「啪」的一聲嚇到跳起來!解密江戶時代超流行的恐怖(?)科學秀「百人震」
我是科學訓練師桑子研。每天都是實驗日。
「啪!」冬天摸門把手時,你有沒有忍不住叫出聲的經驗?靜電其實就在我們的身邊,但如果你和數十人手牽手、一起同時體驗這小小的「啪!」一下,會發生什麼事呢?
事實上,這是一種在 200 多年前的江戶時代大流行的、盛大的科學娛樂。它的名字就叫「百人震」(Hyakunin Odoshi)。這次,我們將一起探索這個由天才們創造的獨特實驗的歷史,甚至包括它的重現方法!
什麼是「百人震」? 江戶時代的科學秀!
「百人震」(Hyakunin Odoshi)光聽名字可能有點嚇人,但它究竟是什麼呢?首先,請看這段影片。這就是百人震。也許有些人在學校的理化課上體驗過。
「百人震」是一種讓許多人手牽手圍成一個大圓圈,然後同時感受靜電的實驗。它的歷史可以追溯到江戶時代的天才發明家平賀源內所發明的靜電產生裝置「エレキテル」(Elekiter)。在源內將電的奧秘介紹給日本之後,蘭學家橋本宗吉使用這個Elekiter,將「百人震」作為公開表演展示,因此大受歡迎。
雖然名字中有「百人」,但這只是表示「很多人」的意思,即使是 40 人左右的班級也能充分演示。我以前也曾在電視節目中與廣瀨鈴和 Chocolate Planet 的兩位藝人一起進行這個實驗,他們都表現出了非常棒的反應!點擊這裡查看詳情。
松尾先生驚訝得跳了起來!
為什麼江戶時代的人們會為靜電而瘋狂?
為什麼「百人震」能如此擄獲江戶時代人們的心呢?答案就藏在當時人們的「腳上」。
引自《日本の伝記 平賀源内》(集英社)
在江戶時代的文獻中,幾乎找不到關於日常生活中靜電的記載。仔細想想,當時的人們穿的是草鞋或木屐。這些材料容易導電,所以身體產生的靜電會立即導到地面上。也就是說,他們幾乎沒有摸門把手時被「啪!」地電到的經驗。
相對地,現代的我們穿著橡膠底的鞋子。橡膠是不導電的「絕緣體」,所以靜電會不斷累積在我們身體裡。正因為如此,我們才會頻繁地體驗到靜電。
在這樣的大背景下,Elekiter 產生的靜電,以及所有手牽手的人同時「觸電!」的百人震,對江戶時代的人們來說是未知的相遇,是頂級的非日常娛樂。據說,這種不可思議的現象甚至一度被稱為「妖術」。
圖為橋本宗吉著作的《阿蘭陀始制エレキテル究理原》
引自《大人的科學雜誌vol22》(學研)P24,25
百人震的心臟!來製作「萊頓瓶」吧!
什麼是萊頓瓶?
這個實驗不可或缺的裝置,就是用來儲存靜電的「萊頓瓶」(Leyden Jar)。它是在 1746 年由荷蘭萊頓大學發明,據說是世界上第一個蓄電裝置(電容器)。它的原理很簡單:用不導電的「絕緣體」(塑膠杯)夾住導電的「導體」(鋁箔紙)。由於可以用身邊的材料輕鬆製作,讓我們一起來挑戰吧!
準備材料
塑膠杯 2 個、鋁箔紙、透明膠帶
製作方法
1. 將鋁箔紙剪成杯子的形狀
將杯子放在鋁箔紙上滾動留下痕跡,然後用剪刀剪下來。將其貼在杯子的外側和內側。
2. 將鋁箔紙包在杯子外側
將剪好的鋁箔紙緊緊地包在塑膠杯的外側。
3. 在內杯上製作「舌片」
在另一個杯子的內側貼上鋁箔紙,並用一條細長的鋁箔紙製作一個延伸到杯子外側的「舌片」部分。
4. 將兩個杯子疊在一起
將步驟「3」做好的帶舌片的杯子,疊到步驟「2」的杯子裡面。這樣就完成了一個手工萊頓瓶!
【小提示】
靜電對濕度非常敏感。在空氣乾燥的冬天,即使是小杯子也容易成功;但如果是在多濕的梅雨季節等,建議使用表面積較大的 500mL 以上的大杯子製作,這樣成功率會更高喔!
當然,使用市售的萊頓瓶也是可以的。
實際操作!百人震的方法和科學原理
1. 儲存靜電
用布摩擦尺子或墊板等產生靜電,然後反覆摩擦萊頓瓶的舌片部分,藉此儲存電力。摩擦帶負電的墊板後,負電會累積在內部的鋁箔紙上。如果有靜電產生裝置(范德格拉夫起電機),一瞬間就能儲滿!
這時,由於內外側的鋁箔紙沒有直接接觸,電力就會不斷地被儲存起來。
使用范德格拉夫起電機儲電的樣子
2. 所有人手牽手,圍成圓圈
準備完成後,大家手牽手圍成一個大圓圈。圓圈末端的一個人握住杯子外側的鋁箔紙,而另一端的另一個人則輕輕觸摸鋁箔舌片的部分。
3. 3、2、1… 放電!
觸摸舌片的那一刻,電路就接通了!儲存在內杯的負電(電子)會瞬間流過所有手牽手的人的身體,流向外杯。這股電流會讓肌肉收縮,所有人就會同時感受到「觸電!」的衝擊。
3、2、1…
呀啊!
這是我每年在教室裡最受歡迎的實驗。它提供了一個安全而有趣的機會,讓大家同時感受平時沒有意識到的「電流流過身體」的感覺。請務必找一大群朋友一起試試看!
這是我們失敗時的樣子。就當作是個可愛的插曲吧…
※ 使用靜電產生裝置進行實驗時,務必在專業人士的指導下進行。即使在家嘗試,也要特別注意,將安全放在第一位。
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如果您對本文介紹的「百人震」和靜電實驗感興趣,請參考以下連結:
※1 參考 TDK「第76回「江戸時代の電磁気実験」之卷」https://www.jp.tdk.com/techmag/ninja/daa00682.htm
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