熱愛科學(1 / 3)

熱愛科學

即使我相信自己能夠完全克服驕傲,但有時候很可能又會因自己的謙遜而忽略它。——富蘭克林富蘭克林熱愛科學改造取暖火爐

經過了十幾年的辛勤勞動,富蘭克林現在終於可以過上安定富足的生活,不必像以前那樣整天為衣食奔波了。

穩定的生活,帶來了充裕的時間,使他有可能閱讀他那心愛的書籍了。費城圖書館是他經常光顧的地方,一去就是大半天。富蘭克林的好朋友朗思每年從倫敦寄來一大堆新出版的書籍,捐獻給圖書館。

1742年冬天,富蘭克林在圖書館裏找到了一本勞勃脫·鮑伊爾寫的《鮑伊爾講義》。其實,這本書富蘭克林很早就讀過了,不過那時他還是個小孩子,所以許多問題根本就沒有看懂,更別說全部領會書中的意思了。

現在富蘭克林又見到了這本書,就像見到了好久不見的朋友一般,分外親切。於是他辦了借書手續,興衝衝地帶著講義,回到家裏。

朵布蕾像往常那樣高高興興地接待著他。她既是賢內助,又是協助他奠定事業的好幫手。朵布蕾知道富蘭克林酷愛讀書,又熱衷於公益事業,他的每秒鍾都是珍貴的,因此她總是盡可能把家務和印刷廠的業務承擔起來,使丈夫有更多的時間去讀書和為公眾做一些有益的事。她不僅熱愛著她的丈夫,而且對他懷著深深的敬意。

富蘭克林一踏進起居室,就看到壁爐裏已燃起了熊熊的爐火,壁爐前放著一隻高背的搖椅,搖椅旁有一隻小茶幾,上麵擺著咖啡杯、糖罐和牛奶壺。

朵布蕾接過了丈夫的大衣和帽子,掛到衣架上,然後到廚房煮咖啡去了。

這是一個嚴寒的冬天,盡管富蘭克林坐在吐著長長火舌的壁爐前,可是屋子裏仍然彌漫著一股寒氣,使富蘭克林感到沒有向火的後背有些發涼。

不多一會兒,朵布蕾端著咖啡壺回到屋裏。她把滾燙的咖啡斟到杯子裏,放上糖和牛奶,順手拿湯匙在杯子裏攪了幾下,然後把杯子遞到富蘭克林的手裏。

富蘭克林正在專心地讀書,突然一陣撲鼻的咖啡香味,送到他的鼻子裏,轉移了他的注意力。富蘭克林知道自己的妻子給自己送咖啡來了,他抬起頭來,感激地對朵布蕾笑了笑,並接過了咖啡杯。可是當他的手指接觸到他妻子的手指時,隻覺得她的手指簡直像冰一般冷。

“啊,你怎麼啦?你的手為什麼這樣冷?”他關切地問。

“哈哈!”朵布蕾笑開了。她是一個心情開朗的女人,對什麼都是樂嗬嗬的。

“還能怎麼了,天氣冷唄!你看我不是挺好嘛。”朵布蕾笑著說。

這原是一句極平常的話,可是對愛動腦筋的富蘭克林來說,卻引起了他的深思。

富蘭克林剛從鮑伊爾的講義裏讀到了這樣一段話:最驚人的發現,都是經過人們不斷的仔細觀察而來的,而且不一定要用很精密的儀器去做實驗,隻要從一個配備齊全的廚房裏挑選一些合用的東西就行了。

富蘭克林端著熱氣騰騰的咖啡,麵對著熊熊的爐火,心想:“是呀,美洲的天氣確實很冷,尤其是今年。屋裏雖然生了爐火,可是那爐火隻能使坐在近處的人感到溫暖。譬如拿剛才的朵布蕾作為例子吧,她和我同在一間屋子裏,我坐在壁爐前感到熱,她坐在離壁爐遠一些的地方,她的手就凍得冰冷。”

一邊想著,富蘭克林一邊回頭看了看坐在窗邊幹活的妻子,順手拉了張椅子,放在壁爐前,溫和地說:“朵,親愛的,請坐到火爐前邊來吧。你那兒真是太冷了。”

“不,親愛的,我不冷。你安心看書吧。”朵布蕾總是悄悄地坐在離丈夫較遠的地方幹活,以免影響他的安靜。可是他那睡在搖籃裏的女兒莎拉,卻不體會她媽媽的苦心,“哇哇”地哭了起來。

富蘭克林愛他的兒子,可是更愛他的女兒。他一聽到莎拉的哭聲,立刻放下書本,走到搖籃邊,把女兒抱了起來。他親了親女兒的小臉。她的小臉蛋兒也是冰涼的。

“朵,你快來看看,小莎拉的臉都凍紫了呢。”他心疼地說。

朵布蕾聽說小女兒受凍了,慌忙丟下手裏的活計,接過孩子,把她裹在自己身上的羊毛圍巾裏,邊拍著孩子,邊在富蘭克林剛才拉過來的那把椅子上坐下。

孩子安靜下來了,不多一會兒又呼呼入睡。

富蘭克林在壁爐裏添了幾塊木柴,又坐下來繼續思考。

屋外呼呼地刮著凜冽的寒風,恰好跟壁爐裏“劈啪劈啪”衝向煙囪的火勢,相互唱和。

風大了,燃料的消耗也增快了,如不及時添上木柴,爐膛裏一會兒就隻剩下一閃一爍的餘燼。

有時還會忽然起一陣風,從煙囪裏倒灌進來,鬧得滿屋都是黑煙,把人嗆得又是眼淚,又是鼻涕。

“這種老式壁爐真的是太老了,有點不實用了。應該製造一種新的更實用的火爐了。”富蘭克林想。

“這些木柴燃燒得很好,可它隻給人以心理上的溫暖,實際上它的熱氣百分之九十九都從煙囪裏跑掉了。如果我把壁爐的爐膛拿出來,放在一個金屬製成的圓形的或方形的箱子裏,然後在前邊開一個爐門,後邊安上排除廢氣的管子,使空氣形成對流。

“這樣,新鮮的空氣通過爐膛,幫助已經燃燒著的燃料充分燃燒,從而發出光和熱量。這樣,熱量又通過金屬的爐壁輻射出來,把整個屋子的溫度升高。”

於是富蘭克林開始設計一張又一張的草圖,直至他認為合乎科學、切實可用為止。

他把圖紙交給勞勃脫·格雷斯。格雷斯是費城的一個鐵匠,也是富蘭克林的朋友。他仔細地按著富蘭克林設計的圖樣,製成了世界上第一隻富蘭克林式的火爐。

實踐證明,富蘭克林設計的火爐確實比傳統的壁爐優越得多。

富蘭克林又在《賓夕法尼亞新聞》上登了一條廣告,向讀者們推薦他那新設計的火爐。

費城總督湯姆斯對富蘭克林式的火爐極為滿意,他願意授給富蘭克林專利權。

“祝賀您,富蘭克林先生。您這一發明使嚴寒失去了威力,以後我們不再為它的降臨而發愁了。”總督熱烈地向發明家祝賀說,“這是您的發明,我想您應該申請專利權。”

“謝謝您的好意,總督先生。”富蘭克林謙遜地說,“不過我不需要專利權。我隻是遵照著鮑伊爾先生的教導,做了一次小小的物理實驗罷了。”

“是呀。可是這是一次成功的實驗,您為人類造了福,所以您應該擁有專利權,作為我們對您的發明的酬謝。”湯姆斯誠懇地說。

“酬謝!不,總督先生,如果您原諒我直言不諱的話,該受我酬謝的人可多著呢。難道我們在日常生活中享受別人的發明還少嗎?所以,總督先生,我覺得,要是我做出了一點小小的發明,我應該把這個發明慷慨地獻給大家,作為我享受別人發明的酬謝,您說是嗎?”

富蘭克林的一席話使總督深為感動。他對富蘭克林本來就深懷敬意,通過這件事,他對這位發明家更加器重了。

發明自動烤肉機

自從革新的火爐問世後,富蘭克林幾乎把精力全集中在科學研究上了,他把印刷廠的業務擱在了一邊。

他在美洲已經擁有好幾個印刷廠了,不過大多由他的經理或是合夥人去經營,後來他甚至把這些印刷廠轉讓給他們。因為他現在已經吃得飽、穿得暖,不需要把寶貴的時間花費在商業上了。

他始終記著勞勃脫·鮑伊爾的忠告:“最驚人的發現,都是經過人們不斷的仔細觀察而來的。”

可不是嗎,一隻蘋果從樹上掉下來,原是一件平凡的事情,多少人看到這個現象,都沒有引起注意,隻有牛頓卻認為這裏一定有一個什麼道理。經過觀察、思考、實驗,牛頓終於在物理學上發明了萬有引力定律。

世界上這樣的科學家還真不少呢。雷吉蒙騰、哥白尼、伽利略都是最好的榜樣,富蘭克林決心向他們學習。

他觀察周圍的事物,希望從這些觀察中做出一些對人類有益的改革或發明。他又如饑似渴地閱讀著其他科學家的著作,用它們來充實和豐富自己的知識領域。每次有什麼心得,他總願意在“共讀會”上提出來,供會員們討論。

富蘭克林從不把獲得的知識占為己有,而是慷慨地傳授給別人。

不僅如此,富蘭克林還是個慷慨的主人。每當有客人來訪,他總是盛情款待。這可忙壞了他的夫人朵布蕾,在廚房裏團團打轉,煮呀,燒呀,烤呀,煎呀,真是忙個沒完。

按照當時美洲的習俗,凡是烤的東西,譬如說烤鵝、烤肉等,都是菜肴中的上品,而烤這些東西就得花費很多的時間。

一天,家裏來了一個客人,是市議會的議員。他為了地方上的一件公益事情,來征求富蘭克林的意見。主人陪著客人在客廳裏討論著各種方案,主婦則在廚房裏忙開了。

朵布蕾是個治家有方的好主婦,她把一家子的生活安排得有條不紊,什麼時候起床,什麼時候進餐,都有一定的時間。可是今天,她把進餐的時間推遲了兩個多小時。女主人朵布蕾不好意思地向客人表示歉意。

“沒什麼,富蘭克林夫人,我們隻顧討論問題,把什麼都給忘了。”議員打趣地回答,“現在經您這麼一提,我倒真有些饑腸轆轆了。”

“那麼請入席吧,議員先生。”富蘭克林邀請著說,“我們邊吃邊討論吧。”

於是賓主們一邊吃著美味的飯菜,一邊高談闊論著。

事後富蘭克林才知道那天推遲開飯的原因:原來廚房裏隻有朵布蕾一人,一時忙不過來,竟把一隻嫩雞烤糊了。

朵布蕾的烹調手藝,可以算得上是一等的,她自然不願意讓客人去嚐帶著糊味的烤雞。無奈,她隻得重新配料,另烤了一隻雞,所以耽誤了開飯的時間。

“原來是這樣。”富蘭克林心裏又琢磨開了,“別瞧這小小的廚房,裏邊的活兒可煩瑣呢!主婦隻有一雙手,往往顧此失彼,忙不過來。如果能有一架自動的機械設備代替人力勞動的話,就能大大減輕主婦的工作。”

傍晚,富蘭克林背著手,在街上散步。太陽已經偏西了,鮮紅的晚霞把大半個天空染成一片火海。

晚風輕拂著他的長發,吹散了他一天的疲勞。他走著走著,猛地想起了小時候在波士頓看到的磨坊裏的風車。

“啊,風車!這不是很好的動力嘛!隻要改裝一下,我看準行!”一個主意掠過他的腦海。

富蘭克林匆匆回到家裏,在書桌旁坐下,專心地設計起圖樣來。

過了幾天,他搬來了梯子,拿起鐵鑿和錘子,在廚房的牆上,“砰砰”地敲了起來。

“你這是幹什麼?”朵布蕾不明白她丈夫葫蘆裏賣的什麼藥,驚奇地問。

“啊,給你安一個自動設備唄。”丈夫在梯子上對她眨了眨眼,神秘地回答。他打算給妻子來一個“出其不意”。

“什麼自動設備?”妻子問。

“你回頭一看就知道了。”依舊是一個不得要領的回答。

一會兒牆上被鑿開了一個小洞,小洞外邊安上一個精巧的小型風車,風車的軸從廚房裏伸出來,軸上掛著長長的傳動帶,直接連在下麵烤肉架的把手上。

風吹動了外麵的風車,軸承上的傳動帶帶動了烤肉架的把手,於是烤肉架就不斷地均勻地旋轉起來了。

“瞧,朵,這台自動裝置怎麼樣?還能湊合著使用吧?”富蘭克林笑著對妻子說。

“哦,你真了不起!”朵布蕾看到這台自動烤肉機,高興得跳起來。“它不但省力氣,還節約了不少時間呢。”

“不,最主要的是,我們以後再也不會由於烤糊了雞而餓得肚子‘咕咕’叫了。”富蘭克林開玩笑地說。

朵布蕾想起那天烤糊雞的狼狽情景,也笑開了。

那天晚上,她特地在餐桌上增添了一隻又香又脆的大烤雞,作為對富蘭克林這個新發明的“獎賞”。

研究風暴規律

讀者多半還記得富蘭克林編的那本《窮理查年鑒》,那裏除了格言、農業知識、家庭常識等外,還包括氣象預報。

《窮理查年鑒》裏的氣象預報,跟我們從廣播電台收聽到的不同,它僅是作者對自然現象和日月星辰作了較仔細的觀察後,大致推測出的一年裏的氣候變化罷了。

1743年12月21日,按照天文學家的推算,當天晚上,美洲東部可以看到月食。

對一般人來說,月食原不是一件稀奇的事情,年年都會出現,隻是顯示在月球上的黑影有大小罷了。可是富蘭克林卻興致勃勃地期待著這個夜晚的來臨,仿佛他從來沒有看到過月食似的。

一個晴朗的日子,深湛的碧空幾乎找不到一絲雲彩,颯颯的秋風帶來了一片涼意。白天似乎比往常要長,太陽高掛在空中不肯偏西,時間像是停住不動似的。

富蘭克林不時放下工作,急切地探望著天空,他的心情就像劇場裏等待好戲開場的觀眾一樣,一分鍾好像一小時那麼長。

朵布蕾非常了解丈夫的脾氣。她一看到他心緒不定的樣子,就知道準又有什麼新花樣在他的心裏折騰了。

“你又在想什麼?是不是又要在我的廚房裏安上什麼新設備?”妻子打趣地笑著問。

“不是的,朵。”丈夫一本正經地回答。

“那你為什麼坐立不安,好像有什麼心事似的?”

“你知道嗎,親愛的,今晚上可以看到月食。”

“幾點鍾?”

“21時整。”

“你急什麼,現在離月食的出現還有大半天呢。”朵布蕾笑開了。

富蘭克林不好意思地笑了起來,然後又埋頭繼續做他的工作。

誰知到了傍晚,天氣突然變了,一到19時左右,竟刮起了東北風,一陣緊似一陣。那濃密的雲層,像一塊大地毯似的,霎時間掩沒了滿天的星鬥,把一個星光燦爛的夜空變成一團深淺莫測的黑暗。

富蘭克林大為失望,連對科研不感興趣的朵布蕾也感到掃興。

幾天後的一個早上,郵車捎來了波士頓出版的報紙,上麵報道著那天晚上月食的詳細情況,同時也提到了來自東北的風暴。

“奇怪,在同一個晚上,刮的又都是東北風,怎麼住在波士頓的人能看到月食的全過程,而我們卻不能?”富蘭克林心裏起了疑團。

“再說波士頓在費城的東北,按理說雲層應該先出現在他們那兒的天空,然後才到這裏。這究竟是什麼道理呢?”

他坐在餐桌前,一手端著咖啡杯,一手拿著報紙,呆呆地思考著。

“費城和波士頓相距400公裏,難道到了21時雲層都集中到費城上空,而波士頓卻是一片晴空?這得要多大的風速啊!”他繼續思考著。

“你怎麼啦?”坐在餐桌另一端的朵布蕾,看到丈夫對著報紙發呆,她焦慮地低聲問,“出了什麼事了嗎?”

“你說這不是很奇怪嘛,好媽媽。”自從有了孩子以後,他們之間常常用孩子的口氣稱呼對方,“月食那天晚上,我們這兒受到風暴的襲擊,鬧得滿天烏雲,什麼也看不到,而波士頓雖然有同樣的風暴,卻看得一清二楚。”

朵布蕾細細地想了一想,覺得事情確實有些奇怪:在同一片天空下,怎麼會有兩種不同的現象呢?

“說不定波士頓的報紙在瞎編吧。”她不懂得從科學的角度考慮問題,隻憑個人臆測。

“不會的,報紙哪能無中生有,瞎報道一氣呢。”富蘭克林不以為然地說,“況且波士頓有成千上萬的讀者,他們的報紙要是說了謊,誰還會訂閱它?”

“經你這麼一說,親愛的,我倒想起來了,在波士頓,咱們不是還有哥哥姐姐嗎?你隻要寫封信去問一問,不就什麼都清楚啦。”

這是一個很好的建議。富蘭克林立刻給他的一個哥哥寫了一封信。

回信證明報紙的報道是確實的,不過信裏更明確地提到,那天晚上的風暴是23時以後才開始的。這更使富蘭克林迷惑了。

可是他不容許那個“迷惑”老在自己的腦子裏打轉。他一定要把來自東北的風暴“遲到”波士頓的原因調查清楚。

在美洲各地,富蘭克林也有不少朋友,於是他以費城為中心,發了很多的信,一部分寄往位於費城東北的城市,另一部分寄往西南。

他把朋友們的回信作了比較,發現越是處在東北的地方,受到風暴侵襲的時間也越遲。

原來是這樣!根據這些事實,聰明的富蘭克林得出了一條風暴運行的規律。根據這個規律,他向美洲自然哲學協會寫了一個報告:

這裏我想試舉兩個例子,也許能幫助我說明風暴運行的規律。譬如說,我們在一條河流的下遊下了閘門,河裏的水就停止流動了。如果我們把閘門打開,最先流動的是緊挨著閘門的水,然後是這些水後麵的水。以此類推,最後流動的才是最上遊的水。那就是說,水的流動是從閘門那兒開始的,然後追溯到上遊。

再舉一個例來說,我們假定屋子裏的空氣是靜止的,可是當爐子裏生了火,煙囪裏的空氣就變得冉冉上升了,於是離煙囪最近的空氣,立刻進入煙囪,填補空缺。

這樣,其餘的空氣,也按著同樣的順序不斷地移動、上升,不斷地上升、移動,最後連離開煙囪最遠處的空氣也進入了煙囪。

根據這些例子,我想,來自東北方向的風暴先到費城的原因,也是這樣的。我們假定墨西哥灣的氣溫很高,空氣稀薄,因此來自東北方向的溫度較低的空氣乘虛而入,而它原來的空間,又被來自更東北、溫度更低的空氣所填補。它們就這樣來回輪流地移動著,越來越往更東北的方向。

這樣,波士頓受到風暴襲擊的時間,比費城要遲五六小時,就不足為奇了。

美洲自然哲學協會很重視富蘭克林的報告。盡管富蘭克林謙虛地說他的報告僅是根據一些來信所作的推測,可是就在那年他被協會推選為最傑出的氣象學家。熱衷電學實驗

富蘭克林對於電的研究,時間並不很長。他那個時代,正是電學剛剛起步的時代,電這種神秘的現象,正在被更多的人了解。

1745年11月,荷蘭萊頓大學教授穆申布勒克和阿利曼特以及他們的朋友庫諾伊斯,做了一次電的實驗。

他們這次實驗的方式,和他們的前輩不同,是用摩擦機來產生電。電通過金屬絲,導入玻璃瓶。人們隔著玻璃瓶,就可以看到點點的火花和閃閃的電光。