1 庫侖定律的研究歷程

牛頓在1687年發(fā)表萬有引力定律，在物理學(xué)上引入了非直接接觸的作用力。

人們明白電力隨距離r的增加而迅速減小。大約在1760年，已知一個(gè)形狀不規(guī)則的物體表面電荷分布不均勻，而形狀相似則電荷分布相同，受此啟發(fā)加上幾何學(xué)推理，電力定律得出F∝1rn而決不是F∝a-kr和F∝1rn+1rm形式。

1760年伯努利猜測(cè)指數(shù)n=2，他沒有證明這個(gè)猜測(cè)。

1766年氧氣的發(fā)現(xiàn)者瑞斯特里得知一個(gè)事實(shí)：金屬杯里的軟木球完全不受杯子帶電的影響。按照牛頓的研究結(jié)果，地球如果是空心圓球，那么地殼內(nèi)無論什么地方物體都不會(huì)受地心引力作用。他類比得出應(yīng)該是F∝1r2，他對(duì)帶電的均勻空心球殼內(nèi)檢驗(yàn)電荷所受電力為零作了證明，但沒有考慮和推廣至帶電金屬杯不是球體的情況。1767年在倫敦發(fā)表了他的結(jié)論，也許是因?yàn)樗麑?duì)自己的主張論證不夠充分，似乎沒有受到同時(shí)代的其他科學(xué)家的注意。

1769年愛丁堡的科學(xué)家魯賓遜通過實(shí)驗(yàn)得出指數(shù)n=2.06。

此后，卡文迪許把注意力轉(zhuǎn)移到該問題上。他通過巧妙的半球封閉實(shí)驗(yàn)揭示了靜電荷是分布在導(dǎo)體表面的性質(zhì)，然后又改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證了靜電力的平方反比定律，并估計(jì)了他的結(jié)論的精確限度，宣稱n一定在1.98~2.02之間，1773年底前他雖完成了一系列實(shí)驗(yàn)，但沒有把它發(fā)表。

庫侖在1788年和1789年發(fā)表了一系列有關(guān)電力定律的研究論文，他發(fā)明了庫侖扭秤并用兩種截然不同的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)了他的研究結(jié)果。

1838年法拉第，1870年麥克斯韋等科學(xué)家用更靈敏的電荷檢測(cè)器重復(fù)了卡文迪許的實(shí)驗(yàn)，得出了指數(shù)n介于1.999 9和2.000 1之間。

1936年普林斯頓和勞頓進(jìn)一步證明n介于1.999 999 999 9~2.000 000 001之間。

2 庫侖定律的發(fā)明認(rèn)定

縱觀以上研究歷程，庫侖既不是第一個(gè)做這種實(shí)驗(yàn)的人，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果也不是很精確，歷史卻認(rèn)定電力定律叫庫侖定律，這就是科學(xué)發(fā)明上常遇到的問題——科學(xué)家的優(yōu)先權(quán)。能否取得科學(xué)的領(lǐng)先權(quán)要看其所發(fā)表的科學(xué)成果是否為他人所利用。

卡文迪許雖然在自己的筆記本中早已記下了他那卓越的記錄，但從未發(fā)表過他的實(shí)驗(yàn)方法和研究成果，因此他失去了領(lǐng)先權(quán)，直至一個(gè)多世紀(jì)后在1819年麥克斯韋才使他的實(shí)驗(yàn)筆記重見天日。麥克斯韋指出“這些論文證明卡文迪許幾乎預(yù)料到電學(xué)上所有的偉大事實(shí)?！贝送?，他還是最著名的化學(xué)家，是發(fā)現(xiàn)水的構(gòu)成元素的科學(xué)家之一；是用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了萬有引力定律，被譽(yù)為第一個(gè)“稱量地球”的人。由于他的謹(jǐn)慎內(nèi)向，致使這些極其重要的成果都自我保留起來，在科學(xué)史上成為了一個(gè)很大的遺憾！

庫侖卻對(duì)此寫出了一系列很系統(tǒng)的科學(xué)論文。他詳細(xì)描述了使用的儀器，可能造成誤差的原因，最重要的是利用了截然不同的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)他的結(jié)論。庫侖使用的第一個(gè)方法是扭秤靜力學(xué)法測(cè)靜電斥力，第二個(gè)方法是“電擺”動(dòng)力學(xué)法測(cè)靜電引力，這樣證明的定律很充分。

法拉第、麥克斯韋等科學(xué)家所做過的實(shí)驗(yàn)，只是提高了n的精確性，雖然這也是十分重要的，然而就科學(xué)上的重要性（包括普及性和綜合性）而論，庫侖的理論和實(shí)驗(yàn)都是杰出的，因而電力定律應(yīng)該叫做庫侖定律。

(欄目編輯鄧 磊)