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世界科技全景百卷书: 富兰克林
早年生活 1717年盛夏的一天，一艘满载甜酒的荷兰三桅帆船，正驶向北美殖民地。船将到波士顿的时候，天色骤变，海湾里波涛汹涌，白浪滔天。三桅帆船颠簸得很厉害，船员们紧张地注视着海面。忽然，一个红头发的水手指着右舷远处，惊呼起来：“伙计们，快看！” 大家顺着他手指的方向，看见一只小木船在浪涛里沉浮着，像一片落叶，随时都可能被吞没，上面隐隐约约还有几个孩童在挥手。情况看来十分危急，三桅帆船立刻改变航向，顶着风浪向小船驶去。大约一刻功夫，小船清晰可见。大家意外地发现，小船上有四五个赤膊的孩子，个个精神抖擞，喜笑颜开，丝毫没有呼救的意思。为首的少年约莫十一二岁，又黑又胖，正稳坐船头，“1、2、1”地指挥着伙伴们划桨。 “孩子们！快上大船，太危险啦！”荷兰水手大声地喊着。“没关系，你们自己当心吧！”浪涛中传来小“水手”们快活的回话。 巨浪一排排涌过来，只听见小“船长”一声“加油”，孩子们划得更勇猛了。小船在波峰浪谷间一起一伏，仿佛在向大海挑战。风卷着漫天乌云，大海咆哮着。海水像小山一样从头顶盖过，小家伙们却拼命地划着、划着，脸上洋溢着和大海搏斗的无穷乐趣……三桅帆船上的人都为这群勇敢的孩子们惊叹不已，有的担心，有的赞扬，还有的挥着帽子致意。一位水手打赌说，驾舟的小黑胖子，将来一定能够成为世界上最优秀的船长。 这黑胖蛮勇的小“船长”，就是本杰明·富兰克林。他后来没有像那个荷兰水手预言的那样当船长，却成了美国开国时期最伟大的科学家、政治家和作家。 1706年，富兰克林出生在波士顿。他的父亲为人和善，能歌会画，是个虔诚的新教徒；他原是英国染匠，1685年为了逃避宗教迫害，从英格兰远渡重洋移居北美殖民地，以制造蜡烛和肥皂为业。富兰克林同胞兄弟姊妹共10人，他排行第八，是男孩中最小的一个。他出生的时候父亲已经51岁，是“老来子”。 富兰克林从小聪明好学，8岁进公校读书，门门功课都名列前茅。父亲曾经想让富兰克林受高等教育，把他培养成神学家，但是家累太重，不得不放弃这个打算。富兰克林只上了两年公学、一年私塾就辍学了。11岁的富兰克林成天在家帮老父剪烛芯，擦印模，在店里打杂。 波士顿东临大西洋，是个风景优美的港口。富兰克林在海边长大，很喜欢游泳、潜水，船也划得很好。他常常率领一群小伙伴，驾着帆船在海上追波逐浪，大家推他当“船长”，听他指挥。大海的熏陶，使富兰克林从小酷爱自由，养成不怕风浪、不畏强暴的性格。他这时最大的理想是去航海。 父亲很了解儿子的心愿，但是富兰克林有个哥哥远航海外，多年没有下落，由于担心他重蹈覆辙，所以一直不准他离家。为了给富兰克林挑选一个合适的职业，父亲操了不少心。他带富兰克林去学过砌砖、制刀、铜匠等手艺，可是都没有学成。他想让富兰克林继承家业，但是富兰克林对它偏偏毫无兴趣。怎么办呢？他后来发现儿子很爱读书，小家伙一有零钱就向书店跑，特别喜欢读名人列传、航海小说，于是决定让富兰克林去学印刷。他把 12岁的富兰克林送到大儿子詹姆斯开的印书店去当学徒。从此，富兰克林和印刷业结下了不解之缘。 印书学徒的生活是艰苦的。詹姆斯性情暴躁，唯利是图。他完全把这个同父异母的小兄弟当做廉价劳动力，排字、背纸、送书、跑腿，富兰克林样样都得干。据富兰克林《自传》里说，詹姆斯很容易发怒，动辄“鞭挞交加”。富兰克林容忍了这一切，因为他在这里有机会读到许多难得的书籍。每当夜深人静的时候，他就躲进阁楼，兴趣盎然地翻阅刚装订好的新书，他结识了几个其他书店的学徒，也经常带一些畅销书给他看。借书条件有两个：一是不准玷污；二是期限只有一个晚上，否则第二天清晨店主查书的时候会以为被偷了。富兰克林为了读完一本好书，常常彻夜不眠。几年里，他博览群书，从许多文学、哲学名著和科技读物中汲取了丰富的知识，其中不少书对他一生的事业有很大影响，培根 （1561～1626）说过：历史使人明智，诗歌使人俊秀，数学使人严密，科学使人深刻，伦理学使人庄重，逻辑修辞学使人善辩，所有这些，都能陶冶性格。这段话用在富兰克林身上是非常恰当的。他攻文学，练写诗，习算学，研究航海术，多有所得。一些启蒙思想著作，在他心中播下了争取自由、反对暴政的种子，对他后来很有影响。特别是希腊史学家色诺芬（约前430～约前354）的《苏格拉底言行回忆录》一书，富兰克林读后很受启发，终生难忘。他很佩服苏格拉底（前469～前399）的辩论法，后来和人争辩的时候，从不武断下结论，多用谦虚的言辞，在反复诘问中求得真理。 富兰克林学习勤奋，进步很快。他学诗不久就写了几首俚曲，赢得不少小读者。富兰克林从此就希望将来当个诗人。父亲知道后大泼冷水，告诉他说“自古诗人多是乞丐”，富兰克林这才打消了当诗人的念头。有一次，他写信同友人辩论妇女教育问题，信被父亲看见，指出信中说的虽然在理，但是文章松散拖沓，不能切中要害。富兰克林听后，心中折服，发奋练笔。正像一首诗中写的那样，“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”。富兰克林下了一番苦功夫研习散文，果然很有成效。他当时见到一本英国出版的《时评报》很有文采，就用它做作文范本，反复朗诵，细心揣摩。为了加深印象，他先把报中好文章改成诗歌，几天以后又从诗歌改写成散文，有时还把原文次序颠倒，自己来编写。不出半年，他的文笔大有长进。富兰克林后来成为美国著名的作家，“下笔千言，势撼山岳”，是和这段努力分不开的。 当时，正好詹姆斯筹办了一份报纸，名叫《新英格兰新闻》，是北美第二家报纸。报上常登一些文学小品，很受读者欢迎。15岁的富兰克林也很想一试。他断定哥哥如果知道是他写的稿子绝不会采用，于是用另一种笔迹抄出来，不署名，半夜里悄悄放在印刷所门口。第二天早晨，詹姆斯发现匿名文稿，请一些常在报上写文章的朋友评定，都一致称赞是佳作，有位诗人还断言它出自名家手笔。文章印出来以后反响热烈，富兰克林喜出望外。以后他经常匿名投稿，都在报上发表了。时间一长，詹姆斯感到纳闷，很想见见这位不愿披露姓名的“名家”是什么模样，他在半夜里悄悄躲在印刷所门后，当他发现写稿人竟是富兰克林的时候，大吃一惊。詹姆斯并不欣赏小兄弟的文才，他所算计的只是生财之道。这个印书店老板不但不付稿酬，还要富兰克林继续无偿提供稿子，而日常劳役丝毫不减少。富兰克林本来就富有反抗精神，加上詹姆斯平日一贯以店主自居，不顾手足之情。对他要求过分，兄弟俩冲突越来越激烈，最后终于决裂。在忍无可忍的情况下，富兰克林决计脱离印刷所，另寻生路。当时他和詹姆斯的合同没有满，不能脱身，而且詹姆斯通知波士顿所有的印刷厂，都不得收留富兰克林。富兰克林几经周折，才摆脱了控制。 1723年10月一个薄雾的早晨，富兰克林瞒着老父和詹姆斯，在一位朋友的帮助下，偷偷搭上一艘去纽约的商船，离开了波士顿。这时富兰克林正好17岁，他把全部财产——多年积累的一捆藏书变卖了作为路费。 船启碇离港。富兰克林凝眸望着波士顿的城廓渐渐远去，在心里默默地说：“告别了，印刷所！告别了，故乡！”在波士顿，他度过了难忘的少年时代，学到了宝贵的启蒙知识，也种下了反抗暴戾的种子。如今，他要自己去闯路子了！船在蓝色的波涛里鼓帆南下，望着飞翔的海鸥，富兰克林不由心旷神怡，感到一种获得自由的喜悦。他的心潮也像海涛一般在翻滚。 不平常的经历 经过三天三夜的航行，船到纽约。 富兰克林在这里人地生疏，奔走了几天也没有找到工作。后来他辗转到当时北美最大的城市和金融中心费城。那时，纽约、费城之间陆路交通不便，他是从水路去的。船先是沿海南下，当转向内河的时候，突然狂风大作，白浪滔天，船上旅客险些遇难。后来大家登上一个小岛才得救。这次旅程，一路上历尽艰辛，饱受磨难，等最后乘另外的船抵达费城港口的时候，富兰克林浑身透湿，蓬头垢面，衣袋里只剩一枚银币。他买了三只长条形的大面包，手里拿一只，腋下夹两只，一边吃一边走，模样十分滑稽。当时恰好有个少女在窗前看到富兰克林的狼狈相，感到很好笑。富兰克林发觉后，自惭形秽，也跟着笑了起来。那姑娘名叫丽德，长得端庄秀美，是小康人家的女儿，后来成了他的朋友。 富兰克林凭着印刷技能和文才，在丽德的帮助下，很快在费城一家印刷厂找到工作。两年以后，他和丽德定了终身。但是小伙子生性好动，渴望干一番事业。不久，富兰克林在同事的鼓动下，怀着挣一笔钱办印刷业的向往，远渡大西洋，到了英国。可是英国并不是他想象中的天堂。他在伦敦混了18个月，一个钱也没有赚到。富兰克林先后在两家印刷厂当排字工，每天累得筋疲力尽。他生活在最下层，和各种人物结交，议论时局，诋毁宗教，探讨学问，生活放荡不羁。在伦敦的贫民窟里，富兰克林尝尽了资本主义社会的艰辛，也学到许多书本上学不到的东西，在思想和性格上受到很大的磨练。英国当时正处在工业革命前夕，排字、印刷已经有明确分工，富兰克林在印刷技术和机械上也增长了一些新知识。 由于生活颠沛，放浪形骸，富兰克林在伦敦渐渐忘了同丽德的婚约。他在一年半的时间里只给丽德寄过一封短信，并且说不知哪天才能回去，不料因此铸下大错。1726年10月，富兰克林两手空空回到费城，丽德在绝望之下已经另嫁他人。富兰克林后悔莫及。他无家可归，只好进费城一家印刷厂重新当排字工人。他用在伦敦学到的新技术自创字模，制成了一种新式铜版印刷机。不久，他因为不堪厂主的剥削，和友人合伙开设印刷厂，年轻的富兰克林开始了自己的事业。 富兰克林的青年时代，正是美利坚民族形成的初期，美国还没有诞生。当时北美大西洋沿岸十三州是英国的殖民地，政治上受英国统治，经济上也受英国控制，民族矛盾相当尖锐。殖民地的新兴资产阶级要求参加政权和保卫财产，人民群众也起来反抗殖民主义的统治和压迫，整个北美正处在觉醒的前夜。随着殖民地经济的发展，北美出现了统一的市场，费城、纽约、波士顿等地也发展成繁荣的商业城市。费城和纽约之间修建了公路，交通发达起来，殖民地和海外的贸易以及殖民地之间的经济和文化联系也日益密切。所有这些，都为北美资本主义的发展准备了条件。富兰克林生活在这种资本主义上升的大变动时期，又来自市民阶层，受资产阶级启蒙思想影响，敢作敢为，顺应了时代的潮流，因此他的事业发展很快。 第二年秋天，21岁的富兰克林组织了青年自学团体“共读社”。参加的多是好学上进的年轻人，有工人、鞋匠、技师、诗人以及自学成才的数学家等。他们每星期五在旅馆集会，每人轮流提出议题，展开讨论，内容涉及科学、政治、文学、哲学等。富兰克林是“共读社”的中坚和领袖，他要求大家不问职业和宗教信仰的差别，互相敬重，以探求真理为己任，不意气用事，不进行诡辩。一个21岁的青年能够表现出这样的才干，是很难得的。富兰克林日后成为美国开国时期最著名的社会活动家和科学家，并不是偶然的。 富兰克林在厂里兢兢业业，苦心经营，再加上“共读社”社友们多方支援，他的印刷业渐渐兴旺起来，不久又创办了一份报纸《宾夕法尼亚新闻》。富兰克林的印刷技术和散文才能得到了充分的发挥。报纸发行不到几个星期，就以印工精良，文笔清新、泼辣闻名，销路很好，受到社会各界的好评。这样一来，富兰克林既发展了印刷业务，又有了舆论阵地，一举两得。1729年在两位挚友的资助下，富兰克林开始独自经营印刷厂。当时费城市民要求增印纸币的呼声很高，反映了新兴资产阶级的要求。但是银行和大资本家坚决反对，两种意见相持不下。富兰克林在“共读社”里以纸币为题，进行了热烈讨论。他把大家的意见归纳起来，写了一篇《略论纸币的性质和必要性》在报上发表，文中引证 1723年宾夕法尼亚省一度发行纸币，刺激了商业繁荣、就业不断增加的事例，极力赞助市民的要求。这篇文章一发表，舆论急剧变化，增印纸币的声势大壮，反对的意见被击败。 议会最后通过了增印纸币的提议，为了表彰富兰克林宣传的功劳，决定把印纸币的特权授予他的印刷厂。这件事给富兰克林带来莫大的收益，他不但获得政治声誉，而且还清了债务，在经济上自立起来。新纸币发行以后，收效显著，促进了经济的繁荣。费城的商业、建筑和人口都随着增加，富兰克林的印刷所也有了很大的发展。 第二年，24岁的富兰克林结了婚。说来也巧，他娶的不是别人，竟是过去的未婚妻丽德。原来丽德当初受女友撺掇，误嫁给一个名叫罗泽斯的陶器商，婚后发现他另有所欢，品质恶劣。丽德整天悲戚，郁郁寡欢，生活很不幸。她后来和罗泽斯断绝夫妻关系，分居两地。富兰克林知道这些情况以后，悔恨交集，前去看望丽德。两人一见面，泪如雨下。那时罗泽斯因为挥霍无度破了产，已经远逃西印度群岛。富兰克林冒着风险和丽德举行婚礼，终于破镜重圆。丽德温柔贤淑，勤俭操持。她跟富兰克林结婚以后，把家庭和印刷所事务料理得井井有条，富兰克林从此在事业上多了一个得力助手。 创办图书馆 中国有句古话，叫做“筚路蓝缕，以启山林”，比喻创业的艰苦就像架着车，穿着破衣去开辟山林一样。富兰克林的事业也是这样开始的。当时北美是英国的殖民地，经济很落后。美国民族正处在摇篮里，还没有自己的文化和科学。富兰克林在婚后不久，倡导创办了北美第一所图书馆。这是美国历史上一件开天辟地的事。当时富兰克林只有25岁。 起初，这件事是在“共读社”上提出的。社友们每次讨论的时候，都感到手边参考书籍不够。富兰克林灵机一动，建议大家把自己的藏书搬到社里来，让社友们共同浏览。第二天，一座小“图书馆”就成立了。书架上大小图书，琳琅满目，大家翻阅起来很方便。可是好景不长，因为没有专人管理，随便拿取，图书有减无增，没多久“图书馆”就瓦解了。这个尝试虽然失败了，却给人很大启发。他们总结经验教训，由富兰克林主持，用“共读社”名义发起募捐，请一位著名律师协助，成立了费城图书馆，也是北美第一座民办图书馆。首批读者50人，按规定每人先交纳40先令开办费，以后每年再捐10先令。图书馆成立以后，从海外购来一批图书，每周开放一次，捐款者可以自由借阅，但是要按照规定期限送还。费城图书馆成立以后，读者越来越多，有人把家里的藏书也捐赠给图书馆。消息传开，各地纷纷仿效，也建立起图书馆来，大大促进了北美开创时期的文化传播。几年以后，依靠政府的资助，把图书馆改成公立的。从此，图书馆就成为人们进行学习和科学研究所不可或缺的文化机构。 富兰克林既是图书馆的创始人，又是最热心的读者。不论刮风下雨，他每天都要到图书馆去看书。他曾经说：“读书是我唯一的娱乐。我从不把时间浪费在酒楼茶肆或者哪种无聊的游戏上。”富兰克林非常珍惜时间，他有一句名言，直到今天还是人们的座右铭：“你热爱生命吗？那么请别浪费时间，因为时间是组成生命的材料。” 一天，图书馆从国外买来一捆装帧别致的新书。富兰克林很有兴趣地翻阅起来。但是当他打开书的时候却皱起了眉头：书里全是他不懂的外文。富兰克林这时已经27岁，他下决心要掌握外语。那时，欧洲有大量劳苦群众为了逃避赋税、战祸到美洲来谋生，学外语的条件很好。富兰克林先学法文，三个月左右就能够看书了。接着，他又学意大利文。和他一起学习的还有一位朋友，那小伙子是个棋迷，每天课后都要拉着富兰克林下几盘，常常耽误学习。富兰克林不愿浪费时间，就想了个办法，他和对方约定，每次只下一盘，胜者为师，或对话提问，或文法造句，可以随意命题，考核对方。谁不守约，就取消下次对弈。两人棋艺本来不相上下，所以互有胜负。富兰克林就用这个办法把那个小伙子的学习积极性调动起来。他们切磋琢磨，进步很快，不到半年意大利文就过关了。 外语学习常常有相通的地方，富兰克林在学会法文和意大利文以后，乘胜前进，紧接着又学会了西班牙文，可以直接阅读塞万提斯 （1547～1616）的原著。有一天，富兰克林心血来潮，想试一试难度最大的拉丁文。他幼年曾经在学校学过一年拉丁文，有些基础，只是多年没有用，已经忘得差不多了。出乎意料的是，他拿来一本拉丁文书浏览，由于通晓了几国文字，融会贯通，居然十有八九都可以读懂！富兰克林又惊又喜，从这里他体会到，所有的学问只要勤学苦练，入门之后，循序渐进，就一定会有成效。 几年以后，富兰克林作了费城的邮政代表。他整顿邮务，改革市政，发起成立救火会，热心社会福利事业。也就是在这时，他开始致力研究科学技术。富兰克林注重实验和观察，重视科学技术的实用价值，认为科学和技术应当造福人类。这个观念导致他后来在科学技术上作出重大贡献。 富兰克林最早的科学活动，是发明新式火炉。这种火炉结构新颖，使空气进入炉膛前先经过预热，可以增高炉温，节省燃料。新火炉试制成功以后，他的一位开铸铁厂的朋友仿制出售，深受市民欢迎。宾夕法尼亚省长很赏识这项发明，要给富兰克林专利权。富兰克林婉言谢绝了，他认为应当把自己的发明贡献给社会，不能用来谋取个人的私利。 富兰克林这种通过科学和发明为他人服务的哲理，对后来美国的科学史发生了深刻影响。1734年，富兰克林在费城创建了美国第一个科学团体“北美增进有用知识哲学会”。他的科学活动从此进入盛期，其中贡献最大的是电学研究。 电学领域的垦荒者 虽然我国商代甲骨文就有雷电的记载，古希腊人也早发现琥珀的静电特征，但是人类认清电的本质，驾驭它来为我们造福，不过是近两百多年的事。 富兰克林诞生的时候，电学几乎还是一片荒地。在这以前，对电学作过探索的学者寥若晨星。我国东汉的王充（27～约97）算是一个，他在《论衡》里解释过雷电。不过王充主要是哲学家，没有对电作进一步研究。到了 16世纪，英国的一位御医威廉·吉尔伯特（1540～1603）发现除了琥珀外，其他多种物质摩擦以后也能够吸引轻的东西，他首先使用了“电”的名称。但是电究竟是什么，这位御医也只好摇头了。以后，在17世纪整整100年间，电学只有一项发明，那就是奥托在1650年用硫磺制成一台简陋的静电起动机。这台仪器很原始，起电的时候要用手来摩擦。18世纪以前的电学，不过就是这样。 到了富兰克林时代，电学才走出襁褓。 1745年冬天，电学界传出一个激动人心的消息：德国的克莱斯特（1700～1748）和荷兰的马森布罗克（1692～1761），几乎同时发现了电震现象。克莱斯特用铁杆插在潮湿的玻璃瓶里，用摩擦起电机使铁杆带电。他的手无意中碰到铁杆，突然感到全身剧烈颤动，几乎昏倒在地。他把这个情况告诉一位同事以后，不久，又听到荷兰莱顿城的马森布罗克也遇到类似情况。马森布罗克的瓶中装有水，电震程度更厉害，以至他写信告诉一位朋友的时候还心有余悸。那位朋友照着他所说的一试，结果同样可怕，电震的时候还发出响声。这就是有名的“莱顿瓶”和电震现象。这一发现使人们对电产生了崭新的认识。从前人们只把琥珀吸芥等静电现象当做有趣的游戏，莱顿瓶第一次向人们显示了电的威力，并且也是第一次可以把电荷储存起来。它像春雷一样把电学惊醒了！ 第二年，一位名叫斯宾士的英国学者来波士顿讲学，表演电学实验，主要仪器就是莱顿瓶和几根供摩擦起电用的玻璃管。富兰克林恰巧有事到波士顿，他怀着极大的兴趣观看了斯宾士的表演。虽然实验并不完善，而且有的现象斯宾士本人也不能解释，但是在富兰克林眼前却展现出一个崭新的领域。富兰克林当时已经40岁了，他像年轻人一样兴冲冲地拉着斯宾士问长问短。斯宾士很感动，临别的时候拍着他的肩头说：“这是一块等待开垦的处女地，先生确有兴趣，就来参战吧！” 富兰克林怀着跃跃欲试的心情回到费城。真是无巧不成书，几天以后，他的一位通信朋友、英国皇家学会会员科林逊从伦敦寄来一只莱顿瓶，赠给费城图书馆，并且附有实验说明。这只莱顿瓶是经过改进的，里外都衬有金属箔，电的性能更明显。科林逊是一位植物学家，他不远千里寄赠莱顿瓶，足见这项发明当时影响很大。富兰克林喜出望外，立刻邀请几位挚友动手试验起来。当时谁也没有料到，这位40出头的新兵，一年以后竟成为电学研究的主将。 起初，他模仿斯宾士的表演，做了一些简单的试验，一一应验。没多久，他就有了好几项有价值的新发现。为了集中全部精力投入电学研究，富兰克林索性把印刷所也出让了。朋友们听说他改行搞电学了，都觉得奇怪。他们远道赶来观看试验，经常把家里挤得满满的，连丽德也成了热心的观众。富兰克林常请客人们即席登场，当实验助手。他还自备原料，在玻璃厂吹制了各种瓶子和试管分赠好友，发动更多的人参加研究。通过反复实验，细心揣摩，富兰克林对静电特性渐渐有了独到的见解。有一次，他叫两位朋友并立在绝缘板上，他自己却站在地上。左边的朋友用手摩擦一个玻璃管，使它带电。右边的朋友再用手指接触玻璃管，也带上电。然后他伸出双手分别和两位朋友接触，只要气候干燥，接触的时候就会看见电火花。但是，他发现如果两位朋友在和他接触以前互相触摸一下，就不会出现电火花。这个现象在客人们看来有点像耍魔术，而富兰克林却得到很大启发。1734年，法国人杜法伊 （1689～1739）发现，摩擦玻璃棒和摩擦胶木棒所产生的电特性不同，同电相斥，异电相吸。这样，杜法伊就断定电的本质有两种。富兰克林对这个观念一直有疑问，现在终于找到答案了。他确认：电的本质只有一种。每个物体都带有一定量的电质，定量不足带“玻璃电”，如果过量就带“树脂电”。他并且用正负符号表示这两种电荷，这和“失去电子带正电，得到电子带负电”的现代解释已经很接近。富兰克林用这种观念圆满解释了实验，他指出摩擦玻璃管的朋友失去电质带负电，另一个朋友带正电。两位朋友互相接触以后，电质重新平衡，所以不带电了。他根据这个实验提出了著名的电荷守恒原理，就是在任何一种绝缘体系中，总电量是一定的。富兰克林因此成为电学史上第一个正确阐述电的性质的人。 富兰克林用莱顿瓶也做了不少新实验。他发现用尖头的东西接近莱顿瓶铁杆，会闪现比较强的电火花。如果换成圆钝的根，火花就很弱。他还用仪器证明了莱顿瓶内外两层所带的电正好极性相反，数量相等。这些新发现使富兰克林非常兴奋，也受到很大鼓舞。但是莱顿瓶也给他带来过麻烦。有一次，他把几只莱顿瓶联在一起，来加大电容量。不料，实验时候守在一旁的丽德不小心碰了一下莱顿瓶，只听得“轰”的一声，一团电火闪过，丽德被击中倒地，面色惨白，后来足足躺了一个星期。这次惊险的意外事故给富兰克林留下深刻的印象，他始终也忘不掉。也正是这个印象，使他联想到空中的雷霆闪电。 坚定的信念 以前的人对雷电的认识还很愚昧。一千多年以前，我国杰出的唯物主义哲学家王充指出雷电现象并不是“天怒”，也没有什么“雷公”，而是一种自然现象。他还猜测到这是“阴阳分争”的结果。当然，王充当时指的是阴阳之气的“分争”，和我们今天所说的阴阳电不是一回事，但是他在一千多年以前能够认识到这一步，是很了不起的。不过由于科学水平和文化交流的限制，王充的见解没有引起广泛注意。在富兰克林时代，西方普遍相信“雷电是上帝发怒”的说法。一些不信上帝的有识之士，试图解释雷电的起因，但是都没有成功。学术界比较流行的，是荷兰学者布尔哈维的观点，认为雷电是“气体爆炸”。 丽德被莱顿瓶击伤这件事，使富兰克林开了窍。那震耳的轰鸣，惊心动魄的闪电，不正和空中的雷电很相象吗？经过反复思考，富兰克林毅然断定：雷电也是一种放电现象，它和实验室里人工产生的电一样，都能够产生光和声音，点燃物体，熔化金属，破坏磁性，杀伤生物。这个见解无疑是人类对电的认识的一大进步，在当时起了振聋发聩的作用。 在这以前，为了感谢科林逊赠送莱顿瓶的友情，富兰克林曾经把自己的电学实验心得整理成文，寄到伦敦。这位植物学家深为朋友的研究成果感到喜悦，他把论文送到皇家学会。可惜论文没有引起那些身居高位的权威们的注意，因为富兰克林当时在电学界毫无名气。皇家学会会刊也拒绝刊载。 科林逊在回信里遗憾地谈起这个情况，丽德忍不住把那些权威老爷骂了一顿。富兰克林却并不介意，他相信珍珠就是在尘土里也终究会发光的。几天以后，他给伦敦寄出了第二篇论文，大胆地宣布了自己的科学假设。文章的题目就叫《论天空闪电和我们的电气相同》。 富兰克林不愧是散文大师，这篇学术论文写得既严谨洗炼，又很有文采。科林逊读后赞叹不止，立刻送交皇家学会讨论。遗憾的是，旧的习惯势力相当顽固，论文在皇家学会传阅以后，得到的仍是一阵嘲笑。有人甚至奚落说： “这位先生竟想把上帝和雷电分家，真是痴人说梦！” 正是“高山流水，知音难得”。唯独科林逊和另一位朋友懂得论文的价值，为了不使富兰克林的论文被埋没，他们多方奔走，终于说服了伦敦一家出版商，把它刊印出来。这位有眼力的出版商后来赚了一大笔钱。 富兰克林得知这个情况，大受感动。他陆续又写了许多关于电学的论文寄给朋友。1751年，他的论著合集《电学的实验和研究》在伦敦出版，这是近代科学史上第一部系统的电学理论著作。书刚问世，没有引起广泛注意，但是没过多久，就在英国畅销起来。书中有趣的实验和独到的解释吸引了许多读者，人们读后耳目一新。 好书是没有国界的，《电学的实验和研究》不胫而走，不久就传到法国。法兰西一个著名哲学家首先对这本书发生兴趣。在他的倡导下，书被译成法文，在巴黎出版。一位哲学家首先发现书的价值，这个事实是意味深长的。恩格斯在《自然辩证法》一书中说：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”这是千真万确的。也正是这个道理，我们现在提倡科学工作者要懂得辩证法，提倡哲学家和自然科学家结成联盟。 具有讽刺意味的是：对于一本电学的最新著作，法国的哲学家看出了它的价值，可是法国的电学家却跳出来反对。在判断一种新的科学理论或者学说的时候，一个平庸的科学家常常不及一个有头脑的哲学家来得正确。巴黎皇家学院的罗勒院长，是一位热衷电学的自然哲学教授。他脱离实践，因循守旧，著有《电学理论》一卷，风行一时。这个人不但比富兰克林资格老、学术地位高，而且还有一群盲从的信徒。他看到法文版《电学的实验和研究》的论述和自己的理论针锋相对，大为恼怒。罗勒不相信书是北美人所著，断定是巴黎的宿敌虚构的，用来拆他的台。这位院长大概肝火很旺，涵养也欠佳。当他打听到波士顿确有富兰克林这个人的时候，怒不可遏。他连篇累犊地写了大量文章和信札，为自己的谬论辩护，并且对富兰克林进行人身攻击。 一天，富兰克林从外面回来，丽德满脸忧虑地递给他一本刚从巴黎寄来的新书。丽德不懂法文，但是她看了封面上印的富兰克林的漫画，感到不安。富兰克林诧异地打开书一看，原来是罗勒院长的文章和公开信的合集，全部是针对他的电学理论和他本人的。对于这种诋毁，富兰克林觉得有必要进行回击。这将是一场远隔重洋的笔战。 当天夜晚，富兰克林在灯下笔卷狂澜，撰写回击文章。凭他的文才和学识，要战胜论敌，扫尽罗勒院长的威风，是不难的。但是当他写到一半的时候，却改变了主意。富兰克林一向不愿把自己的学术观点强加于人，他在书中曾经写过这样的话：“我让这些见解在世界上去碰碰运气。如果它正确，真理和事实将会支持它；如果它是谬误，就理所当然地被撇在一边。” 富兰克林放下手中的笔走到窗前，凝望着繁星闪烁的夜空，沉思起来。他觉得，自己的结论都是从实验中得出的，可以用事实进行检验。书中的推论也没有强迫别人接受，没有申辩的必要。是非曲直，广大读者自有公论。而更重要的是，前面还有很多事要做，与其打一场无休止的笔墨官司，不如全力去搞新的实验。就这样，他决定对巴黎来的攻击置之不理。他后来始终没有回敬过罗勒院长一个字。 关于这件轶事，后来爱因斯坦（1879～1955）同一位科学史家曾经很感兴趣地谈起过。那位科学史家很佩服富兰克林的人格，称赞他没有陷入盲目的争论。爱因斯坦对这件事却只同意一半，他认为，“要避免个人的勾心斗角是对的，但是一个人为自己的思想辩护，那也是重要的。”事实上，他们两个人的话都是对的。富兰克林并没有放弃自己的科学信念，他不是用语言而是用行动来捍卫它，甚至不惜冒生命危险。 勇敢的实验 富兰克林认为，要证明自己的理论，最有力的是用事实说话。怎样才能证实闪电和电的本质相同呢？他想到了孩子们玩的风筝。如果在下雷雨的时候把风筝升到空中，或许能证实这一点。因为如果闪电是电，它就会沿着湿风筝线传导下来。 风筝最早起源在我国，古人称做纸鸢，在南北朝的时候已经出现，大约在公元16世纪才传到西方。1752年7月的一天，富兰克林在费城进行了轰动一时的风筝实验。 那是夏天一个阴霾密布的日子，暴风雨就要来临。富兰克林和他儿子威廉用一块大丝绸手帕做成一只风筝。他们在十字形的风筝骨架上装上金属丝，用来接引天空中的闪电。父子俩带着风筝和一只莱顿瓶来到野外。威廉握着线团，富兰克林拿着风筝，他们紧张地期待着，希望雷雨早些降临。丽德不安地在家里倚窗眺望。平日她最怕打雷，这时候心头更是被一种莫名的担心震慑着。 远处不时传来低沉的雷鸣，每一声都像战鼓那样敲在丽德的心上。 作为一个电学家，富兰克林深知这次实验有致命的危险，但是他这时已经把个人安危置之度外。 不一会，雷声越来越近，狂风呼啸着卷过一团团乌云。富兰克林把风筝抛到风中，大声叫喊：“跑！” 威廉在旷野里拼命地奔跑起来，风筝扶摇直上，升到空中，紧接着大雨倾盆，雷电交加。 富兰克林眼里闪烁着兴奋的光芒，狂奔起来。他追上威廉，接过风筝线，拉着儿子躲进旁边一所建筑物。这时候他们的外衣已经湿透了。富兰克林掏出一把铜钥匙，系在风筝线的末端。 只见风筝穿进带有雷电的云层。闪电在风筝上闪烁，雷声隆隆。但是什么也没有发生。 儿子沉不住气了，他说：“爸爸，恐怕这次是白费功夫了。” “我们要坚持下去，不要放弃，”富兰克林回答说。 突然，一道闪电掠过。风筝线上有一小段直立起来，被一些看不见的力移动着。富兰克林觉得他的手有麻木的感觉，就把手指靠近铜钥匙。顷刻之间，钥匙上射出一串电火花。 “哎哟！”富兰克林叫喊了一声，赶紧把手离开钥匙。无限的欢乐也像电流一样，顿时传遍他的全身。他喊起来：“威廉！我受到电击了！现在可以证明：闪电就是电！”幸运的是这次传下来的闪电比较弱，富兰克林没有受伤。 杰出的预言被证实了！闪电确实是一种放电现象，它和实验室里的电火花完全一样！ 富兰克林顾不得危险，他用一块丝绢裹住已经湿透的风筝线，让钥匙直接给莱顿瓶充电。威廉看到瓶上电火花闪烁，惊喜得张大了眼晴。他一点没有想到，那震撼山岳的雷霆，随时都可能落在他们头上。 事后，富兰克林用莱顿瓶收集的闪电，进行了一系列实验，证明它的性质同用起电机产生的电荷完全相同。富兰克林怀着激动的心情向科林逊报告了实验结果。他在信里是这样写的： 当带着雷电的云来到风筝上面的时候，尖细的铁丝立即从云中吸取电火，而风筝和绳索就完全带了电，绳索上的松散纤维向四周直立开来，可以被靠近的手指所吸引。当雨点打湿了风筝和绳索，以致电火可以自由传导的时候，你可以发现它大量地从钥匙向你的指头流过来。从这个钥匙，可以使莱顿瓶充电，用所得到的电火，可以点燃酒精，也可以进行平常用摩擦过的玻璃球或玻璃管来做的其他电气实验：于是带着闪电的物体和带电体之间的相同之点就完全显示出来了。 风筝实验的消息引起了全世界科学界的轰动。富兰克林的电学理论终于取得了决定性的胜利。他的著作被译成意大利文、德文、拉丁文，在全欧洲得到了公认。 在科学的真理面前，罗勒院长的谬论不攻自破，被学术界所抛弃。罗勒这个人后来也渐渐地被人们遗忘了。英国皇家学会的权威们作了反省，他们对两年前不屑一顾的论著重新评议，做了实验，果然—一应验。这些身居高位的科学泰斗们，不由得对书的作者刮目相看。他们笑容可掬地给富兰克林送来金质奖章，并且邀请他当皇家学会会员。 制服雷电 风筝实验的成功，启发了富兰克林，可以设法把天空中的电引到地下，避免发生雷击灾害。正当富兰克林进行这种试验的时候，从俄国传来了利赫曼（1711～1753）被雷电击毙的消息。 利赫曼是俄国著名的电学家，曾经在1745年发明静电计。为了验证富兰克林的实验，他们把一根大约两米长的铁杆固定在屋顶，一根和铁杆相连的金属导线通入屋里，导线末端连着一根金属棒和测电荷的棉线，当导线带电的电候，棉线会和金属棒分开。1753年7月的一天，科学院正在开会，利赫曼看到就要下雷雨，急忙赶回家。他请了一位画家同行，以便当场给画家介绍实验情况，好给就要付印的出版物绘制插图。当他们走进房间的时候，利赫曼瞥了一下窗子说：“雷电还远，没有危险”，然后走近仪器，察看静电计。就在这一刹那，画家看见从金属棒发出一团拳头大小、淡蓝色的火球，利赫曼躲闪不及，被击中前额。只听得一声开炮那样的巨响，利赫曼没有来得及喊叫就向后倒下！画家的上衣被撕成碎片，也受了伤。利赫曼的好友俄国科学家罗蒙诺索夫（1711～1765）事后伤心地写着：“他用悲惨的实验说明，雷电的力量是可能避免的，铁杆应该竖在雷电可能打到的空旷的地方。” 利赫曼的遇难引起了整个科学界的震惊。这是做强电试验的第一个牺牲者，代价惨重。富兰克林不过是幸免罢了。 消息传出，许多人对雷电试验产生了戒心。但是富兰克林没有退缩，利赫曼的死更激起了他发明避雷针的决心，也使他省悟到雷电的确是可以避免的。 富兰克林夜以继日地工作着，在盛夏还没有结束的时候，他终于试制成一根实用的避雷针。他把一根几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶，杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电袭击房子的时候，它就沿着金属棒通过导线直达大地，房屋建筑完好无损。富兰克林做了许多避雷针，分送给他的朋友和邻居，建议他们装在屋顶上。 第二年，避雷针开始在勃兰地兹试用。像许多新发明一样，起初的情况并不顺利。 不少居民听信教会和保守势力的蛊惑，认为装在屋顶的尖杆是不祥的东西，冒犯了上帝，会带来旱灾，就在黑夜偷偷地把避雷针拆了。然而，科学最终战胜了愚昧。一场挟着雷电的狂飙过后，神圣的教堂着火了，而装有避雷针的房屋却全都平安无事。 事实粉碎了宗教的谎言，它证明了雷电不是上帝的意志，上帝是不存在的，人定胜天！ 避雷针很快推广开来。1762年避雷针传入英国，1769年传入德意志，到1784年，全欧洲的高楼上都竖起了金属杆。 雷电终于被制服了。这是科学的胜利，也是全人类共同努力的结果。除了富兰克林、利赫曼外，还有许多人为它作出了不可磨灭的贡献。 |
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