马格德堡的格里克塑像

作者 高关中（德国汉堡）2024/8/28

空气是否有重量，大气是否有压力，真空是否存在？亚里士多德提出的“自然界厌恶真空”（即自然界不存在真空）的假说，长期以来束缚人们的思想，直到伽利略提出疑问。他的弟子托里拆利进行了大量的实验，实现了真空，并验证了空气有重量的事实。尽管如此，人们各抒已见，众说纷坛。这时一位科学家站了出来，用一个著名的实验证明大气有压力，这就是德国科学家格里克（1602—1686）。

奥托·格里克（Otto von Guericke）1602年11月30日生于马格德堡（柏林西南100多公里），家庭颇富裕。就读于莱比锡大学、耶拿大学和荷兰莱顿大学，学习法律。他于研究法律之余，对于科技实验及数学等，也有浓厚的兴趣。大学毕业后，他曾先后赴英、法两国留学，24岁时才回到故乡。当时的欧洲正卷入三十年战争（1618-1648）的漩涡之中，马格德堡被攻占后，全市烧毁一空，格里克就任工程师，负责重建。1646年，格里克被选为该市市长，一干就是30年，其间被封为贵族。格里克在任上，兢兢业业地工作，不遗余力地架桥修路，建造要塞。此外，他亲自动手种田，以生产当时奇缺的粮食。他一方面从政，一方面从事自然科学的研究，于1650年发明了活塞式抽气机（真空泵）。1686年5月21日，格里克在汉堡逝世，享年84岁。

17世纪50年代，格里克正在担任马格德堡市长。他听到托里拆利的事，又听说还有许多人不相信大气压强；还听到有少数人在嘲笑托里拆利。因此，虽然格里克远离意大利，但他很为托里拆利抱不平。在实验他匆匆忙忙找来玻璃管子和水银，重新做托里拆利这个实验，断定这个实验是准确无误的；再将一个密封完好的木桶中的空气抽走，木桶就“砰！”的一声被大气“压”碎了！1654年他利用到雷根斯堡参加帝国会议的机会，曾在在皇帝面前表演过相关的实验。

格里克用抽气机做了许多关于真空和大气压强的实验。他发现，真空里的火焰会熄灭；鸟在真空里，难过地张开大嘴，拼命吸气，一会儿便死去；鱼也会在真空中死去；葡萄在真空中能保持六个月不变质等等。格里克曾将含有空气的猪膀胱，放入抽气机的钟罩里去，然后将钟罩中的空气抽去，便见到膀胱逐渐膨胀以至破裂。他又在玻璃容器中装入一只正在发出声音的钟，当将容器里的空气抽出后，就听不到声音了。由此证实，声音不能在真空里传播。但光线能穿过真空。

为了引起更多人们的关注。1657年，格里克公开表演了一个惊人的实验。他把两个空心铜半球（直径35.5厘米）紧贴在一起，用自己发明的抽气机抽出球内的空气，然后用两队马向相反的方向拉两个半球，结果用了八对马还没有把它们拉开。这个证明大气压强的著名实验就是在马格德堡市内广场进行的。那两个铜半球后来被称作马格德堡半球。

实验结束后，仍有些人不理解这两个半球为什么拉不开，七嘴八舌地问他，他又耐心地作着详尽的解释：“平时，我们将两个半球紧密合拢，无须用力，就会分开．这是因为球内球外都有大气压力的作用；相互抵消平衡了．好像没有大气作用似的．今天，我把它抽成真空后，球内没有向外的大气压力了，只有球外大气紧紧地压住这两个半球……”。即抽气前，半球的外部压力等于其内部压力等于大气压。但抽气后，半球外部压力大于其内部压力，并且半球内部为真空。就好像大气压“压”住了两个半球。所以这两个半球必须用较大的力才能拉开。

通过这次“大型实验”，人们都终于相信有真空，有大气，使人们真正地见识到了大气压的威力，这彻底推翻了之前亚里士多德无真空的假说，极大地促进了相关科学的发展。我们家中常用的电灯也是真空应用的好例子。在19世纪，通过大量的实践证明在真空中灯丝的寿命更长。

证明大气压强的地方马格德堡（Magdeburg）位于北德平原，地处易北河畔，是个州府城市，现设有一所以格里克命名的科技大学。马格德堡幸存和重建的名胜古迹集中在老城的南北两片。南片以大教堂（Dom）为中心。大教堂西面是文化史博物馆，马格德堡半球和抽气机的复制品就陈列在这里。古城北片的名胜主要有建于17世纪的市政厅。市政厅西北方小广场上塑有格里克的青铜坐像，身旁放着马格德堡半球。当地人民永远缅怀这位政绩卓著的市长和誉满世界的物理学家。