载入史册的事情,他为啥不干呢?更何况他是皇家科学院发的工资啊,怎么会低呢?

梅森觉得他辛辛苦苦的跋山涉水跑遍英国,那么他就狮子大开口,要一基尼一天的工资,这是多少啊?伊基尼是一个什么单位呢?

金尼呢是一种金币,一开始呢是一英镑对伊基尼,后来呢,由于黄金升值了。

这个伊基尼啊,就=22英镑。哇,这个有点贵哦,你大概能感觉到,对吧。英镑在当时特别特别的值钱,英镑在现在还值钱,但是现在这个汇率算下来22英镑也不算特别多,对吧一天200多块钱人民币的工资这不算高,但是当时呢。

一英镑=20先令=100遍式。而工业革命以后的工人啊,一周的工资也只有十个先令,勉强能够度日,而他的工资呢是普通工人的308倍。 简单的换算一下,如果一个普通公认按我们说一个比较低的工资标准,月薪2000来计算,那你算算他的工资要多少2000*308?

哦,这样算下来,梅森要求的是,这个月薪要达到61.6万,然后除一下一个月30天的话,这个日薪要二万零五万,很厉害,过去这年薪就有7400000啦。

然后一年就可以买一套北上广的房啦啊,想想挺美的啊,要知道这次考察啊,其实经费不能算特别的充足,他的这个经费呢,是库克船长观测金星零日之后剩下来的。

而这些钱呢,可是当年乔治三世不西掏小金库才筹集到的。

那自然就没有办法继续请梅森来干劳他的这个要求实在是太高了啊,太贵了,没增干不了,但必须也有人得继续啊。

于是呢,这个任务呢就落在了马斯基林的手中。因此呢,他被暂时批准卸下皇家天文学家的职务。

为了继续执行这次任务呢,他有两名副手,数学家兼测量学家查理斯赫顿和任职于皇家格林尼治天文台的数学家鲁宾,巴罗三个科学家呢,就带着一对万年龙套。

劳工当时离不开劳工的帮忙,背着精良的仪器出发了。

那这次总没问题了吧。嗯,为了这项实验呢,团队啊。就在这座山的南北路,各兴建了一座观测站。

还兴建了一座简陋的小屋,作为装备储存和科学家的住宿之友。

马斯基林呢,他先要测量的是千锤线到底偏离了多少,但其实这个背后呢就涉及到了千锤线的定位和偏离角度的测量。

那个时候的科学家可没有gps。

要定位的话,只能用非常原始的方法,那就是通过星星为了定位千锤仙的具体位置,马斯基林呢要分别在南北坡上对上百颗行星进行300次以上的观测。

而且要知道观测当中的星星,他们的位置还会出现各种变化,比如说什么镜洞啊,光形差,张栋等等,其实都会影响到观测,甚至呢,连地球表面的弯曲都得考虑进去。

更不必提的就是英国的天气多雾多雨,其实也会造成很多的困难。

这样啊,就已经花费了近一年半的时间。

不过好在最终的测量是得到了一个结果,马斯基林宣布南北两地的千锤偏角河为11.6秒。

别小看这个数字,以当时的测量,这已经是非常了不起的成就了。 嗯,那么马斯基林呢,很高兴啊,就把他的这个初步结果发表在了1775年的自然科学汇报上。嗯,对了,这个自然科学汇报是什么呀,在当时影响有多大?

自然科学汇报呢是由英国皇家科学院出版的世界上历史最悠久的科学杂志,从一六六五年创刊以来,一直到现在都没有听过,是世界老牌科学刊物的代表。到现在吗?对非常厉害的这个有点厉害了。 与此同时啊,马斯基林还认为,假如谢赫伦山的平均密度和地球是一样的,那么千锤偏角呢应该是20.9秒。

由于实验结果大约为上述角度的一半,所以呢马斯基林初步就宣布。

地球的平均密度约为谢赫伦山的两倍,那他呢,还趁机指出啊,谢赫伦山表现出引力,因此呢,所有山都有引力,而且牛顿的引力反平方定律也被确认了。

皇家学会对马斯基林的研究表示欣赏,并且呢,是把1775年的科普里奖章授予了马斯基林眉身哭晕在厕所,这个科普利奖又是什么呢,是专门奖励给那些科普的很利索的人的吗。

那我觉得我们原先也可以去申请一下啊,是真是这个标准,再努力个十年八年,我们也去试试啊啊,不过这是个音译嘛,对吧?

科普利奖呢,是英国皇家学会颁发的最古老的科学奖之一,那科普利奖呢是科学成就的最高荣誉奖,是世界上历史最悠久的科学奖项。

1731年呢,以皇家学会的高级会员戈佛里科普力爵士的遗赠而设立,有点儿像这个诺贝尔奖有点儿对每年八八一次。

那奖品是什么呢?是一枚妒金赢制奖章和100英镑的奖金。 前面已经说过了,这100英镑其实在当时绝对不是一笔小钱。

就这样,马斯基林带着荣誉带着钱回家了。

但是呢,他还留下了一帮子人完成下一阶段的任务,那就是他们想要测出谢赫伦山等重量测出山的重量。

这个任务虽然说是比撑地球简单了点儿,但也太夸张了吧。首先没有那么大的秤,其次呢,又不能学曹冲称象把山放在船上。

而且也不能说把这个山刨开一块儿一块儿的称重算体积。

这怎么玩儿啊,感觉好像能想到的最简单的方法就是一块块儿石头撑撑完了,再把这石头垒回去,这也太难了。

回想一下前面,其实我们说到这次实验,有一个很重要的目的是要测量地球的密度,而要知道地球的密度。

我们就得知道这座山有多重当时呢,马斯基林只能假设山的密度就和花岗岩差不多吧,那么算是水的2.5倍。

我相信刚刚借出物理学的朋友都会反应过来。

要知道这个山的质量是不是只要用这个估算的密度去乘以山的体积就可以了呢。

然而这里又涉及到了一个问题,那就是山的体积该怎么量,或者说这种巨大的不规则物体,咱们该怎么样测量体积呢?

怎么测量呢?初中物理学学过一种方法,排水法,但显而不合适啊,咱不可能造出那么大哥刚把这山放进去,看他排了多少水,这给自己找麻烦嘛,那为了找出山的体积呢,其实呢,计算的时候啊,就需要把山。

分成一组垂直的柱体就是假想它是一垂直的柱体拼起来的。

哎,然后计算每一个柱体的体积。

如果这段话大家不是特别好理解的话,我们就想象一下,让你去测量一个不太规则的多层奶油蛋糕的体积,你会用什么样的方法,你是不是有可能会把它的每一层看成是一个独立的,有些不规则的筑体?

通过每个柱体的顶面积和它的高度是很容易得出他的体积的,那整个奶油蛋糕的体积其实就是每一片蛋糕的体积之和了。

为此呢,勘测员啊,就需要在山的周围超过1000个点上,一共量出数以千计的方位角。

此外呢,计算用柱体的顶点啊,并不一定会便利的落在勘测的高度上,那为了能够理解全部数据呢?

他就决定啊。使用内插法,这个呢就是在各测量值之间放置一系列的线线之间的高度差固定。

那么线上的点呢都位于等高的位置,这样做的话呢,它不但可以简单的判定柱体的高度,而且呢。

能够从县的回旋度,立刻得知地形的形式。 哎,可能大家有点听晕啊,但要告诉大家的就是。

这种方法在后来演变成了一种至今仍在广泛应用于地形图的绘制的等高线测量法。

原来这就是传说中的测绘啊,高大上啊,这个我们看到的地图上的这个等靠线,他的祖宗就在这儿。嗯,这里呢,倒顺带要说一下啊。其实在这个实验当中发明的等高线技术啊,也使得马斯基林和赫顿成为了地土测绘穴的先驱。

在赫顿之前呢,其实也有学者有过类似等高线的运用,但当时的方法呢其实过于简单,而人类首次采用大量详实的数据,通过高精度地图测绘和数据搜集来绘制真正意义的等。高线呢,就是从赫顿开始的。

从赫顿之后呢等高线的引入是成为了地图测绘的基本工具。

在这之后,等高线的诸多变体其实也已经投入到了使用,包括等深线等温线等气压线等一大批测绘工具,逐渐走进了人类的生活。

也是极大地改变了各大学科的面貌。 而这一切呢,咱们可以理解为。

是科学家们在测量地球密度的过程当中带来的一个意想不到的收获,回到前面的故事。虽然说方法很简单。

但测量的过程是非常繁琐的。

测量大山体积的时候,整个工作组的测量工作呢非常的枯燥,而且无聊。他们呢,先得拿经纬仪,象,限仪,天顶仪,这些来确定山上每个点都落在了地图上的什么位置上。

然后呢再用气压剂测量当地的海拔。

在漫长的测量工作里啊,测量员们围着这座大山,就像定制正装的裁缝那样。

围着顾客进行了大量的测量,一共弄出来了几百组数据,每组数据呢其实都包括了横坐标纵坐标和海拔高度克顿呢。

把这些坐标密密麻麻的标在一张纸上,看上去呢,就是一堆密密麻麻的黑点,每个点旁边呢都写着一个海拔,也就是从这一些看上去乱乱的数据里啊。

赫顿发现只需要把海拔高度相等的点连在一起,那么这座山的整体形状?

不就超级清晰了吗,没错,这个就是我们前面提到的等高线他的发明,最终呢,经过长达三年半的勘测和计算,虽然说这个方法很聪明,但其实它也是费时费力。 嗯,废材的啊。赫顿在1778年向皇家学会提交了一份长达百页的报告论文,假设地球与谢赫伦山的平均密度一致。

他发现地球对千锤的吸引力比在南北观测站所得的引力河。

要大9000933倍。

再考虑过纬度对地球引力的影响后,实际的摆偏脚11.6秒,对应的笔直为一万七千八百零四比一。

由于百篇角的值为实验值,所以赫顿能够写下地球的密度值,为谢赫伦山的一万七千八百零。

4除上990033倍,大约呢就是1.8倍。

嗯,赫顿呢,取谢。赫伦山的密度值为每立方米2500000g,并且呢宣布地球的密度为每立方米4500000g,就顺便预估出了地球的质量是5000000000吨。 那么其实对比现在我们所采纳的数值,每立方米5515kg和6000000000吨。当时地球密度值的物质。

它呢,已经<20%了,而我们今天花了半个多小时和大家讲的故事呢,其实就是在物理学上挺好玩儿的。一个谢赫伦山实验通过乘出一座大山的重量,从而撑出了地球的重量。

而一旦有了地球的重量,月球,太阳,这些天体的重量也就一下子都能成了。 原来是这样,就是这样。

嗯,这期节目的名字叫山之重啊,我就觉得就虽然我们最后是撑了山的重量,但是感觉这并不是目的,对吗就感觉好像说了半天,这期节目跟主题不是那么契合。

其实看这个名字,以为要和大家分享世界上最重的山对,而这个背后呢,其实是想告诉大家一个很重要的和科学有关的思想,什么思想,那就是。

科学是要经过实验去验证的,实践是检验真理的唯一表现,其实说的还是很对的,尤其是对于科学来说,因为科学。

他一定是需要严谨的,再伟大的理论也是需要实验去证实的。

其实今天和大家讲的这个故事,我不知道大家有没有联想到在今年发生的非常重要的一个和科学有关的实验啊,那个李波,其实今天讲的这个故事就有一点像是。

基于牛顿的这个万有引力理论的引力波,一个古代版的,哎,也是,就是说提出了一个伟大的理论。

当这一切在数学上都完美无缺的时候,当这个理论它带来了一些现实效应的思考的时候,基于当时的各种条件,可能科学家觉得在地球上做不了,或者说因为测量精度的问题。

还没有办法去做,但是依然是会有后人前夫后继的,可能花几十年甚至上百年的时间去等待机会去验证。结果最终仅仅是为了证实这个理论,它是可行的,而离开了实验的证据。

再精美的理论,它都是停留在假说阶段的,都是学说,而只有实验的观测结果。

出现了确凿了,经过反复验证,论证证实了这才是科学。

这一段话深刻的听出徐总老师对科学真诚的热爱来,组长四处有人工掌伤,是不是?其实我觉得这个也是借我们的国安大神之笔吧。借我之口,也是向大家传播一个很重要的科学的观念,因为其实在原来是这样的一些,包括对节目的一些涉及到的这个知识点的这个讨论当中。

首先,我们虚心接受我们在节目当中确实犯下的一些错误,比如说我们的口误,比如说我们引述了一些过时的观点。

但是,关于有一些悬而未决的他还是停留在假说阶段的争论。其实只要是假说或者是学说,我们是不会给出结论性的论断。没错,我们都是开放式的。那么如果说大家愿意相信假说a假说b假说c,那我们也欢迎大家一起来投。 但是如果这个事情他还没有经过确凿的实验证据证实以及反复对这个实验本身进行验证的话,那么。

他还称不上是科学理论。

当然,我们可以等待未来一定会有一个大神在天使地利人和的条件下,让这个假说变成一个科学,其实之前也采访过这个实验。物理学家。

他其实也提到过,就是理论物理学家忽然非常重要,但是没有实验去证实一切的理论都只是空中楼阁,嗯,这就是科学的大厦是怎样建成的,所以这个才是我们今天的主题啊。

只是一个非常长的故事,那么以后原来是这样,可能有机会还会和大家分享更多的呃。关于科学探索的一些故事。

有一些听上去挺枯燥,但仔细去回味,你会发现他们中间涉及到的这种科学方法,其实从计算上可能超过了一些朋友的这个知识储备,但是从思想上有的时候,他就是很巧妙,就是想到了这样一个点,把一个很复杂的问题化繁为简。

1.1点去拨开科学的节目。

原来是这样,就是这样,这条垫子说了吧,好了,那么今天再次感谢一下我们的文案。作者皮卡书啊,感觉得出来应该是一位对科学史关注颇深的大神,我还感觉得出来,他还会再一次这算投稿嘛,再一次提交文案的对,这当时就就挖了这样子的一个坑啊。 这个倒是一期我觉得特别好玩的。介于文科和理科之间的。

还是偏理科吧偏理,你觉得我当时觉得偏闻了一点,而不知道这样的形式,大家喜不喜欢啊。如果喜欢的话,其实我们也会不定期的和大家分享一些这样的科学故事。其实最早的就是我们如何照亮世界,那一期也是比较偏科学史的和科学有关的。 那么今天的原来是这样,到这儿倒是真的要和大家说再见了啊,老规矩。

我们用最快的速度和大家案例一下几个互动平台,如果说要找旭东何江文本人嗯,一对一的互动,最直观的是微博对新浪微博搜旭东啊,东市上面一个山,下面一个东嗯,或者搜乖乖猫在军,嗯,这就可以军岛我们两个了啊。

另外呢,在百度贴吧和微信订阅号都可以找旭东刀科学,那么订阅号每周六的内容呢是和本期节目有关,同时呢,还有歌单分别感谢原样图文组和原样音乐组。

最后呢也欢迎大家加入我们的Qq群,这个呢是可以和我们直接互动啊。还有很多小伙伴对,那么我也会不定期的以语音的方式在群里面冒泡,大家也甚至可以跟我对话,这个也是一个比较好的互动的方式。

现在能够加的还是原样刀友会织女,不过这一次织女真的快慢,抓紧时间再赶不上的话,又得等一个新群的开放啊。好了,那么本周的原来是这样,真的就是这样的。

我是徐东,我是姜文代表本次节目的撰稿人批卡书,感谢各位的收听,下周再见。

7000磅。这绝对不是一个小瘦,绝对不是一个小瘦小瘦小瘦。

法国的天文学家皮尔伯格和夏尔玛蒂德拉?

哄打米娜,把这银猴和夏尔玛丽德拉,孔达米拉没了包的妈的妹妹,也不算一个规则的妥球体坑坑洼洼的啊,凹近撒开我的凹近的词,普通话怎么说这熬一块,这熬一块,那儿秃一块凹凸不平,还有这么笑个妹妹第一位?

We know more好的啊,We can make you喂背的抱的慢呗。

Yes i love you but you一,接下来是本期节目的删减内容,这部分可以算是正天的一个后续。

话说未来,那这个以后肯定还会有很多人不断地通过改良测算方式进一步的去精确数据吧。

对,其实刚才我们在节目当中也提到,就是说当时得出的这个数据现在看来其实已经挺精确了。这个误差虽然挺大。

但好歹不是特别离谱,对吧?

那么在后来呢?约翰普莱菲尔就在1811年对歇赫伦山进行了第二次勘测,提出地球的密度值应该是在4560kg每立方米之间。

那么亨利詹姆斯呢在1856年又重做了谢赫伦实验,而实验地呢,则改在了爱丁堡中央的亚瑟王宝作风。

他把测量范围呢扩大至半径,21km就得出了地球密度数值为每立方米5300000g,这个就越来越接近于我们现在测得的这个密度池了。

那么到了2005年又进行过一次实验,你想这已经是几百年后了啊。对那和1774年的实验呢有一点不同。 这个实验呢是不再测量天顶的当地观测差。

而是测量摆在谢赫伦山上,即山下石的周期差。

实验呢,能够非常准确地测量到这一点,这也是有赖于测量技术的不断进步。这些实验仪器的精度它不断地提升。

而摆的周期呢则是记的函数。

既呢是当地的种地加速度虽然摆在海拔高时速度会较慢,但是山的质量呢会使得这个差减少。

那么这项实验得到的地球的平均密度值呢是7500正-1900000g每立方米。 如果说用现代的方法来重新研究地球物理数据。

就可以顾及到1774年实验队五所未能考虑的因素。

由于有了直径120km的数字地位模型,所以对谢赫伦山的地质知识呢也被大幅改进,再加上电脑带来的好处,2007年的一份报告得出,地球的平均密度值是5480。

正负250kg,每立方米。

最后还想和大家说的是,在谢赫伦实验后的第24年,也就是1798年,有一位科学家算出的数据和现代数据误差仅仅只有1.2%。

这就使得我们今天提到的谢赫伦山实验虽然过程。

是费时费钱又费力。

可是它的实验结果对人类的影响他并没有想象中的那么大,因为毕竟他误差了,接近20%,而他的后背其实却用了一个非常简单的方法,完成了对地球密度的测量,而且非常的精确。

这位科学家又是谁,他又用了什么样的方法呢?

这个有机会再和大家说了,居然在最后挖坑。

这个是作者帮我挖点坑啊。

呃,其实这是算地球密度的一种方法,但其实还有其他很多种方法,有了理论的这些工具之后,科学家们其实就可以通过各种各样巧妙的方法来相互佐证彼此的测量结果了。

至少我们现在知道极光不是地球空心露出来的光了,对,呃,这一期节目可能涉及到的一些知识点相对是比较深啊。如果说有兴趣的朋友呢,倒是真的可以去看一看啊。跟万有引力相关的一些知识,以及和地质测绘相关的一些好玩的内容。

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