馬德堡半球?qū)嶒?yàn)漫談

1654年5月8日，德國(guó)馬德堡市的市民們看到了一件令人驚奇又困惑的事情：他們的市長(zhǎng)，就是發(fā)明抽氣機(jī)的奧托#8226;格里克，把兩個(gè)直徑40多厘米的空心銅半球緊貼在一起，用抽氣機(jī)抽出球內(nèi)的空氣，然后用兩隊(duì)馬向相反的方向拉兩個(gè)半球，“連16匹馬（拼命掙扎著)都不能把它們拉開，或者只有費(fèi)了很大的勁才能拉開它們，當(dāng)馬用盡了全力把兩個(gè)半球最后拉開的時(shí)候，還發(fā)出了很大的響聲，象放炮一樣。”（引自?shī)W托格里克寫的1672年出版的一本書《在無(wú)空氣空間里進(jìn)行的所謂新的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)》）市民們驚奇得問：“是什么力量把它們壓合得這么緊呢？”“沒有什么，是空氣。”市長(zhǎng)這樣回答。而如果把銅半球上的閥門擰開，空氣經(jīng)閥門流進(jìn)球里，用手一拉球就開了。這就是著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。

馬德堡半球?qū)嶒?yàn)有力地證實(shí)了大氣壓的存在，在物理學(xué)史上占據(jù)十分重要的地位。不僅如此，馬德堡半球?qū)嶒?yàn)還有奇妙的應(yīng)用價(jià)值。大家只要注意觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在我們的周圍經(jīng)常發(fā)生著許許多多形形色色的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。當(dāng)然，這時(shí)的馬德堡半球可能不再是兩個(gè)空心半球，在從中排出空氣時(shí)也許另有高招。但其實(shí)質(zhì)是一樣的，都是大氣壓在起作用。

在玻璃工廠里，搬運(yùn)平板玻璃時(shí)，就用一個(gè)喇叭狀的吸盤壓在玻璃上，然后通過與吸盤相連的抽氣機(jī)將吸盤中的空氣抽出，使其中的氣壓減小，大氣壓就將玻璃緊緊的壓在吸盤上，然后移動(dòng)吸盤，玻璃就隨著一起移動(dòng)。到適當(dāng)?shù)奈恢茫尶諝膺M(jìn)入吸盤，玻璃就與吸盤分開。這與上面的馬德堡實(shí)驗(yàn)的裝置明顯不同，但將其中的空氣排出的方法是一樣的。而下面的例子中，就不用抽氣機(jī)了。

中醫(yī)治病用的“拔火罐”，應(yīng)是有案可稽的最早的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。史料記載，“拔火罐”在公元四世紀(jì)就開始使用了，距今已有一千五百多年，并且一直沿用至今。過去用竹筒或牛角，現(xiàn)在用陶瓷杯或玻璃瓶等，治病時(shí)，將點(diǎn)燃的草紙等放入罐中，罐中空氣受熱膨脹，排出罐外，不等火熄滅，就要將罐口捂緊在患處。罐內(nèi)的火熄滅后，其中的空氣溫度降低，氣壓減小，小于大氣壓，于是大氣壓就將罐緊緊的壓在皮膚上，同時(shí)人體內(nèi)的壓強(qiáng)將該處皮肉壓入罐內(nèi)，從而達(dá)到治療病痛的作用。不難看出，“拔火罐”的操作，有一定的技巧性，何時(shí)捂在皮膚上，要掌握好分寸，否則，會(huì)灼傷皮膚或者是吸得太松影響治療的效果。近幾年出現(xiàn)的“孟氏中藥拔罐”就克服了這種缺點(diǎn)。它是在罐中增加了一個(gè)活塞，活塞與穿過罐底的螺旋相連。使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)螺旋，將活塞推出到與罐口相平，目的是將罐中的空氣排出。然后將罐口捂在患處，接著反向旋轉(zhuǎn)螺旋將活塞拉入罐中，由于罐中空氣幾乎被排空，所以，罐中氣壓很小，大氣壓將罐緊緊的壓在皮膚上。這跟傳統(tǒng)的“拔火罐”相比，操作起來(lái)要簡(jiǎn)便多了，正象其廣告詞中說(shuō)的那樣“會(huì)擰水管，就會(huì)擰拔罐”。

不僅是中醫(yī)，西醫(yī)也會(huì)用到馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。大家見得比較多的是心電圖機(jī)上的吸盤電極，它是一個(gè)凹形的橡皮圓盤，圓盤中心與橡皮球相連。使用時(shí)，擠壓橡皮球，排出球內(nèi)空氣，將電極放在所需的部位，然后放松橡皮球，橡皮球恢復(fù)原狀，球內(nèi)減壓，大氣壓將電極壓在皮膚上。

在我們的日常生活中，也會(huì)經(jīng)常用到馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。家庭使用的塑料掛衣鉤即是，它是一個(gè)凹形的塑料圓盤，將其用力壓在平滑的墻壁上，就將其中的空氣排出，放手后，塑料圓盤恢復(fù)原狀，其中體積增大，氣壓減小，大氣壓就將圓盤緊緊的壓在墻壁上，上面的掛鉤上就可以掛衣服、書包等物品。還有一種玩具槍，它的子彈的前端就帶有一個(gè)凹形的橡皮吸盤，射出的子彈可以吸附在目標(biāo)物上，與塑料掛衣鉤的道理一樣。

很多家庭中使用的鋼化玻璃茶幾的四條腿上端也各有一個(gè)凹形的橡皮圓盤，將茶幾面放在上面，就擠壓圓盤，將其中的空氣排出。移動(dòng)茶幾時(shí)，抬起茶幾面，圓盤恢復(fù)原狀，其中體積增大，氣壓減小，大氣壓就將圓盤緊緊的壓在茶幾面上。當(dāng)然，圓盤的大小經(jīng)過計(jì)算，可以使之受到的大氣壓力，足以承擔(dān)四條腿的重力，從而，保證能帶動(dòng)茶幾腿一起移動(dòng)。大家可能見過一種魔術(shù)——空手吸盆。道理與此差不多，表演時(shí)，在表演者的手和盆之間就藏著一個(gè)凹形的橡皮圓盤。

不過，應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，人確實(shí)能空手將物體吸起來(lái)，有人就在中央電視臺(tái)展示過。

2006年11月26日，CCTV-2《想挑戰(zhàn)嗎》。一位叫洪國(guó)斌的挑戰(zhàn)者，挑戰(zhàn)項(xiàng)目是用口、鼻、耳同時(shí)吹破五個(gè)氣球。之前，露一小手時(shí)，展示了用手吸起了自制的金屬杯（質(zhì)量是1.5kg，據(jù)說(shuō)最高紀(jì)錄是7.5kg）。2007年2月4日，同樣是在《想挑戰(zhàn)嗎》中，一位來(lái)自湖北的叫謝社平的挑戰(zhàn)者，也是在露一小手時(shí)，也表演了空手吸物，用的是一種飲料瓶，飲料瓶瓶口朝下，下面吊著兩個(gè)滅火器，將手壓在瓶底上，然后將手提起，就可將飲料瓶連同滅火器一起提起來(lái)。其實(shí)，這也是一個(gè)馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。大家看一下自己的手掌，多象一個(gè)凹形的圓盤。表演者將手掌緊緊的壓在杯蓋（瓶底）上，將手和杯蓋（瓶底）之間的空氣排出，然后將手盡量的向上凸起，其中氣壓減小，大氣壓就將金屬杯（飲料瓶）緊緊的壓在手上，可隨手一起移動(dòng)。手的直徑大約10cm，與正宗的馬德堡半球所用的銅半球比較可知，理論上這時(shí)的大氣壓力可與半匹馬的拉力相當(dāng)。所以，上述表演是符合物理原理的。不過，這要經(jīng)過一定的訓(xùn)練，所以，不是任何人隨便都能做到的。

有道是“只有想不到，沒有做不到”，有人更富想象力，居然打起了自己的肚皮的主意。

曾在多家報(bào)紙上看到，一男子將拴有繩子的金屬碗扣在肚皮上，繩子的另一端系在一輛2噸重的桑塔納汽車上，該男子可用肚皮拉著汽車移動(dòng)。至于是如何將空氣排出的，文中沒說(shuō)。后來(lái)，在2007年2月10日，CCTV-2《正大綜藝#8226;吉尼斯中國(guó)之夜》中看到一個(gè)節(jié)目，在上海外景地，一位叫劉剛的10歲男孩，據(jù)說(shuō)是挑戰(zhàn)一位德國(guó)人的項(xiàng)目。將拴有繩子的金屬碗扣在肚皮上，劉剛將自己的肚皮壓入碗中（據(jù)劉剛自己說(shuō)，這是一種氣功），就將碗中的空氣排出（想來(lái)前面那位用肚皮拉車的男子也是用的這種方法），然后，收縮肚皮，使碗中體積增大，氣壓減小，大氣壓就將碗緊緊的壓在肚皮上。繩子的另一端系在直升機(jī)上，用直升機(jī)將人吊向空中。可惜挑戰(zhàn)失敗，在直升機(jī)將人吊起后，55s的時(shí)候人碗脫離。從理論上說(shuō)，這也是有道理的，觀察所用的金屬碗直徑大約有20cm，與馬德堡半球?qū)嶒?yàn)所用的銅半球比較，如將空氣排凈，要將人和碗拉開，需兩匹馬。問題是這里排氣不好，剩余的空氣過多。