将微小的变化量放大，这样就可以容易观察到变化量，然后根据显著变化量与微小变化量之间的关系计算出微小变化量，这是物理实验中常用的方法或原理。今天就扯一个著名的实验，卡文迪许扭枰实验。
1867牛顿出版了《自然哲学的数学原理》，在这本书中牛顿发表了著名的万有引力定律：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。这段文字可以用数学公式表示，即F=GMm/r^2,当时还没有办法用这个公式进行计算，因为公式中的G也就是引力常数还没有测量出来。
卡文迪许生于1731年，距牛顿去世4年，谁能料到这个呱呱坠地的小男婴会在日后帮助牛顿完成了万有引力定律中引力常数的测量。1731年在中国是大清雍正九年，感觉就是古代，在中国是没有人研究什么定律的，我们的精力放在了四书五经上了，这些“奇技淫巧”是我们饱读圣贤之书的人所不耻的。卡文迪许一身的贡献非常的多，最为著名的是扭枰实验，通过这个实验他得出了引力常数。
扭枰最初是由米歇尔发明的，卡文迪许对它进行了改进，1798年，卡文迪许利用扭枰测得万有引力常数，证明了万有引力的正确性，那一年卡文迪许已经是67岁高龄。
如上图，卡文迪许扭枰由一根石英丝作为提扭，下面悬挂着一根横杆，在横杆的两端分别放置等质量的两个小铅球。然后在小铅球的外侧分别固定两个大的铅球，这样如果存在万有引力，则由于小铅球与大铅球之间也会存在引力，那么横杆就会发生一定角度的旋转。这是该实验的第一个放大，即将引力引起的位移变化为旋转的扭矩变化，只要增大杆的长度，就可以增加力矩从而杆发生偏转，阿基米德曾经说过，“给我一个支点，我可以撬起地球”，说的是杠杆原理，用较小的力获得较大的力矩的原理就在于增加了力臂的长度，卡文迪许扭枰就用到了这一点。但引力实在是弱了，即便在铅球的引力作用下，石英丝发生了一点点扭转，人眼仍无法分辨，卡文迪许扭枰用到了第二次放大。他在石英丝上放置一平面镜，用准直的细光【现在做相同的实验直接用激光，比卡文迪许当时简单多了】照射到小镜子，光线反射到远处的墙壁上，分别记下反射光线在墙壁上留下的光斑位置，这样就可以将细微的变化放到很大，放大到人眼很轻易就能识别的程度。为了尽可能地减小误差，卡文迪许将整个实验装置放在一个密闭的房间里，通过望远镜从室外观察石英丝的扭动情况。通过反复的实验与科学的计算，卡文迪许得出了引力常数，G=6.754×10^(-11) (N * m^2)/(kg^2)，与目前公认的引力常数G=6.67259×10^(-11) (N * m^2)/(kg^2)相差无几，不到百分之一。
下面这段视段是我从网上找到的卡文迪许实验视频。
