七、科学巨匠

具有探索精神的富兰克林生活的时代，正值资本主义文明的上升时期。富兰克林无论工作如何繁忙，总是时时注视着科学界的进展。

1745 年荷兰莱顿城的两个科学家发明了蓄电池——莱顿瓶。富兰克林对此产生了浓厚的兴趣，开始了电学试验。

富兰克林根据莱顿瓶的原理，制成了世界上第一只蓄电器。它用 11

块普通窗玻璃，玻璃的两面贴上薄薄的铅片，玻璃和玻璃之间的距离为 2 英寸，它们垂直地排列在丝质的绳子上，并且用粗铅丝做成的钩子一边一个把它们钩住。这些玻璃板的两个表面，代表两个极，一面是正极，另一面是负极。他把钩在正极一面的钩子用链子连接起来，负极一面的也连接起来，然后在链的末端各安上金属丝，分别接在摩擦机——或者说起电盘——的两极上，这样，最原始的蓄电器便做成了。可是当时他还不知道，这个玩意儿对人类有什么用处。

就在那年下半年，富兰克林从实验和观察中，对天空中的闪电和摩擦而产生的电流作了比较，发现有下列几个共同之处：

发光；
光的颜色相同；
光线曲折；
运动迅速；
可由金属传导；
爆炸时发出响声；
存在于水和冰中；
通过物体时能使物体分裂；
杀伤动物；
熔化金属；
燃烧易燃的物质；
含有硫磺味。

此外，他还发现“电流易被尖形的金属棒吸收”。他在实验记录中写道：“眼前我还没法证明，天空的闪电是否也有这种特性。不过它既然同摩擦而产生的电有了 12 点相同之处，看来这一种特性也不可能被排除。”

1750 年 5 月，富兰克林在给柯灵逊的信中，提到了金属棒尖端的奇妙特性，这时他对避雷针已经有了初步的设想，可是他当时只考虑到利用尖端容易吸收电流的原理，打算把天空的雷电引导下来，以为这样就可以免遭雷击，而没有想到在尖端金属棒下端，接上一条地线，把雷电导入地下。

经过两个月的反复实验和观察，他写了一篇题为《电的性质和效力之探讨及 1749 年从费城几次实验中获得使建筑物、船只等免遭雷击的方法》的论文。在这篇论文中，他已经注意到，在利用金属棒尖端把天空的闪电引导下来的同时，必须有一条金属线，把电导入地下，这样才能使地面建筑物免遭雷击。

1751 年春天，柯灵逊出资把富兰克林的论文印成小册子，并请富兰克林的一位可靠的老朋友福瑟吉尔博士写了一篇序言。小册子流传到法国，立刻引起法国各界人士的关注。一时富兰克林的名字竟成了新奇事物的同义词。法王路易十五还特地请了法国著名科学家，当着他的面，按照富兰克林

的论文示意做实验给他看。

1752 年 6 月，富兰克林做了一次轰动世界的实验。

那是一个闷热的下午，天空上悬着灰蒙蒙的浮云，压得人们喘不过气来。狂暴的阵风呼啸而过，那闪闪的电光，曲折地划破长空，引来了震耳欲聋的惊雷声。这正是富兰克林盼望的天气。

他的计划是把云层上的电引下来，以便证明天空的闪电和人工产生的电，同属一种性质。他注意到，高大的树木，教堂的尖顶、船只的桅杆等，凡是高耸的目标，都容易引导雷电。他原先打算等当地正在建造的教堂落成后，利用教堂钟楼的尖顶，再接上长长的金属棒，吸引云层上的电，可是那教堂建造的速度很慢，他等不及了；他得另找一种高入云霄的东西来代替塔尖。他决定用风筝。由于得在雷电交加的雨天进行这项试验，他用丝绸代替纸张，做成了一只风筝，风筝顶端缚上一条尖得像针似的金属线，作为吸引电的“先锋”。他把穿在风筝上的绳子当做导体，绳子的末梢系上作绝缘体的绸带，绸带的另一端则在试验者的手中。这样吸引下来的雷电，就不会通过试验者使他触电了。在绸带和绳子的交接处，挂上一把钥匙，作为断路器。

富兰克林把他的儿子威廉叫到跟前，告诉他今天所做试验的内容，并且要他做这次试验的助手。父子俩悄悄地收拾起风筝，奔向离他们家不远的草坪，那里有一个小木棚，正好可以作为他们躲避风雨的场所。

风更紧了。这正是放风筝的好时机。富兰克林顶着狂风和雷电，把风筝送上了天。大雨如注，雪亮的闪电像银蛇似的，不时地在空中蜿蜒。富兰克林指挥着儿子不要让风筝的缎带被雨淋湿，不要让风筝绳子擦到棚子，以免发生危险，同时他仔细地观察着风筝放飞情况。

突然，廉威叫了起来：“看哪，绳子上的纤维都竖起来啦！”

这就是电！富兰克林伸出一只手指，和风筝的绳子并行着上下移动。

（注意！他没有碰到绳子！）说也奇怪，绳子上的毛茸茸的纤维随着他手指的动作，也一上一下地摆动起来。他握紧拳头，小心地伸到系在绳子和绸带间的钥匙旁边。噼啪！一个火花从那里闪了出来，打在他的腕节上，他感到一阵麻木，赶紧把手缩了回来。

试验成功了！它证实了：闪电就是电。

接着，他决定在室内做避雷实验。他在附近的铁匠铺里，定制了一条 3 米多长、顶端尖的细铁棒，把它安在烟囱顶上。铁棒的末梢拴上金属线。凡是金属线接触到屋子的地方，都给它套上玻璃管。他把金属线沿着楼梯，引到屋子的中间，最后把它系在一个金属水泵上，这水泵是通向地下的，这样从烟囱顶上引导下来的电，就乖乖地进入地下去了。他又把楼梯上靠近他卧室的那一段金属线分成两股，两股之间的距离约 6 英寸。他在那两股线上，各挂上一只小铃，铃的中间，用丝线吊着一只小铜球。

在富兰克林的率领下，一家人站在楼梯上看这个有趣的设计。只要天空出现一道强烈的闪电，那系在丝线上的小球就不断地左右摆动，这样小铃铛就发出清脆而又悦耳的响声。

有一天晚上，富兰克林一家睡得正浓，突然卧室外边一声霹雳，仿佛是什么东西爆炸了似的，把一家人都惊醒了，富兰克林立刻从床上跳了起来，冲到室外。只见一道道眩目的白光，在两只铃铛之间，川流不息地闪现着。那只铜球却被挤在一边，恰好和金属线形成直角。

那道白光亮极了，简直和太阳光一样。

他的妻子黛博拉害怕极了。富兰克林严肃地说：“这就是击在我们屋顶上的雷电。它通过烟囱顶上的金属棒，正经过这里导向地下。要不是安上那条金属棒——避雷针，我们的屋子早被击毁了。”

隔了一天，富兰克林把他的实验经过写成文章，在报上发表。由于这是一个新的发现，他得用一些新的术语来说明他的实验，例如：电池组、电荷、电极、电弧，电流等等。文章发表后，这些术语都被其他科学家们采用了，而且被译成各种语言文字。新发明很快就推广开来，从美洲到欧洲，乃至世界各地。这么细细的一条金属棒不知拯救了多少人的性命，免除了多少房屋遭受毁坏啊！

他拒绝了专利局授予他发明避雷针的专利权，对富兰克林来说，为人类作出一点有益的贡献，是他最大的幸福。

在此之前，富兰克林还发明了新式火炉，被称之为“富兰克林火炉”。1753 年，他研制了医学史上第一个具有伸缩性的导尿管；试验了物体传热灵敏度；以后又研究了液体蒸发时热量的散失情况，和铅中毒效应及其他力学原理。即使在晚年，他还致力于科学试验，测量海流，研究改进航海技术，研究水声学，并在法国宣读了论北极光性质的文章。

富兰克林曾是美洲哲学会的中心人物，四次担任英国皇家学会理事会理事，曾获得哈佛大学和耶鲁大学的荣誉硕士学位，以及英国的爱丁堡大学、圣安德鲁大学和牛津大学博士学位。富兰克林不是“闭门造车”的专业研究者，他对科学的许多贡献几乎都是在参加社会活动的同时完成的。他勇于作实际的试验，经常把科学研究与实际生活结合起来。他培养了许多科学家，鼓励人们去钻研科学。他的科学发明和发现为人类作出了宝贵贡献，在当时大大促进了北美各殖民地科学文化的发展。富兰克林不愧是一个伟大的科学家。