中外科学家发明家丛书:富兰克林-第4章
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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:
1。发光;
2。光的颜色相同;
3。光线曲折;
4。运动迅速;
5。可由金属传导;
6。爆炸时发出响声;
7。存在于水和冰中;
8。通过物体时能使物体分裂;
9。杀伤动物;
10。熔化金属;
11。燃烧易燃的物质;
12。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
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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。
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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。
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八、独立先驱
富兰克林在科学研究的同时,也热衷于社会政治活动。早在 1754
年,富兰克林以宾夕法尼亚州代表的身份出席了北美各殖民地在纽约州的首
府奥尔巴尼举行的代表大会。在会上,他提出了著名的奥尔巴尼联盟计划。
主张各殖民地组成联盟,北美和英国在平等的基础上组织联盟。这一计划因
英国反对而失败。
1757年,已经51岁的富兰克林又代表宾州议会,为制止殖民地总
督威廉·宾的儿子的不法行为,到伦敦向英王请愿。他写文章,造舆论,揭
露殖民制度的罪行,致使斗争取得了部分成功。富兰克林的后半生主要从事
外交活动。
1765年3月,英国政府为了进一步加强对殖民地的控制,榨取北美
财富,就巧立名目,颁布一种很苛刻的《印花税法》,即一切文件、契约、
合同、执照、文凭、报刊及其他印刷品,甚至结婚证书、遗嘱都要贴上印花,
才能有效。殖民地人民虽然竭力反对,但这个法令还是强行通过了。
富兰克林在开始时态度比较温和,主张维护英国的权威,表现出他
在那时反对英国殖民统治的思想很不彻底。这在1760年他写的《大不列颠利
益的考虑》一文中,清楚地暴露出来。另一方面,由于身在英国,他不知道
家乡人民对印花税的反对是多么激烈,后果如何严重。
帆船从纽约到伦敦经过6个月的航行,把同胞反对印花税的消息带
给了富兰克林。富兰克林预感到革命风暴的来临,于是,他站在人民的立场
上,在英国下议院辩论时,坚决主张废除印花税法,并答复了关于废除这个
条例的174项问题。在富兰克林的劝说和斗争下,许多人改变了态度。印花
税在实行后的第二年被迫取消。富兰克林在这次斗争中发挥了一定作用。
1770年,马萨诸塞、新泽西、佐治亚州议会也委托他作为驻英代理
人,调解宗主国与殖民地的争端。
1773年,英国准许东印度公司将茶叶直接售给北美殖民地零售商,
企图垄断北美殖民地的茶叶贸易。12月16日,波士顿市民8000人集会,要
求抵达港口的东印度公司茶船撤离港口回航,斗争遭到失败。当晚,波士顿
茶商化装成印第安人,抢登3艘运茶船,将茶叶全部倾入海中。这就是著名
的波士顿倾茶事件”。英国政府采取了严厉的镇压措施。1774年3月至6月,
英国议会陆续制订了对北美殖民地实行高压统治的五项“强制法”(又称“不
可容忍法”);主要内容是:
1。封闭波士顿海港法:在波士顿人民偿付倾倒入海的茶叶价款以
前,封锁该港;
2。司法行政权法:英国殖民官员犯罪,根据英国法律审判;
3。马萨诸塞政府法:取消马萨诸塞地方宪法及其自治地位,议员、
法官及各级官员由英王总督任免;不经总督书面批准,不得举行集会;
4。新驻营法:英军可以不经主人的同意进入私人住宅,以及一切旅
馆、酒店和公共建筑物驻军;
5。魁北克法:把俄亥俄以北、宾夕法尼亚以西的广大地域,划归英
国新近从法国手中取得的直辖殖民地魁北克。
与英国殖民统治者的愿望相反,五项“强制法”起了动员殖民地人
民团结反英的作用。
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1775年4月19日,英国军队和美国民军在列克星敦和康科德发生
了冲突,北美殖民地人民反英武装斗争的序幕从此揭开。
英国殖民统治者的所做所为令富兰克林十分愤慨。他在1775年初向
英国呈交了《调回驻波士顿军队的方案》,但被拒绝。英国政府日益憎恨富
兰克林,使他的处境极端困难。1775年4月,富兰克林决定离英返美。
富兰克林回到北美后,立刻投身于革命,担任宾州治安委员会的委
员,并在1775年5月出席了在费城召开的第二次大陆会议。
与此同时,他与《常识》的作者潘恩共同起草了富于资产阶级民主
精神的 《宾州宪法》。潘恩这位独立战争中的杰出战士原是契约奴身份。富
兰克林在1774年出使英国期间认识了他,并写信给《宾夕法尼亚杂志》,介
绍他到费城工作。他赞许潘恩是“一位有智慧的、值得尊敬的青年”。
1776年6月,富兰克林参加了《独立宣言》的起草工作。大陆会议
指定杰弗逊、富兰克林、约翰·亚当斯等5人组成委员会,起草宣言。他们
以气势磅礴的笔调,起草了《独立宣言》,概括了英法思想家提出的资产阶
级民主主义所依据的政治理论和革命原则,庄严地向全世界宣告:“人人是
生而平等的,他们都被造物主赋与某些不可让渡的权利,其中包括生存权、
自由权和追求幸福等权利,……当任何形式的政体妨碍了这种目的时,人民
有权力去改变它,或废除它。”《独立宣言》指控英王倒行逆施,综述了迫
使美国人民争取独立的原因。它不仅是美国宣告独立的正式文件,也是资产
阶级上升时期人民要求民主主权的宣言书。它动员人民群众为争取民主权
利、民族独立而斗争,成为当时美国人民反抗英国奴役、进行革命的有力武
器。马克思在致美国总统林肯的信中曾经指出:《独立宣言》是“第一个人
权宣言”。其历史进步作用十分突出。
北美殖民地人民正式宣告摆脱英国的殖民统治,美洲大陆上一个新
的国家——美利坚合众国从此诞生了。因富兰克林过去曾任邮政总长,这时
他仍担任这一职务。秋天,他奉美国国会的派遣前往巴黎,以特使的身份促
使法国助战。途中还俘获了两艘英国船,以此作为交换,换得了枪支弹药,
供给美国作战部队。在法国,他博得了舆论界的同情。
12月,由于当时美国战事暂时失利,英军攻占了费城。法国犹豫不
决,怀疑美国抗英斗争是否能胜利。富兰克林的使命陷于僵局。但富兰克林
没有灰心,他对革命胜利满怀信心,坚定不移。此时,英国在法国的秘密使
节与富兰克林进行诱和谈判,富兰克林运用与�