书城童书故事中的科学(人生解密)
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第28章 从天空中抓住雷电的人

轰隆隆的雷声从天空滚过,震撼着山川大地,一条条耀眼的银蛇在天空飞舞,随之而来的是狂风暴雨。我们现代人看来这只不过是一种自然现象罢了,可我们的祖先却对此难以理解,他们想象天上一定有种神秘的力量支配着这一切。在希腊神话中,雷电就在万神之王宙斯的手中,它有无比的威力,当他生气发怒时,就把雷电放出来震慑群神和人类。

中国人传说这是雷公电母在惩治邪恶,后来的欧美人又把雷电和上帝联系起来,说是上帝主宰雷电。

到了18世纪,人们还不能正确的认识雷电时,普遍相信雷电是上帝发怒的说法,也有人认为雷电是“气体爆炸”。但在一次实验所发生的意外中,富兰克林的妻子被电瓶里的电击倒了,于是他联想到雷电,认为它也是一种放电现象,和在实验室产生的电在本质上是一样的。接下来,他写了一篇名为《论天空闪电和我们的电气相同》的论文,并送给了英国皇家学会。但富兰克林的伟大设想竟遭到了许多人的嘲笑,有人甚至说他是“想把上帝和雷电分家的狂人”。

富兰克林决心用事实来证明一切。在1752年的一次雷雨里,他冒险做了一个令人惊骇的实验。他在大雷雨即将到来之前,把一只大风筝放到天空,风筝越飞越高,肉眼几乎看不见,这时大雨倾盆而下,富兰克林握风筝线的手突然感到一阵麻木,紧接着,挂在风筝线下端的铜铃碰动起来,伴随着阵阵声响冒出点点火花。“成功了!成功了!”随后,富兰克林又将风筝线上的电引入莱顿瓶中,他扔下风筝兴奋地大叫起来。富兰克林冒着生命危险,终于揭开了雷电之谜。

1706年1月17日,这个名叫富兰克林的人出生在波士顿。他是家里的第八个孩子。他的父亲乔赛亚·富兰克林从英国中部地区迁到马萨诸塞,成为一名印染匠和肥皂、蜡烛制造商。年轻的富兰克林喜爱读书,乔赛亚一直希望儿子能成为牧师。但是窘迫的家境使富兰克林无法继续接受教育,12岁时他开始跟随父亲学习制造蜡烛,然后又跟随哥哥詹姆斯学习印刷。印刷业令富兰克林接触到了许多新书和新作家。

他在作坊里工作的时候,无论多么忙碌,也要抽出时间来读书,或者向亲朋借书,或自己攒钱买书,靠刻苦自觉,他获得了丰富的知识。这为他以后杰出的成就打下了坚实的基础。

后来的事实果然如此。风筝实验的成功使富兰克林在全世界科学界的名声大振。英国皇家学会聘请他为委员。他的科学著作被译成多种语言。然而,在荣誉和胜利面前,富兰克林没有停止对电学的进一步研究,他仍然坚持试验,最终又制成了世界第一根实用的避雷针。

后来,富兰克林通过进一步研究,他最早提出了电流的理论,认为电会沿着导体从正极流动到负极。他创造的许多专业词汇直到今天我们还在使用,如正电、负电、电池等等。富兰克林是电学原理的创始人之一。

而富兰克林最大的成就在于,他相信闪电现象实际上是另一种源自莱顿瓶的电火花,只是在形式上更猛烈而已。为了证明这个理论,他用风筝和钥匙进行实验。富兰克林具有一种将基本原理转化成简单实验的天赋。他先是制作了两张表格,列出了电和闪电的各自特征,然后进行比较,发现二者很相像,于是就开始实验。富兰克林认为,要证明闪电理论的唯一方法是在教堂尖顶上竖一根导体,可惜教堂的最高点仍然不够高。后来,他在天空乌云密布时,做了本文开头所讲的著名的“风筝实验”。富兰克林在牵引线上挂了把钥匙,摩擦指关节后与钥匙接触,结果火花出现了,这证明闪电实际上就是大量的静电。

富兰克林的理论后来被法国人证实,奠定了他的科学家地位。从此,人类历史上诞生了一句名言,描绘他的这一成就,“他从天空抓到了雷电,从专制统治者手中夺回了权力”。

富兰克林作为政治家和外交家的声望,对他取得科学上的成就非常有益。然而,美国、英国和法国的不少神职人员也开始谴责富兰克林。他们坚持认为闪电是上帝惩罚罪人的方式,人类根本不能干预。理性的富兰克林对此嗤之以鼻。事实上,他的电学理论和避雷针的实际功能已经得到了越来越多的认同。富兰克林成为在欧洲最出名的美国人,人们都知道他是一个征服了闪电的人。

富兰克林在哲学上拥护自然神论,承认自然界的存在及其客观性。他也是最先有意识地用劳动时间来确定生产价值的人。富兰克林预言美国人口是按几何级数增加的,平均每25年增长1倍。这预言已为美国政府在上一世纪的人口普查所证实。富兰克林电学著作和论文有:《电的实验与观测》、《对于导电物质的性质与效应的见解和推测》、《在美国费城所进行的关于电的实验与观测》、《论闪电与静电的同一性》等。

富兰克林还有许多科学发明,并进行了多种科学研究,为自然科学做出了巨大贡献。比如,他发明了能节约燃料3/4的新式火炉——富兰克林炉;发明了老年人用的双光眼睛,既可看远,也可看近;发明了医学上使用的具有伸缩性的导尿管;试验了物体发热的灵敏度,测出了液体蒸发时热量散失的情况,研究了北极光的性质和原理等等。1752年,他被选为英国皇家学会会员,英国的爱丁堡大学、圣安德大学、牛津大学都先后授予他博士学位。

此外,富兰克林不仅是一位伟大的科学家,而且是一位杰出的政治家、卓越的外交家、美国独立运动的领袖之一,为建立美利坚合众国做出了不可磨灭的贡献。他参加了《独立宣言》的起草工作,受“大陆会议”的委派,作为外交特使出访欧洲,在外交上取得了巨大的成功。

所以,本杰明·富兰克林,称得上是18世纪美国最伟大的实干家、政治家、思想家和文学家,资本主义精神最完美的代表。同时,他也是著名的科学家、近代电学的奠基人。