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第五章 电和磁的知识

第五章 电和磁的知识 一、琥珀与静电知识

琥珀是一种透明树脂化石,属非晶态物质。考古发掘的历代琥珀甚多。早在殷代,人们将琥珀、绿松石、玉和骨的制品串联在一根绳线上,当作装饰品。在河北定州43号汉墓中发现琥珀被雕成鸟、兽、蛙等动物形象,共24件,均为玩赏品;此外,还有琥珀坠、琥珀珠。在洛阳伊川鸦岭唐齐国太夫人墓中出土了雕刻成鸟形、云形、飞凤、雁首的琥珀饰,值得注意的是,还有琥珀做成的梳脊。1970年,在西安南郊何家村发现了唐代遗留下来的大量的贵重药物,其中就有琥珀(见图5-1)。

图5-1 唐代琥珀药材

琥珀,古籍中常作“虎魄”“虎珀”。从历代琥珀文物看,大多用作装饰品或玩物。由此人们会立刻想到玩赏琥珀制品时可能产生的静电吸引现象。尤其是将它制成梳脊,在梳理头发时极易与人的头发、皮肤摩擦而起静电。头发将飘竖起来,甚至会发出闪闪光亮与爆裂放电声。静电现象由此发现,静电知识由此产生。

《三国志·吴书·虞翻传》裴注:

(虞)翻少好学,有高气。年十二,客有候其兄者,不过翻。翻追与书曰:“仆闻虎魄不取腐芥,磁石不受曲针,过而不存,不亦宜乎。”客得书奇之,由是见称。①

这段文字旨在描述少年虞翻的才气。然而也透露出人们已有一定的静电、静磁知识。人们已知琥珀经摩擦后能吸引芥草,磁石能吸引铁针。但是,一旦芥草腐烂了,即其中含有水分,带静电的琥珀就不能吸引它。以现在的电学语言说,含水分的芥草已成为导体,自然不能被静电吸引。同样,磁石并不吸引由软金属制成的容易被弯曲的针,例如黄金制成的针。访客见少年虞翻如此书写便条,自然感到惊奇。而虞翻书中一个“闻”字,表明当时人们已普遍知道静电、静磁的知识。

此后,琥珀的静电现象成为人们判别真假琥珀的标准。明代李时珍《本草纲目》引刘宋时期雷斅《炮炙论》说:

琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也。

《本草纲目》引南朝陶弘景《名医别录》说:

有煮毈鸡子及青鱼作(琥珀)者,并非真。惟以手心摩热拾芥为真。

(duàn)鸡子”指孵不出小鸡的鸡蛋。“青鱼”即鱼籽。它们外表似琥珀,但不是琥珀。李时珍说:

琥珀拾芥,乃草芥,即禾草也。雷氏(即雷斅)言拾芥子,误矣。

类似记载,举不胜举。需要指出的是,芥子比草芥稍重,但只要静电力足够大,干燥的芥子也能被琥珀吸引。雷斅之言并不误。雷斅用布摩擦琥珀可能比平常用手产生的静电强,因此他发现了吸引比草屑(芥草)更重的草籽(芥子)的现象。

同琥珀类似,人们也发现了玳瑁的静电吸引现象。玳瑁,是一种类似龟的海生爬行动物,其甲壳也叫玳瑁。古籍中常写为“瑇瑁”“瑇瑂”“顿牟”等。王充在《论衡·乱龙篇》中写道:

顿牟掇芥,磁石引针,皆以其真是,不假他类。他类肖似,不能掇取者,何也?气性异殊,不能相感动也。

晋代司空、文学家张华在其《博物志》中最早记述了以梳子梳理头发时静电放电的闪光与声音。他说:

今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声。

梳头的梳子,当然是干燥的木梳、漆木梳或如前述琥珀梳。木梳与漆木梳在历代墓葬中屡有出土。丝绸是古代中国的象征。穿着丝绸或皮裘的人,在夜晚或漆黑处猛然解扣脱衣服时,常见其静电闪光,并听到放电的声音。张华客观、如实地记下了这一现象,但这一现象在当时并不为人们普遍了解。《晋书·五行志》记载了这样一件事:晋永康元年(300年),即张华卒年,晋惠帝司马衷纳羊氏为后。羊氏入宫就寝,侍人为其解脱衣服。或许是一时解脱过猛,或许是侍人将脱下的衣服抖了一抖,“衣中忽有火,众咸怪之”。这个自然现象被当成一件怪事从后宫传出,又被史学家记于《晋书·五行志》中。古代中国如此,古代欧洲也如此。17世纪,英国科学家玻意耳(R. Boyle,1627—1691年)曾在一个戴假发的小姐头上看到假发竖起,亦感到惊奇。一向腼腆的玻意耳大胆要求在这位小姐头发上做实验,从而发现假发与手摩擦产生静电吸引现象。

在张华之后,唐代段成式发现猫毛、宋代张邦基发现孔雀毛、明代张居正和都卬分别发现貂皮及绫罗绸缎等物体的摩擦起电现象,他们都看见了放电火光并听了声音。

顺此,我们转录一个鬼故事。它是南宋初年人郭彖在其《睽车志》卷六中讲述的。该故事以静电知识为据,大胆地反对宗教迷信。郭彖写道:

刘先生,河朔②人,年六十余,居衡岳③紫盖峰下。……尝至上封④,归路遇雨,视道边一冢有穴,遂入以避。会⑤昏暮,因就寝。夜将半,睡觉⑥,雨止,月明透穴,照圹中历历可见。甓甃⑦甚光洁。北壁惟白骨一具,自顶至足俱全,余无一物。刘方坐起,少近视之,白骨倏然而起,急前抱刘。刘极力奋击,乃零落堕地,不复动矣。刘出,每与人谈此异。或曰:此非怪也。刘真气壮盛,足以翕附⑧枯骨耳。今儿童拔鸡羽置之怀,以手指上下引之,随应;羽稍折断,即不应。亦此类也。

“枯骨抱人”,是鬼怪小说中流传极广的故事。在当时的历史与文化背景下,故事的作者不可能直接指出它的荒诞,但他将故事最后归结为静电感应现象却令人佩服不已。鸡毛与人的皮肤摩擦会起电,然后因静电吸引,鸡毛随手指上下移动。故事作者以一种科学现象粉碎了可怖的鬼神之说。

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