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此前威尔逊得到的基本电荷量数值是1.03x10^-19库伦,后世的精确结果是1.6左右,相差得有点大。
李谕说:“要想用威尔逊的方法做出稳定结果,要花不少时间。再设计新的实验方案,恐怕还要花费数年。”
密立根似乎早就有这个心理准备:“我已经找好助手,并且让学校将教学任务减到最少,势必完成这项研究。因为在所有物理常数中,有两个具有突出的重要性,一个是光速,它出现在理论物理学的许多基本方程之中;另一个则是最终的,或者说是基本的电荷量。”
这是密立根的原话。
但李谕立刻意识到,光速的测量是同在芝加哥大学的迈克尔逊完成;而基本电荷量的测量则由他密立根完成。
这不就一下子把芝加哥大学的地位抬上去了,顺便也能让一直瞧不起美国科学界的欧洲看看。
似乎世界的物理中心瞬间移到了芝加哥。
密立根拿出自己的一些实验结果给李谕看,李谕心中知道基本电荷量的准确数据,所以看了一眼后就说道:“威尔逊的方法已经到达极限,必须改进。我认为最关键的就是实验介质的重新选取。”
密立根问道:“实验介质?”
李谕说:“如果用不能挥发的材料代替以往实验用的水滴或者乙醇,将会明显减少蒸发的影响,从而让实验精度大大提高。”
密立根似乎打了一个冷颤,激动道:“天才的设想!”接着沉思道:“但需要重新制作一套仪器,这件事又比较麻烦……”
密立根油滴实验最关键的地方就是把水滴换成油滴,同时又能够想办法测出极小油滴(甚至小到接近空气分子大小)所带的电荷量。
就算李谕不告诉他,实验物理超级大神卢瑟福很快也会给他这个提醒。
而且李谕对这个实验不感兴趣。
物理专业在本科阶段都会做这个实验,真的超级麻烦,估计七八成的人都是靠改数据通过。
而现在连实验仪器都没有,和之前提到的x射线、放射性研究一样,此时必须先造出精密的实验仪器来才能继续做实验。
密立根后来做实验用的仪器相当之简陋,这还是他花了两年时间才造出来的。
用这套仪器观测起来同样麻烦,有时候仅仅一个油滴的观测就需要五六个小时。
密立根花了七八年时间才完成油滴实验,——而且还有两个为后世所诟病的巨大瑕疵,乃至被很多大佬当成了反面教材。
因为密立根实际上最终得到了140多组数据,但他在提交报告时只选了其中的58组。
在科学实验中很忌讳这一点,因为会掺杂主观臆断。
只要不是人为因素,多大的误差都应该接受,这才是做实验。密立根却删除了自己觉得误差太大的数据。
此后费曼对这件事极力批评,声称完全没有科研精神。
可以发现,此后不少人重复密立根的实验,结果只是与他差一点点;大家觉得密立根是权威,所以都会修改自己数据。
这可给实验物理学开了一个超级不好的头。
费曼在1974年加州理工的毕业典礼中直接称这种做法为“草包族科学”:
“从过往的经验,我们学到了如何应付一些自我欺骗的情况。举个例子,密立根做了个油滴实验,量出了电子的带电量。他的资料有点偏差,因为他用了个不准确的空气黏滞系数。
于是,如果你把在密立根之后、进行测量电子带电量所得到的资料整理一下,就会发现一些很有趣的现象:把这些资料跟时间画成坐标图,你会发现这个人得到的数值比密立根的数值大一点点,下一个人得到的资料又再大一点点,下一个又再大上一点点,最后,到了一个更大的数值才稳定下来。
为什么他们没有在一开始就发现新数值应该较高?——这件事令许多相关的科学家惭愧脸红——因为显然很多人的做事方式是:当他们获得一个比密立根数值更高的结果时,他们以为一定哪里出了错,他们会拼命寻找,并且找到了实验有错误的原因。另一方面,当他们获得