離開鄧罕先生的雜貨店,富蘭克林想繼續投身於自己的老本行。正在此時,富蘭克林初到費城就職的印刷所--基維爾印刷所邀請富蘭克林前去任職。因為,基維爾又開了一家文具店,無暇顧及印刷所的事務,他希望富蘭克林能幫他管理印刷所,並訓練手下那批新工人。
富蘭克林幫助基維爾把印刷所管理得井然有序,印刷所的生意也越來越好了。在這期間,富蘭克林製造了銅版印刷機,開創了銅版印刷的先河。
後來,由於富蘭克林在印刷所舉足輕重的地位,所以許多與印刷所有業務往來的客戶都願意直接同富蘭克林打交道,這引起了基維爾的嫉妒,並借口減掉了富蘭克林的部分工資。有一次,基維爾竟然無端地責罵富蘭克林,富蘭克林知道基維爾是為趕走自己找借口,盛怒之下,他同基維爾大吵起來。基維爾當即拿出解雇通知單,富蘭克林對此嗤之以鼻,離開了印刷所。
也就是在這一年,富蘭克林在費城和他的幾個朋友創辦了一個俱樂部,名叫“講讀俱樂部”,後來人們稱為“共讀會”。共讀會建立了一個小型的圖書館,目的是幫助工人、手工業者和小職員進行自學。每星期五晚上,大家一起討論有關哲學、政治和自然科學等問題。
一開始,富蘭克林便成了共讀會的中心人物,他為俱樂部擬定了章程,還親自出題目供大家討論。他要求會員們圍繞政治、道德、自然科學提出問題,並且在討論中要客觀求實,而不應單純為了爭強好勝去辯論,避免武斷性、攻擊性的語言,而且要嚴格遵守規定時間,超時或違背規定都要處以小額罰金。
這些規定,俱樂部成員都願意遵守,因此,每次活動都舉辦得很成功,大家暢所欲言,場麵十分熱烈。他們在這裏不但交流了思想,更增進了友誼,增長了見識。
這時富蘭克林還不到30歲,通過刻苦自修,他已經成為一個學識淵博的學者和啟蒙思想家,在北美的聲譽日益提高。此後,“共讀會”在富蘭克林的領導下,幾乎存在了40年之久,後來發展為美國哲學會,成為美國科學思想的中心。
共讀會將“實用主義”作為貫穿其全部科學研究的主線,這一思想也成為美國獨立後的主導思想。正如法國青年亞曆克西·德托克維爾1831-1832年橫穿美國旅行後寫道:“美國今後將習慣於把有用看得重於美觀,而且他們也要求美觀之物應該有用,這使得這些沒有發現力學上任何一條一般定律的美國人,卻將使世界麵貌改觀的蒸汽機引進海上航行事業。”
創業維艱
就在富蘭克林離開基維爾印刷所後,他已經掌握了精湛的印刷技術,在費城已經是小有名氣。這時,與富蘭克林曾在一起做工的梅爾迪斯來找他,希望富蘭克林能與自己合作開辦印刷所,並說他的父親會給予資金方麵的支持。
富蘭克林滿口答應,與梅爾迪斯合夥開辦起了印刷所。雙方約定,梅爾迪斯占全部股份的一半,另一半以借貸的形式記在富蘭克林名下,所得利潤平分。他們在街邊租了一所房子,將房子整修一番,安裝好印刷機,整理好鉛字,就開張了。
經過無數次挫折和艱苦的磨煉,富蘭克林終於有了發揮自己才幹的一席之地。因此,他十分珍惜這次機遇。每天天還沒亮,他就上班了,整理鋪麵、排版、印刷。印完當天的活後,再把版拆開,把鉛字放歸原處,為第二天作好準備。
每天,富蘭克林都懷著飽滿的熱情和活力工作到深夜。由於他懂經營、善管理,又有精湛的技術,因此,很快贏得了客戶的青睞,並攬到政府公文的印刷業務,收入非常可觀。
因受英國殖民統治的控製,北美當時的印刷業發展十分緩慢。在費城,基維爾的印刷所隻能印製一些初級讀物、傳單等;而另一家知名印刷所--勃雷德福的印刷所也是依靠印製官方公文和官方報紙《美洲信使周報》艱難維持著。富蘭克林對此非常了解,為了增強自己的競爭力,富蘭克林決定辦一份報紙。
但是,富蘭克林辦報紙的消息不脛而走,基維爾獲知後,不惜花重金購買機器,搶先出版了一份名為《賓夕法尼亞科技藝術報》的報紙。但由於基維爾沒有辦報經驗,維持了9個月後,便維持不下去了,後來不得不將報紙賣給了富蘭克林。
1729年10月,富蘭克林創辦的《賓夕法尼亞報》正式出版發行。由於他有辦報經驗,再加上他豐富的知識和共讀會朋友的幫助,因此,報紙一發行便吸引了廣大讀者,使勃雷德福的《美洲信使周報》訂量銳減。這下惹怒了勃雷德福,於是,他利用自己任郵政局長的便利,不準郵差投送《賓夕法尼亞報》。富蘭克林則對郵差多施金錢,讓他們暗中為自己服務。這樣,他們的報紙越辦越好,一直延續了18年。
在富蘭克林的苦心經營下,印刷所的生意越來越好。梅爾迪斯本來對印刷業務就不感興趣,拿著從中獲取的一半利潤,他重新拿起酒瓶,坐吃山空,結果欠下了很多債務。最後,梅爾迪斯提出退出印刷所,把自己的經營權全部轉讓給富蘭克林,條件是讓富蘭克林替他還清所有的債務。
富蘭克林同意了梅爾迪斯的要求,從此成了印刷所的獨立經營者,擁有了屬於自己的印刷所。此後,他的事業蒸蒸日上,他也因此成了費城頗有影響的人物。
1730年,富蘭克林與相識7年的李德小姐結為伉儷,建立了家庭。在妻子的支持下,富蘭克林的印刷所在競爭中明顯占據上風,經濟條件也有了很大的改善。
1733年,富蘭克林開始嚐試編寫曆書,當時,費城還沒有書籍出售,曆書成了每個家庭中唯一的出版物。富蘭克林在曆書中別出心裁地塑造了一個“窮理查”的形象,受到了讀者的廣泛喜愛。
曆書中記述了一些關於“窮理查”發跡的故事,內容針砭時弊,撻伐邪惡,頌揚人間的真善美。直到1748年以後,曆書被稱為《發跡的窮理查》。篇幅也較之以前長了許多,發行量也增至每年1萬多冊。在1758年曆書的序言中,富蘭克林對25年來的曆書做了總結,提取其中的精華部分,編成《致富之路》。《致富之路》印了一期又一期,人們把它當做金科玉律保存下來。
風箏實驗
創業的艱辛,使富蘭克林沒有過多的時間和經曆去從事科學研究。但在這方麵,富蘭克林從來沒有放棄過。接下來的幾年裏,富蘭克林將注意力慢慢轉移到科學實驗和公眾比較關心的問題上。
16世紀中葉之前,電學還是一塊處女地,對電學做過探索的學者也寥若晨星,許多基本問題都沒有搞清楚。17世紀以後,當時英國女王伊麗莎白一世的禦醫威廉·吉爾伯特寫了一本《論磁石》的書,第一次將電吸引與磁吸引區別開來,認為電和磁是兩種不同的東西。他還發現,許多物體通過摩擦可以產生靜電。吉爾伯特在電學方麵的研究取得了重大突破,許多科學家都加入了這一研究行列。
直到1746年,電學界傳出一個激動人心的消息:德國的克萊斯特和荷蘭科學家米欣布魯克幾乎同時發明了能夠儲存電的蓄電池,後來被人們稱為萊頓瓶。
這一發明,使人們對電有了新的認識,也使富蘭克林對電學產生了極大的興趣。
1746年夏天,富蘭克林回鄉探親,返回波士頓。一天,他正在街頭漫步,忽然發現一群人正圍著一個學者模樣的人觀看他的表演,富蘭克林也好奇地走上前去觀看。
原來,表演的人是一位來自英國的名叫斯賓斯的學者,他的表演不過是極簡單的電學實驗。他先將摩擦產生的電通過導線引入萊頓瓶,再用導線將電引出,他讓兩隻導線產生電火花,點燃了遠處的酒精,並用電當場擊斃活著的母雞,還用摩擦帶電的玻璃棒吸引紙屑等。他的表演博得了一片熱烈的掌聲。這引起了富蘭克林的思考,他下決心要投入到對電的研究。
於是,富蘭克林把斯賓斯請回家做了一番長談,還出高價買下了他做表演的所有實驗設備,並把這些設備帶回費城,擺在自己新建的實驗室裏。
在這個實驗室裏,有著各種儀器和做實驗的用具。富蘭克林就是在這裏進行了長期的科學研究。
富蘭克林請人買來了萊頓瓶,然後模仿斯賓斯的方法,進行了一些實驗,觀看他表演的有家人,還有共讀會的一些成員,以及一些朋友。他們對神奇的電荷充滿驚奇,紛紛鼓勵富蘭克林繼續研究下去。
經過一段時間的實驗和研究,富蘭克林有了很多驚奇的發現。
早在1734年,法國人杜弗尼發現摩擦玻璃和膠木棒產生的電是不同的,因而提出電分為“玻璃電”和“樹脂電”。而富蘭克林經過實驗後認為,電的本質隻有一種,它是單一的流體,摩擦不能產生電,隻能將電從一個物體上轉移到另一個物體上,因為每個物體都是帶電的。
他在實驗中還發現,在萊頓瓶內外兩邊中,如果一邊得到電,另一邊就會失去電,但電的總量不變。並且發現萊頓瓶外邊的金屬箔上所帶的電荷,與電瓶裏邊的電荷正好相反。他認為,帶電體具有正負之分。富蘭克林因此成為世界上首先提出正負電荷概念的人,為電學研究提供了理論基礎。
1751年,富蘭克林出版電學理論專著《電的實驗與觀察》,引起了轟動。後來,國際物理學界為了表彰富蘭克林在電學方麵的傑出貢獻,而將他的名字命名為電量單位,即:真空中一個電荷與它1厘米處帶同種電荷的相斥力達到1達因時,該電荷電量為1富蘭克林,等於現在通行電量單位的1/3·10-9庫倫。
在電學研究上取得了一定成就後,富蘭克林將自然界中的閃電與人工放電聯想到了一起。兩種電到底是不是一回事呢?
1749年的一天,富蘭克林在一次實驗中為了增大電容量,他把幾個萊頓瓶串聯在一起。當時,他的妻子李德無意中碰到了萊頓瓶中的金屬杆,隨著一聲巨響,李德應聲而倒。原來她受到了電擊。幸運的是,當時電容量不太大,李德臥床一周後漸漸好轉。
這次意外的事故,給了富蘭克林莫大的啟發,他由此得出結論,串聯起來的電瓶能產生巨大的電流。他立即聯想到自然界中的閃電,並斷定閃電與人工放電是相同的。
為了驗證自己的推理,富蘭克林決心做一項大膽的實驗。
1752年6月的一天,天空中烏雲密布,預示著一場暴風雨即將到來,富蘭克林和他的兒子威廉帶著上麵裝有一個金屬杆的風箏,來到郊外一片空曠的草地,他們要用這個風箏將天上的閃電引下來。
實驗開始了,富蘭克林迅速地將風箏升起,他讓兒子拉著風箏線飛跑,風箏的上端固定著一根尖頭粗線絲,閃電會通過線絲順著風箏線傳到係在下方的鑰匙上。風箏徐徐升上陰雨密布的天空。
富蘭克林和兒子焦急地等待著,他們緊張地注視著西邊的天空,突然,一道閃電劈開雲層,在天空劃了一個“之”字,接著“嘎嘣”一聲脆雷聲,如銅錢般的雨點就瓢灑盆潑般地傾了下來。富蘭克林發現線上的絨毛纖維在抖動,相互排斥狀地豎起來。他意識到這是放電了,心中一陣驚喜,禁不住用手去摸那把鑰匙。結果,“哧”的一聲,手指與鑰匙間放出一串電火花,富蘭克林立即感到一種恐怖的麻木感。他激動地大聲喊道:“我被電擊了!我被電擊了!”隨後,他小心翼翼地將風箏線上的電引入萊頓瓶中。
這次實驗,揭開了雷電神秘的麵紗,證明了閃電是一種放電現象,它和實驗室裏的電火花是一樣的。回到家後,富蘭克林立即撰寫了一篇題為《論閃電與電氣之相同》的報告,寄往英國皇家學會。當它在一家刊物上發表後,立刻引起了整個西歐的轟動。
這是人類在征服大自然的道路上邁出的具有重大意義的一步。富蘭克林的發現打破了雷電由上帝主宰的謬論,首次向人們證實了電是一種自然力,這就使得人類找到了一種新能源,並為利用這種新能源開辟了廣闊的前景。富蘭克林也因此被皇家學會授予金質獎章,並接收其為皇家學會會員。在整個北美大陸,富蘭克林有幸成為享有這一殊榮的第一人。
避雷針
在富蘭克林所處的時代,西方盛行著雷電是上帝之火的神學迷信觀念。而森林之火、房屋倒塌、人畜傷亡等雷電災難現象時有發生。富蘭克林成功地捕捉雷電之後,使人類征服雷電成為必然。
早在研究雷電的本質問題時,富蘭克林就產生了發明避雷針的想法。在做了長期的觀察研究之後,富蘭克林對人工放電的實驗做出以下總結:發光;具有光的顏色;方向彎曲;金屬傳導;能發出劈啪的聲響;能在水中傳導;能融化金屬;引燃易燃物;擊殺動物;有硫黃味;移動迅速。
他通過人工放電電流受尖頭物體吸引這一現象考慮到,閃電也有電的性質,雷電也能擊中建築物,那麼放一根尖尖的鐵條,是否能把電從建築物上引下來,從而避免雷電的轟擊呢?如果這一理論成立,那麼從此以後教堂、樓房、船舶都可以安裝這樣一根金屬條用來導電而免遭雷擊。