亨利·卡文迪許（Henry Cavendish，1731年10月10日-1810年2月24日），英國化學家、物理學家，氣體化學奠基人。
卡文迪許出生在尼斯的一個貴族家庭，他的父親查理·卡文迪許為英國公爵的后裔，在卡文迪許兩歲時，他的母親去世。1742-1748年，卡文迪許在倫敦附近的海克納學校讀書。1749-1753年間，卡文迪許在劍橋大學彼得學院學習。1753年，卡文迪許前往巴黎留學，主要研究物理學和數學。之后在倫敦定居，卡文迪許便在他父親的實驗室中當助手，進行大量的電學和化學研究。1760年，卡文迪許被選為倫敦皇家自然知識促進學會會員，之后還成為法國科學院的18名外籍會員之一。1766年，卡文迪許在嚴格保持溫度和壓強條件的前提下，制得氫氣并測定其密度并發表了論文《論人工空氣》，獲得皇家學會科普利獎章，六年后獨立地發現氮。1798年，卡文迪許通過扭秤實驗驗證了萬有引力，從而確定了引力常數和地球的平均密度。1810年2月24日，卡文迪許于倫敦逝世，享年79歲。
卡文迪許為發現水的元素組成和氫氣的存在及其性質的科學家之一，用實驗證明空氣中存在惰性氣體。卡文迪許通過將堿溶解在酸中，發現二氧化碳的存在。在物理方面，卡文迪許發現兩個帶電體的相互作用，先于歐姆發現導體兩端的電壓與通過它的電流成正比，還研究了熱現象。用扭秤實驗驗證萬有引力定律，并確定引力常數G為（6.754 +0.041）x10-8dyn·cm2/g2，和地球的平均密度是水密度的5.481倍（21世紀數值為5.517，誤差為0.65253%左右），因此被稱為“能稱出地球質量的人”。
人物生平
早期經歷
1731年10月10日，卡文迪許出生在撒丁王國尼斯。卡文迪許的父親查理·卡文迪許為英國公爵的后裔，因卡文迪許的母親身體體質原因，更加喜歡法國的氣候，才搬到法國定居。在卡文迪許兩歲時，他的母親Ann Grey去世，她是肯特公爵的第四個女兒，使得卡文迪許形成一種孤僻和羞怯的性格。
科研生涯
1742-1748年，卡文迪許在倫敦附近的海克納學校讀書。1749-1753年間，卡文迪許在劍橋大學彼得學院學習，只因其在畢業前幾天離開劍橋，便沒有得到畢業文憑和學位。1753年，卡文迪許前往巴黎留學，主要研究物理學和數學。之后在倫敦定居，卡文迪許便在他父親的實驗室中當助手，進行大量的電學和化學研究，參與實驗研究持續50年之久。1760年，卡文迪許被選為倫敦皇家自然知識促進學會會員，1803年成為法國科學院的18名外籍會員之一。
1766年，卡文迪許發表第一篇論文，表示所謂人工空氣，指非彈性地含在其他物體里的任何氣體，并可由人工方法提取，卡文迪許還因此獲得皇家學會的科普利獎章。1771年，卡文迪許發表一篇關于電學的論文，在初稿里，為表達電子氣壓力的狀態引進“壓縮”這個名詞。雖然在發表的理論里他刪去此措詞，但他保留這樣的看法：一個物體里的電子氣類似于一個容器里受壓縮的氣體。這是卡文迪許理論的中心思想。電子氣彈性流和氣體彈性流也有本質差別。他證明電子氣并不遵循牛頓的氣體粒子的力學定律，即氣體粒子的一次方反比定律。
卡文迪許在彈性氣體課題上，較為重要的成果為1784年發表的關于水由兩種氣體組成的論文，卡文迪許發現，易燃空氣和普通空氣點爆時，所有的易燃空氣和五分之四光景的普通空氣轉變為露珠，而此種露珠為純凈的水，從而確定水不是一種元素而是化合物。
從1784年開始，卡文迪許便開始發表關于天文學方面的論文。其中有四篇成果較小，它們涉及極光的高度、印度民歷的制訂、航海天文的計算以及圓形天文儀的分標。影響較大的一篇關于地球密度的測定，發表于1789年，那時卡文迪許將近七十歲。此項研究被稱為卡文迪許實驗，此實驗使用一架靈敏度很高的扭秤來測算引力常數。1803年，卡文迪許成為法國科學院的18名外籍會員之一。
逝世
1810年2月24日，卡文迪許于倫敦逝世，終身未婚，享年79歲。卡文迪許留下大筆遺產，其中一部分由他的家族在1871年捐贈給劍橋大學，劍橋大學用此筆錢建立卡文迪許實驗室。
研究發現
化學領域
氣體研究
可燃氣體
卡文迪許在1766年發現，鋅與硫酸反應會生成鹽以及“可燃空氣（氫氣）”：，卡文迪許首次系統地研究了所產生的氣體的特性，例如密度，并發現其與“火空氣”燃燒形成水：H2O，之后卡文迪許在倫敦皇家學會哲學學報中發表此發現。
卡文迪許仔細地鑒別幾種人工空氣的重量，他的工作和約瑟夫·布萊克對固定空氣（二氧化碳）的研究，都對當時認為自然界里只有一種單獨空氣的說法提出有力的異議。卡文迪許把鈣溶于酸來產生固定氣體，把金屬溶于酸使易燃空氣逸出，他又收集動物和植物腐爛發酵而產生的氣體。他收集氣體的方法為把一個注滿水的瓶子（收集溶于水的固定空氣時則注滿汞）倒置在一盆水（或汞）中。從倒置的瓶中引出一根管子通到裝有試劑的另一個瓶子里。收集到空氣后，他觀察它們的易燃性、溶水性和比重。他發現，固定空氣比普通空氣重1.57倍，易燃空氣比普通空氣輕11倍。卡文迪許指出，腐爛有機物質發出的混合氣體含有一種較重的易燃空氣。
空氣的組成
在證明水并非單獨元素的論文中，卡文迪許還解釋自己的其他發現：空氣（無論在大氣中任何地方采樣，其成分保持不變）由五分之四的氮氣和五分之一的氧氣組成。在實驗中，通過電火花產生的“爆炸”對空氣進行分解，得出發現：初始質量中始終存在約百分之一的殘留物不能進一步加以分解。
卡文迪許把一根玻璃管充滿空氣，再讓一陣小型的人造閃電——電火花通過它，發現空氣的兩種成分：氧和氮，就在電的影響下互相化合，而產生一種窒息的新氣體。到后面，管中的氮就幾乎全部跟氧化合而生成一種窒息的氣體，被堿溶液吸收掉。但有一個極小的氮氣泡，一直留在玻璃管里。卡文迪許再三往玻璃管里再加氧，并放入電火花，都不再產生那窒息的氣體。那個扁豆般大的小氮氣泡，一直漂在溶液上面，怎樣也不肯同氧化合。卡文迪許得出一條結論：空氣里的氮不是單一的，當中約有1/120，跟主要部分的特質絕不一樣。可見氮并不為單一的物質，而為兩種物質的混合物。”在同一連串實驗中，卡文迪許通過在水中溶解一氧化氮，還發現了硝酸。
發現二氧化碳
1777年，卡文迪許發現哺乳綱呼出的空氣會轉化為“固定空氣”（二氧化碳）（與木炭燃燒后產生的氣體相同），而不是約瑟夫·普里斯特利預測的“炎性空氣”。此外，卡文迪許通過將堿溶解在酸中，由此產生二氧化碳，并將其與其他氣體一起收集在倒置在水或汞上的瓶子中。然后，他測量了它們在水中的溶解度和比重，并記錄下它們的可燃性。他還發現普通空氣中，若固定空氣（二氧化碳）的含量占到總體積的1/9，燃燒的蠟燭在其中就會熄滅。
發現惰性氣體
1785年，卡文迪許發現，空氣中含有一小部分（略低于1%）的化學活性低于氮氣的物質。1894年，蘇格蘭化學家威廉·拉姆齊爵士與瑞利合作分離出這種氣體，這種氣體被證明是一種新元素——氬。
水的組成
卡文迪許在彈性氣體課題上較為重要的成果為1784年發表的關于水由兩種氣體組成的論文。沃爾蒂曾用電點燃封閉容器里普通空氣和易燃空氣的混合物，記錄下損失的重量，認為重量損失為由不可忽略的逃逸的熱量引起的。沃爾蒂和普里斯特利觀察到了附著在容器內壁上的露珠，但普利斯特利忽視此一實驗事實。卡文迪許便仔細地重復此實驗，發現一種露珠，但并未發現重量損失。他便去尋找普通空氣和易燃空氣一起燃燒時普通空氣減少的原因。隨后終于發現，易燃空氣和普通空氣點爆時，所有的易燃空氣和五分之四的普通空氣轉變為露珠，而此種露珠為純凈的水，從而確定水不是一種元素而是化合物。
其他研究
1760年，卡文迪許被選入皇家學會，他最先的化學研究為關于三氧化二砷，卡文迪許通過砷酸鹽制取和砷[shēn]酸；同時他也研究了酒石酸鹽，制得了酒石酸。但由于他對榮譽看得很輕，所以對于發表實驗結果以及得到發現優先權卻很少關心，關于這兩個研究的實驗報告卡文迪許都只是身邊的朋友知道，并未正式發表，一直到瑞典化學家卡爾·舍勒制得砷酸和酒石酸。
物理領域
電學研究
卡文迪許在實驗中證明電子氣并不遵循牛頓的氣體粒子的力學定律，即氣體粒子的一次方反比定律。因而卡文迪許的電學研究表明：與通常的信念相反，自然界里存在著必須用不同的力學定律來描述的彈性流。卡文迪許一開始便傾向于平方反比定律，他假定電子氣的彈性粒子之間的作用相互排斥的，而它們與所有其他粒子之間的作用則是相互吸引的，其力隨距離的某次方（小于3次方）成反比；根據對稱性，所有其他物質的粒子之間的作用也相互排斥，而它們與電子氣的粒子之間的作用則相互吸引，并遵循相同的力學定律。
卡文迪許對電的研究直截了當地表達和部分證明了艾薩克·牛頓對未來自然哲學的設想。根據某些現象，卡文迪許導出兩個粒子之間靜電相吸和靜電相斥的確切定律，并由此定律推知大量新的定量電現象。卡文迪許還在邁克爾·法拉第之前證實，電容器的電容取決于介于它的兩板之間的物質。
卡文迪許曾把49個萊頓瓶組成電容器組，發現含有321000“電時”的電容（約1/2微法）。還曾測其他幾種物質的電容率，例如，他得出石蠟的電容率為1.81到2.47，而現代對石蠟的電容率的測得值為2.1。卡文迪許用實驗揭示靜電荷為分布在導體表面的性質，還用實驗精確地驗證點電荷之間的靜電力跟距離的平方成反比的規律，并確認不會與此比率相差1/50以上。
稱量地球
1798年，卡文迪許設計出一臺靈敏的扭秤，便以此進行扭秤實驗，且推算出地球的質量為5.98×1024千克，約為60萬億億噸，且推算出引力常數G為（6.754 +0.041）x10-8dyn·cm2/g2，使萬有引力不再為一種概念性的陳述，而為一條定量的適用于地面上一切物體的精確定律。
卡文迪許將兩邊系有小金屬球的6英尺木棒用金屬線懸吊起來，這個木棒就像啞鈴一樣。再將兩個350磅重的鉛球放在相當近的地方，以產生足夠的引力讓啞鈴轉動，并扭轉石英絲。然后用自制的儀器測量出微小的轉動角。他測出萬有引力恒量的參數，測量結果驚人的準確。卡文迪許用扭秤實驗測定了引力常量，不僅用實驗驗證出萬有引力定律的正確性，而且應用引力常量還可以測出地球的質量，卡文迪許也因此被稱為“能稱出地球質量的人”。
導體
卡文迪許先于歐姆發現導體兩端的電壓與通過它的電流成正比，并且此發現為卡文迪許在當時還無法測量電流強弱的條件下，用自己的身體作為一只測量電流的儀表得出此正確的結論的。卡文迪許當時用手指抓住電極的一尚，根據僅僅為手指，還為手指到手腕，或者為手指一直到肘關節都感到電振，從而估計出電流強弱。
熱現象
卡文迪許還研究熱的現象，他用硫、炭和玻璃等做實驗，發現給它們相同的熱量，溫度卻不一樣。從而他得出結論：各種物質加熱到一定溫度時，所需要的熱量各不相同。此結論對后來發現比熱定律有著重要意義。
發表論文
獲得榮譽
人物評價
英國物理學家約翰·亨利·坡印亭（John Henry Poynting）曾在《地球》一書中評價卡文迪許：“卡文迪許實驗開創了測量弱力的新時代。”
英國化學家漢弗里·戴維（Humphry Davy）曾評價卡文迪許：“他對于科學上的一切問題都有明晰而高深的見地，并且在討論時所發表的意見異常精辟......他的名字將來比現在會更受人尊敬。在日常生活里，或在人們經常的討論中，這位偉大科學家的名字當然不會提到的，但在科學史上他的光輝將和天地共存。”
個人軼事
性格孤僻
卡文迪許善于抓緊時間，集中精力去學習。且由于長時間地讀書學習，導致其性情孤僻、不善交際，為此，很多人稱他為“科學怪人”。他不肯浪費點滴時間，一心都用在研究上。卡文迪許沉默寡言，對慕名來訪的客人常常一言不發陪坐在旁，腦中想著科學問題，使一些幫閑文人尷尬掃興。例如有一次在一位朋友家做客時，席間有兩位客人大贊他的才華和他在科學上的成就，卡文迪許充耳不聞，沒有給出任何反應。當看到人們詢問的目光時，他驚得手足無措，接著再也無法忍受，順著小路飛奔而去，出了大門，連前門也顧不得關上，幾個小時以后，才被勸說回家。
卡文迪許不喜歡和女人接觸，他覺得談戀愛太浪費時間，所以一直都沒有結婚。當時，卡文迪許家中有一位女仆負責他每天的飲食，他就將菜單寫好放在餐桌上，等他離開之后，女仆才能夠進來，按照菜單準備好飯菜。等女仆把飯菜擺放好離開，他才進來吃飯。女仆在他家工作很多年，卡文迪許都沒有和她說話。
專注研究
克拉法姆公地為卡文迪許喜歡常住的地方，后來還改為他的工作室和實驗室，為便于隨時都進行實驗，他不僅把客廳改成實驗室，并且在臥室里床邊都安裝許多實驗儀器。他有大量線書，且十分珍惜自己的藏書，整理得井井有條。無論別人向他借閱，或自己在書架上取走一本書，都要嚴格辦理登記手續。書從哪兒取下，必須歸還原處。卡文迪許一生涉足社交的地方只有兩處：第一處為倫敦皇家自然知識促進學會的的聚會，第二處為去參加班克斯爵士每星期日晚上宴請倫敦各科學家的宴會。
卡文迪許對科學研究的全神貫注，已經達到一定的程度，并且連10000英鎊為多大的金額他都好似已經忘記。一次，卡文迪許的仆人因為生病生活困難便向卡文迪許借錢，卡文迪許毫不猶豫地開出一張10000英鎊的支票遞給仆人，給仆人之后還詢問錢夠不夠用。
不圖名利
卡文迪許在1783年他父親逝世時得到一大筆遺產，不久他的一位姑母逝世，又留給他一大筆遺產。自此，他便成為俾奧所說的“一切有學問的人當中最富有的；一切最富有的人當中最有學問的”。但卡文迪許一生所過的生活都很樸素，一心撲在科學研究上。卡文迪許總穿著過時的衣服，同往時英國紳士所穿的式樣相仿。他為瘦長個子，戴著長長的假發，再帶上有卷邊的帽子，穿著灰綠色的大衣，頸戴高領，上衣套著有約花的袖口。
后世紀念
卡文迪許生前在物理學方面發表的論文為數極少。19世紀中葉，英國物理學家開爾文勛爵在查閱皇家學會檔案時，發現卡文迪許的許多手稿。后來，英國著名物理學家詹姆斯·麥克斯韋花費他一生中最后的5年時間，整理卡文迪許留下的大量資料、實驗記錄和文稿，并于1879年出版了《尊敬的享利·卡文迪許的電學研究》一書，才使后人得以了解他的工作和成果。
卡文迪許實驗室即為劍橋大學的物理系，由電學之父詹姆斯克拉克·麥克斯韋于1871年創立，1874年建成實驗室。為紀念偉大的物理學家、化學家、劍橋大學校友享利·卡文迪許而命名為卡文迪許實驗室。劍橋大學時任校長威廉·卡文迪許（第7代維克多·卡文迪許）為卡文迪許的親屬。詹姆斯·麥克斯韋而后獲聘為劍橋大學第一任卡文迪許物理教授。由于麥克斯韋的崇高地位和卡文迪許實驗室的光輝歷史，卡文迪許物理教授已成為如盧卡斯數學教授般備受尊敬且代代相傳的榮譽頭街。實驗室的研究領域包括天體物理學、粒子物理學、固體物理學、生物物理學。卡文迪許實驗室為近代科學史上第一個社會化和專業化的科學買驗室，催生出大量足以影響人類進步的重要科學成果，包括發現電子、中子，發現原子核的結構，發現脫氧核糖核酸的雙螺旋結構等，為人類的科學發展做出舉足輕重的貢獻
參考資料 >
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