攫取雷电的人

迷信的人对于雷电有各式各样的说法,欧洲人普遍认为“雷电是上帝发怒”,但是一些科学家则想力图揭开雷电的秘密。在雷电产生的时候,人们可以闻到硫磺或黄铁矿的气味。因此,许多人认为,雷电是一种易爆炸的气体突然燃烧所发出的声响和火光。过去富兰克林也认为是这样,他的实验改变了他的想法。他把莱顿瓶放电和关于雷电现象的记载进行了比较,发现它们有许多共同之处:它们都发出相同的光色;有锯齿般的形状;能被金属、水或冰传导;点燃易燃物;杀死动物;熔化金属;破坏磁性等特性。他越想越觉得雷电就是一种放电现象。他想通过实验来证明。

富兰克林把这种设想在 1750 年 7 月写信告诉给英国的植物学家柯林孙, 以感谢柯林孙为他寄来的莱顿瓶,柯林孙把这些信件作为论文交给当时世界上最有权威的科学机关——英国皇家学会,但竟遭到他们的嘲笑。柯林孙确信富兰克林是正确的,就决定自费出版这些信件。富兰克林的文章发表后, 立即引起普遍的关注,尤其是得到部分法国科学家和法国国王的热情赞扬。在法国国王的赞助下,科学家达利巴尔德按照富兰克林的实验设想,在靠近的玛尔利市镇建造了一个小屋,把一根 13 米高的铁竿立在屋内绝缘的桌子上。达利巴尔德还训练了一只会观察阴云的信鸽,当阴云来临时,信鸽便会叨着一根黄铜线从铁竿上引下雷电,1752 年 5 月 10 日,出现了雷雨云,当信鸽叨着铜线接近铁竿时,电火花激烈的噼啪声,火焰和硫磺味吓得信鸽丢下铜线就飞跑了。但是达利巴尔德的朋友,一位牧师勇敢地继续实验,并从铁杆上引出电火花来。

达利巴尔德写信给富兰克林讲述了上面的过程,并告诉富兰克林他的思想已不再是猜测,它在这里变成事实。

事事认真的富兰克林并没有把巴黎的实验看作是最后的结论,因为他认为 13 米的铁竿并没有伸进云层。后来有人改用 32 米的铁竿重复这个实验。可富兰克林认为这还不算高,铁杆并没有伸入云端里呢。

人们认为,32 米的铁竿已经够高的了,怎样才能再高一些呢?

突然,一个新的想法掠过富兰克林的脑海,为什么不把一个风筝放进云层里去呢?风筝飞得可是够高的,而且用风筝线可以代替铁杆把闪电引下来啊!这个实验既不需要国王出钱,也不需要别人的赞助,只需要一个用绢做的风筝即可。但是这个实验是十分危险的,不过富兰克林决定冒险试一下。富兰克林用两根很轻的杉木做成一个小十字架,然后把一块大而薄的丝

绸手帕的四个角扎在十字架的末端,这样就做成了一个风筝。还把一根根细的铁丝固定在十字架的直木条的顶上,使铁丝超过木架 1 英尺多,这样可以更好地引下天空中的电。

风筝做好了,只等待暴风雨的来临,1752 年 7 月的一天,费城的上空阴霾密布,一场暴风雨就要来临了。富兰克林赶紧跑到书房,从壁橱里取出风筝,还叫上了儿子威廉帮忙。两个人跑到附近的田野里,放起风筝,强风推着风筝扶摇直上,转眼就升入云霄,就在这时随着一声闷雷,大雨倾盆而下。富兰克林拉着儿子躲进旁边一所建筑物里。富兰克林把绸带紧紧地缠在手上,风筝线和绸带连接在一起,被雨弄湿了的风筝线变成了导体,靠近手的绸带是干燥绝缘的,这样可以防止把电引到身上。在风筝线和绸带的连接处, 富兰克林挂上一把铜钥匙。

就这样,他们父子两个静静地等待着,一片雷雨云过去了,没有任何有电的征兆,富兰克林认为实验失败了,突然他看到风筝线和绸带上的纤维都直立起来了。这时,他很兴奋,因为他知道它们带电了,于是他用一个指头慢慢地靠近钥匙,当离钥匙还有一段距离时突然间,钥匙上射出一串强烈的电火花。这火花给他带来了无限的欢乐。他大声叫道:“威廉!我受到电击了!我捕捉到了天电!”

富兰克林叫威廉赶快到书房里去拿莱顿瓶,用铜钥匙给莱顿瓶充电瓶子里充满了电,他们终于把世世代代认为是恶魔的天电装进了瓶子,他们小心翼翼的把莱顿瓶捧回屋子里,在屋子里倚窗相望不安的丽德,终于把这两个满身泥水的父子盼回来了,从他们脸上的兴奋劲,知道实验大获成功。

实验证明,天电的一切性质都与摩擦发生的电相同,他们终于证明了: 天上的电和摩擦生成的电是同样一种东西。

看着丈夫和儿子脸上的笑容,丽德想起她那次心有余悸的电击,也感到无限的安慰。

应该说,老天爷对富兰克林特别恩惠,因为这种风筝实验是十分危险的。1753 年 7 月 26 日,俄国科学家利赫曼在圣彼得堡研究天电时,把一根导线接在屋顶的一根金属杆上,另一端接在验电器上,当一场大雷雨即将来临时, 突然一个球形闪电,把坐在验电器旁边正俯身观察验电器的利赫曼击毙。利赫曼是第一位献身于电学研究的科学家。这个事件曾引起科学界的震惊。

为了安全,这样的实验读者是不允许再去重复进行的。

许多人对雷电的研究产生了戒心,但是富兰克林不仅没有退缩,反而暗下决心,一定要消除雷电给人类带来的灾难。

富兰克林在实验时早就注意到,如果在莱顿瓶上接上一个尖端物时,更容易产生电火花。这件事使他联想到雷电,雷电产生破坏的原因,是由于云层和建筑物之间产生大规模的放电,如果能想个办法,让云中的电一点一点的放出来,不就不会产生危害了吗!想到这里,他立即动手做了一个巧妙的试验模型,他用一只带电的盘子当作带电的云彩,把一个放在地面上的锤子比作建筑物,当盘子从锤子上方经过时,会出现放电的火花,如果在锤子竖起一根针,就再也看不到电火花了。

原因是,尖端的地点最容易放电,当电从尖端一点一点的放出来的时候, 产生的小火花就几乎看不到,如果在建筑物的顶上装上一根和大地连结的细金属丝,带电云经过的时候,云层中的电荷就会慢慢地被引入到地下。这样建筑物就不会受到雷击了。富兰克林就这样发明了避雷针。

1754 年一位叫迪维什的牧师首先在普林迪茨实现了富兰克林的设想,6 年以后富兰克林在费城的一座大楼上立起一根避雷针。避雷针的出现也引起了一些神学家的反对,他们的论据是,雷和闪电是上帝向人表示愤怒与惩罚的一种行为,如果用避雷针干扰了上帝的行为,是最大的不敬。一些居民也认为,在屋顶上竖一根铁杆是不吉祥的。

但是,事实胜于雄辩,一场雷雨过后,神圣的教堂起火了,把上帝的宝座连同耶稣蒙难的十字架一烧而光,而装了避雷针的大楼却安然无恙。

于是避雷针就像雨后的春笋一样在各地建立起来,仅美国费城就装了400 多根避雷针。

避雷针传到英国,却遭到了英国女王的反对,因为发明避雷针的富兰克林是一个反对英王统治,积极参加美国独立战争的英雄。不懂科学的女王竟

下令把尖尖的避雷针改为圆球形的,以示与富兰克林的发明有所区别,这项决定遭到英国皇家学会主席的反对,最后他不得不辞去自己的职务。但是圆球形的避雷针不仅不能避雷还起了招雷的作用。雷电专门打这些建筑,真是让人啼笑皆非。

直到 1782 年,英国才竖起了第一根避雷针,科学得到了胜利。