子虛烏有 富蘭克林放風(fēng)箏發(fā)現(xiàn)了電？
富蘭克林發(fā)明電的故事，想必大家都應(yīng)該有所了解。富蘭克林通過在雷雨天氣中放飛一只線上系有鑰匙的風(fēng)箏，從而發(fā)現(xiàn)了電。最近，有關(guān)這種說法人們有了質(zhì)疑，放飛箏事件有沒有可能是子虛烏有呢？
子虛烏有的放風(fēng)箏事件
本杰明·富蘭克林是如何在這個(gè)過程中操控風(fēng)箏而又未被燒焦的呢？所謂的風(fēng)箏事件有沒有可能完全是子虛烏有？
這并不等于否認(rèn)本杰明·富蘭克林是電場(chǎng)領(lǐng)域的先驅(qū)。1746年的他作為印刷商和《窮查理歷書》的出版商已經(jīng)相當(dāng)富裕。《窮查理歷書》常常挖苦同時(shí)期其他歷書提出的天文和氣象迷信。
一天，富蘭克林看到蘇格蘭雜耍藝人亞當(dāng)·斯賓塞醫(yī)生——也稱“思朋斯醫(yī)生”——表演的一個(gè)被稱為“電吻”的社交把戲。在表演中，一位女性把沒戴手套的手放在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的玻璃球上，當(dāng)她的追求者靠近去親吻她時(shí)，頓時(shí)會(huì)爆發(fā)出火花，當(dāng)然也伴隨著歡笑。
富蘭克林從此被電迷住了，他開始擺弄思朋斯醫(yī)生的萊頓罐。萊頓罐就是我們現(xiàn)在的電容器的雛形。最早由萊頓大學(xué)（由此得名）教授、荷蘭科學(xué)家彼得·范·馬申布羅克制造。
這個(gè)罐子里面是一個(gè)普通的果醬罐，底部鋪上一層錫箔，罐口配上蠟封軟木塞，中間穿過一根連接短鏈條的銅棒。鏈條與里面的錫箔接觸，銅棒頂端有個(gè)鼓起的銅球。當(dāng)摩擦各種物體產(chǎn)生的靜電作用到外部的銅球時(shí)，靜電就可以經(jīng)銅球儲(chǔ)存在罐子里。因?yàn)椴煌姾上辔迌?nèi)金屬板上的負(fù)電荷可以導(dǎo)致外部金屬板上產(chǎn)生相當(dāng)?shù)恼姾伞?/p>
富蘭克林買下了這位醫(yī)生的整套裝置，并請(qǐng)一位英國(guó)朋友給他寄來更多的儀器和有關(guān)實(shí)驗(yàn)的文章。富蘭克林對(duì)電的愛好很快成為他的全職工作。
從云中引火燒身的絕不是富蘭克林
當(dāng)時(shí)歐洲思想家宣稱有兩種類型的電。同一個(gè)球，摩擦玻璃棒產(chǎn)生的靜電能吸引它，而摩擦樹脂棒產(chǎn)生的電卻排斥它。這就證明電有兩種變體。作為業(yè)余科學(xué)家的富蘭克林卻不敢茍同。
他認(rèn)為電是從高電荷流向低電荷的。他鑒定并命名了正電荷和負(fù)電荷、導(dǎo)體以及絕緣體。他聲明閃電是一種電現(xiàn)象。在《電的實(shí)驗(yàn)與觀察》一書中，富蘭克林提出一個(gè)驗(yàn)證閃電與電是否一樣的實(shí)驗(yàn)。
“要確定云是否帶電，”他寫道，“在一個(gè)高塔的頂端，設(shè)置一個(gè)足夠容納一個(gè)人和一個(gè)電架的崗?fù)ぁ碾娂苤醒胫鹨桓F桿，彎出門外，然后再使其垂直向上6～9米，末端弄得很尖。如果電架保持干燥和干凈，當(dāng)經(jīng)過的云層很低時(shí)，站在架子上的人可能會(huì)通電，產(chǎn)生火花，鐵桿從云中將火引到他的身上。”
那個(gè)時(shí)候歐洲最著名的電實(shí)驗(yàn)是由法國(guó)的諾列特完成的。他根本不相信這個(gè)殖民地學(xué)者不著邊際的言論。然而國(guó)王路易十五卻十分感興趣。他鼓勵(lì)他的科學(xué)家們?nèi)L試這個(gè)實(shí)驗(yàn)并確認(rèn)其理論。
1752年5月10日，托馬斯·弗朗索瓦·狄阿里巴勇敢地站出來挑戰(zhàn)。他在法國(guó)馬利花園中豎起了一根高12米的尖尖的金屬桿，然后等待暴風(fēng)雨到來。當(dāng)暴雨云層從頭頂飛過，一個(gè)助手拿著銅絲走向裝置。正如富蘭克林預(yù)測(cè)的那樣，他招來了火花。
法國(guó)科學(xué)家一再重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，最后終于證實(shí)：閃電就是電火。幾乎一夜之間，富蘭克林成為歐洲的名人，而他卻沒有放飛任何風(fēng)箏。
在風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)中送命的人
本杰明·富蘭克林從來就沒有寫過風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，也沒有任何期刊記載有這么回事。最早提及風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的是標(biāo)注日期為1752年10月19日的致《費(fèi)城報(bào)》的一封信。信中介紹了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，但卻從來沒說富蘭克林做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
“用兩根輕桿交叉成十字；支住一塊手絹的四個(gè)角；桿的頂端附上一根尖鐵絲……在線的末端系上絲帶并綁上一把鑰匙。拉線的人必須站在門內(nèi)，確保不被淋濕。雷雨云一經(jīng)過風(fēng)箏上面，尖的鐵絲就能引下電火。”
請(qǐng)注意，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里，閃電并不直接擊中風(fēng)箏。其想法是讓風(fēng)箏接近云層，將電荷從大氣系統(tǒng)沿風(fēng)箏線引下來。然后實(shí)驗(yàn)者用手指關(guān)節(jié)去觸摸鑰匙，將電荷導(dǎo)入地下。或許富蘭克林本人嘗試過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。但即便他這樣做了，也沒有留下第一手描述。
有關(guān)富蘭克林放風(fēng)箏最為詳細(xì)的敘述來自約瑟夫·普里斯特利。他聲稱富蘭克林親自告訴過他這件事。普里斯特利關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的二手描述發(fā)表于1767年。
至少有一個(gè)人在嘗試重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候丟了性命，他就是俄羅斯物理學(xué)家里奇曼。1753年，里奇曼在圣彼得堡放風(fēng)箏時(shí)被“金屬桿中竄出的一個(gè)拳頭般大小、藍(lán)白色火球”擊倒。
北卡羅來納州艾索瑟莫技術(shù)學(xué)院的講師兼歷史學(xué)家湯姆·塔克準(zhǔn)備重復(fù)富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)。在2003年他試圖利用富蘭克林時(shí)代能找到的一些材料來復(fù)制實(shí)驗(yàn)。他嚴(yán)格按照描述試了幾次，但風(fēng)箏就是飛不起來。然后他再用現(xiàn)代風(fēng)箏嘗試，還是不行。他相信富蘭克林肯定也沒有成功放飛風(fēng)箏。
請(qǐng)用“富蘭克林”牌避雷針
那些仍然堅(jiān)信富蘭克林確實(shí)放飛過風(fēng)箏的人對(duì)于他為何從來沒有詳細(xì)描述自己的實(shí)驗(yàn)發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)給出了一種說法：或許承認(rèn)玩弄小孩的玩具會(huì)讓他感到難堪。無論如何，用風(fēng)箏做實(shí)驗(yàn)并不是他的發(fā)明。
曾有一位名叫亞歷山大·威爾遜的物理學(xué)家就用了一大串風(fēng)箏做天氣研究。美國(guó)氣象局1893年開始定期使用風(fēng)箏做研究。后來氣象氣球、飛機(jī)和衛(wèi)星提供了收集信息的新途徑，風(fēng)箏又變成了玩具。最后一個(gè)風(fēng)箏天氣局于1933年關(guān)閉。
不管他是否在暴風(fēng)雨中放過風(fēng)箏，富蘭克林對(duì)于閃電的解釋相當(dāng)準(zhǔn)確。他在1756年入選英國(guó)皇家科學(xué)院，被授予代表最高榮譽(yù)的科普利獎(jiǎng)?wù)隆W洲的大教堂也很快都安裝上了避雷針。威尼斯鐘樓自1388年以來已被雷電擊中和燒毀了6次，但自從安裝了“富蘭克林避雷針”以后，就再也沒有這個(gè)問題了。
這一點(diǎn)后來在美國(guó)爭(zhēng)取贏得獨(dú)立時(shí)被證明是美國(guó)的一大財(cái)富。他的聲譽(yù)以及與國(guó)王路易十五的親密關(guān)系使他成為美國(guó)尋求法國(guó)援助時(shí)的最佳大使。由此看來，富蘭克林對(duì)閃電的癡迷居然在說服法國(guó)人站在美國(guó)革命者一邊上發(fā)揮了重大作用。
在英國(guó)，喬治三世對(duì)富蘭克林政治觀點(diǎn)的厭惡也波及科學(xué)領(lǐng)域。他下令不許在宮殿上安裝富蘭克林避雷針。他懷疑這是某種詭計(jì)。它們不是將電無聲無息地導(dǎo)入地下，而是被叛亂分子秘密地將閃電導(dǎo)入皇家建筑。他要求皇家學(xué)會(huì)主席約翰·普林格爾否認(rèn)富蘭克林的電理論。普林格爾立即辭職，他說：“你可以改變國(guó)家法律，但改變不了自然規(guī)律。”
富蘭克林成為了科學(xué)界的紅人，尤其在法國(guó)大受歡迎。有人歡迎的同時(shí)也有人厭惡。在英國(guó)，富蘭克林似乎并不受歡迎，只因喬治三世覺得安裝避雷針是給叛亂分子的機(jī)會(huì)，這樣叛亂分子就可以將閃電導(dǎo)入皇家建筑，導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p害。
