类比法与库仑定津的确立

                                                      李秉铎

   已知：A具有甲、乙、丙、丁四种属性，B具有甲、乙、丙属性。

   推理：B可能具有丁属性。

   上述过程就是一个类比推理的过程。

   类比是科学认识的一个重要方法。客观世界存在着的相似性，为人类提供了由已知事物而探索未知世界的钥匙。

   荷兰物理学家惠更斯曾运用类比法，提出了光波的概念。光和声这两类现象具有一系列相同的性质：直线传播，有反射、折射现象。而声具有波动性质，他由此推论出光也具有波动性质。英国物理学家卢瑟福将原子内部的结构和太阳系的结构相类比，提出了原子的核式结构模型。在许多重大的科学发现中，我们都可以看到类比思维的影子。

   库仑定律的发现是运用类比法的一个生动例证。库仑定律是静电学中第一个定量的基本规律，在电磁学的发展史中占有极为重要的地位。

   牛顿曾经把万有引力、电力和磁力列为同一类型的力，认为它们都服从于距离平方的反比定律。后来不少科学家都由万有引力与静电力的某种相似性推断电荷之间的作用力也是和它们之间距离的平方成反比，其公式的形式和万有引力定律相似。但这只是一种可能性的推理，带有很大的不确定性，所以必须通过实验证明结论是否真实。

   1750年前后，彼得堡科学院的埃皮努斯在实验中发现，两电荷之间的距离减小，吸引力和排斥力便增大。1766年美国科学家富兰克林最早观察到放在金属杯中的软木小球，完全不受金属杯上电荷的影响，但他不明白这一现象的意义。他把观察到的现象写信告诉他在德国的朋友普里斯特列，希望他重做此实验，并确认这一事实。同年，普里斯特列做了这一实验，证明了空心的带电导体对于空腔内部的电荷没有电力的作用。他立即想到这一现象与万有引力情况非常相似，放在均匀物质球壳内的物体不会受到来自壳体本身物质的作用力，因此，他猜测电力与万有引力有相同的规律，这是一项重要的发现。可惜的是，这一发现在当时并未引起科学家们的重视。

    1785年，库仑借助于他自巳发明的精巧扭秤直接测量了同号电荷间的斥力遵从平方反比定律。接看又采用了小球振荡法实验，证明了静电吸引力也与距离平方成反比。库仑的工作得到了普遍承认，并以他的名字来命名这一定律。

库仑定律的确立遵循了：类比－科学假说－实验验证的过程。由万有引力和静电力的类比，提出假说，最后用实验来验证。

   库仑定律是电磁理论的基础，如果它不成立将影响整个电学规律表达形式，所以，对库仑定律的验证一直在进行，实验验证的精确度越来越高，到1971年止，实验结果表明库仑定律偏离平方反比律的偏差小于2.7×10^{` －16。}

                                    ^{(原载《中国青年报》1992年7月25日)}