1752年6月,富蘭克林做了一次轟動世界的實驗。那是一個悶熱的下午,人們不斷地揮著汗。天空低低地懸著灰蒙蒙的浮雲,陽光透過雲層,投射到散發著熱氣的潮濕的地麵上,使人有一種窒息的感覺。過了一會兒,天邊升起了厚厚的烏雲,那狂暴的陣風,推動著成堆的烏雲,布滿了整個天空,就像空中罩上了一個鐵罩子似的。
那閃閃的電光,曲折地劃破長空,引來了震耳欲聾的霹靂聲。這正是富蘭克林盼望著的天氣,或者換句話說,正是適合他做實驗所需要的氣候條件。富蘭克林早有把雲層上的電引下來的計劃,以便證明天空的閃電和人工生產的電同屬一種性質。
他注意到高大的樹木、教堂的尖頂、船隻的桅杆等,凡是高聳的目標,都容易招引雷電。他原先打算等當地正在建造的教堂落成後,利用教堂鍾樓的尖頂,再接上長長的金屬棒,吸引雲層上的電,可是那教堂建造的進度很慢,他等不及了,他得另找一種高入雲霄的東西代替塔尖。
他想著想著,突然笑了出來:“啊,風箏!這不是比塔尖更有用嗎?何況我小時候還利用它加快遊泳速度呢!對,就是它!”
富蘭克林開始著手製造風箏。
由於得在雷電交加的雨天進行這項實驗,他用絲綢代替紙張,做成了一隻風箏,風箏頂縛上一條尖得像針似的金屬線,作為吸引電的“先鋒”。
他把穿在風箏上的繩子當做導體,繩子的末梢係上充作絕緣體的綢帶,綢帶的另一端則在實驗者的手中。這樣吸引下來的電,就不致通過實驗者的全身使他觸電了。在綢帶和繩子的交接處,掛上一把鑰匙,作為斷路器。
富蘭克林把他的兒子威廉叫到跟前,告訴他今天要做實驗的內容,並且要他做這次實驗的助手。
“這不是很危險嗎,爸爸?”21歲的兒子聽了父親的說明,擔心地問。
威廉對父親的實驗不感興趣,不過還是同意當他父親的助手。
於是父子倆悄悄地收拾起風箏,奔向離他們家不遠的草坪,那裏有一個小木棚,正好可以作為他們躲避風雨的場所。風更緊了,它吹亂了父子倆掛在肩上的長發,吹得他們衣服的下擺“啪啦啪啦”作響。這正是放風箏的好時機。
過了一會兒,狂風大作,雷聲隆隆,團團烏雲壓向天邊,富蘭克林趕緊把風箏擲向天空,大聲喊道:“兒子,快跑起來。”
威廉在曠野中拚命地奔跑起來,狂風卷起風箏,升到空中。
富蘭克林很是興奮,他追上兒子,接過風箏線,拉著他躲進小木棚裏避雨,然後又掏出一把銅鑰匙,係在了風箏線的末端。
“趕快往裏退,別讓緞帶給打濕了。”富蘭克林指揮著說。
他自己走到小木棚的屋簷下觀察著風箏。依舊什麼動靜也沒有。
“小心,威廉!瞧,你的風箏的繩子都快擦著棚簷了,這會發生危險的!”
兒子很是不解,問道:“爸爸,這是幹什麼啊?”
“這個銅鑰匙嗎?是用來阻擋上麵流下來的電,用它可以把電流導到瓶子裏去。”
說完,富蘭克林又往裝有水的萊頓瓶中插入一條銅線,浸入水中一半,又留在瓶子外麵一半。然後,富蘭克林興奮地說:“孩子,一會兒我們就能把電導入瓶子中帶回家去了。”
說完,父子倆抬頭望去,隻見風箏已穿進了雲層,閃電雷鳴陣陣,但是風箏什麼反應也沒有。
兒子禁不住很失望地說:“爸爸,恐怕我們這次又白費工夫了吧!”
“別擔心,孩子,我們再等等看吧!”
這時天空已不那麼黑得可怕了,雨依舊下著,雷聲也逐漸遠去,可是雪亮的閃電,像銀蛇似的,不時地在空中蜿蜒著。
突然威廉叫了起來,“看哪,爸爸!”兒子指著風箏說,“繩子上的纖維都豎起來啦!”
“是嗎?”爸爸的眼力畢竟趕不上年輕的兒子。富蘭克林睜大眼睛,仔細一瞧。可不是嗎,隻要雷電一閃,附在繩子上的毛茸茸的纖維一下子都豎立起來。這就是電!
富蘭克林伸出一隻手指,和風箏的繩子並行著上下移動,不過可沒有碰著繩子。說也奇怪,繩子上的毛茸茸的纖維,隨著他手指的動作,也一上一下地擺動。
“真有意思,爸爸,它們還會跳舞呢。”威廉已擺脫了剛才的恐懼,對眼前的實驗也產生了興趣。
“還有更好玩的在後頭呢,孩子。”富蘭克林興奮地說。
這時,一道劇烈的閃電劃過,風箏線仿佛被什麼拉動了一下,富蘭克林的手中也有了一絲麻的感覺。
富蘭克林握緊拳頭,小心地伸到係在繩子和綢帶間的鑰匙旁邊。“劈啪!”一個火花從那裏跳了出來,打在他的腕節上。他感到一陣麻木,趕緊把手縮了回來。
“您怎麼啦,爸爸!”威廉關心地問。
“沒什麼,孩子。”爸爸滿臉笑容地說,“我們的實驗成功啦!你知道嗎,天空中的雷電和人工產生的電,是一碼事!”
父子倆忘記了渾身上下已被雨淋透了,高興地歡呼起來。
雨過了,雲層破處,綻出了清澈的藍寶石似的碧空。陣陣的涼風拂走了天空的暑熱,送來了雨後特有的新鮮空氣。
父子倆這才收下風箏,踏著被雨水洗刷一新的芳草,笑嘻嘻地,但依舊悄悄地回家去了。
從他們臉上那副神秘的表情看來,他們這次的實驗多半是背著朵布蕾做的!
富蘭克林一踏進家門就叫朵布蕾給逮住了。
“你發瘋了還是怎麼的?瞧,下這麼大的雨還往外跑,又帶著孩子!”她帶著責備而又心疼的口氣說。
富蘭克林像一個調皮的孩子幹了淘氣事,被大人發覺了似的,嘻嘻地憨笑著。
“啊,這是什麼?濕淋淋的,難道你們爺兒倆都瘋啦!在大雨裏玩風箏?”朵布蕾簡直吃驚了。
“不是的,媽媽。爸爸帶著我不是去玩兒,而是做實驗。”威廉怕媽媽著急,解釋著說。
“唉,真拿你們沒有辦法。”媽媽直搖著頭,“你們天天實驗呀實驗,有沒有個完?’”
“不,媽媽,這次做的實驗才好玩呢。”威廉激動地說。
於是他把剛才發生的事情,從頭到尾說了一遍。
“那還了得!怎麼你拿上帝創造的光,也做起實驗來啦!”朵布蕾急得幾乎哭了出來,“你這不是惹禍嘛。你準會給這一家子招來災禍哪!”
富蘭克林知道朵布蕾是個虔誠的教徒,她相信《聖經》上記載的每一句話。
如果你告訴她,雷電不是上帝創造的,而是帶著正電和負電的雲層相遇所造成,那也隻能是白費口舌。況且這些道理,一時也不易說清,不如讓時間慢慢地向她證明。
因此,富蘭克林隻安慰了妻子幾句,就回到書房,拿起鵝毛筆,開始在白紙上畫著他在回家路上設想的避雷裝置。
“凡是聳立在高空的目的物,容易招引雷電,因此高樓和塔尖等,往往遭受到雷電的襲擊,甚至釀成火災。”
他思索著:
今天的實驗證明,雷電是可以引導下來的。
如果我在屋頂上安上一根金屬棒,譬如說,三米多高吧,它準能把雷電引導下來。如果再在金屬棒末端係上一條金屬線,直通到地下,這樣金屬棒受到雷擊時,它就能借助金屬線,直接把電帶到地下,使屋子免遭災禍。
晚飯的時候,富蘭克林在餐桌上把他的設計和原理告訴了威廉。
雖然威廉在媽媽朵布蕾的教養下,受宗教的影響較深,但今天下午的實驗,使他明白了雷電並不是一般人所說的“聖火”,而確是和爸爸通過摩擦器製造出來的電一模一樣。因此,他對爸爸說的話,一個勁兒點頭表示同意。
可是,媽媽朵布蕾一聽又緊張地叫了起來:“富蘭克林!你成心要毀壞你自己和這一家子,還是怎麼著?”
“沒有呀,親愛的!我怎麼會毀壞自己和這一家子呢?”富蘭克林茫然地說。
“你剛才不是說要把聖火引到家裏來嗎?你這樣褻瀆上帝,不把他老人家惹火才怪呢!”
“不會的,親愛的。你不是一直很信任我嗎?請你繼續信任我。”富蘭克林興致勃勃地說,“我非但不會惹禍,還會給大家帶來幸福。”
那倒是真的,朵布蕾對丈夫始終是信任的,甚至是十分崇拜的。
“幸福?給大家帶來幸福?”她信疑參半地對丈夫注視了一會兒,看到丈夫的臉上露出信心十足的表情,這才消除了她的疑慮。“那好吧,隻要你不觸犯上帝,不惹禍招災就行了。”
通過多次實驗,結果表明,雷電同電機產生的電荷是完全相同的。富蘭克林沒有忘記把這個喜訊告訴給遠在倫敦的朋友朗思。
沒過多久,風箏實驗的消息就傳遍了整個科學界。富蘭克林在電學方麵的理論,至此取得了決定性的勝利。他的有關電學方麵的著作引起了學術權威們的重視,被譯為法文、德文、意大利文等,在全歐洲得到了公認。
在榮譽和勝利麵前,富蘭克林沒有停止對電學的進一步研究。
發明避雷針
在揭示雷電現象的同時,富蘭克林也逐漸意識到了有可能發明一種東西,來躲避雷電造成的危害。
不過為了徹底消除妻子的疑慮,富蘭克林決定在室內做避雷實驗。他在附近的鐵匠鋪裏,定製了一條三米多長、頂端尖的細鐵棒,把它安在煙囪頂上。
然後,富蘭克林又在鐵棒的末梢係上金屬線。凡是金屬線接觸到屋子的地方,都給它套上玻璃管。他把金屬線沿著樓梯,引到屋子的中間,最後把它係在一個金屬水泵上,這水泵是通向地下的,這樣從煙囪頂上引導下來的電,就隻能乖乖地進入地下去了。
他又把樓梯上靠近他臥室的那一段金屬線,分成兩股。兩股之間的距離約為六英寸。他在那兩股線上,各掛上一隻小鈴,鈴的中間,用絲線吊著一隻小銅球。一切都順利地進行著。
父子倆一會兒上屋頂,一會兒下樓梯,樂嗬嗬地有說有笑,好像撿到了什麼珍寶似的。
小莎拉雖然沒有參加他們的工作,卻歡蹦亂跳地跟在爸爸和哥哥的後麵打轉。她那對紮著粉紅色緞帶的小辮子,一抖一抖地跳動著。
隻有媽媽朵布蕾驚疑不定地瞧著父子倆。她真不知道他們變的是什麼戲法呢。
這是一個悶熱的季節,天空經常打雷下雨。一天下午,富蘭克林一家子正圍坐在桌子邊喝茶,突然刮起了狂風,一陣緊似一陣,霎時間飛沙走石,天昏地暗,眼看一陣大雷雨就要來臨了。
空中掠過一道閃電。小莎拉習慣地用小手捂住耳朵。她怕震耳的雷聲。
“叮當!叮當!”傳來的不是“隆隆”的雷聲!
“這是怎麼一回事,哪兒來的鈴聲?”朵布蕾第一個驚訝地問。富蘭克林笑了。
“那是閃電起的作用。”他喜洋洋地說,“來,朵,咱們看看去。”
於是在富蘭克林的率領下,一家子都站在了樓梯上,仔細地看著這個有趣的設計。
你看,隻要天空出現一道強烈的閃電,那係在絲線上的小球就不斷地左右擺動,這樣小鈴鐺就發出清脆而又悅耳的響聲。
“哦,天哪!這是怎麼搞的?”朵布蕾把兩手放在胸前,下意識地做出祈禱的姿勢。
富蘭克林乘機把發生閃電的簡單原理,告訴了朵布蕾。
朵布蕾是個好主婦,好母親,可是對丈夫埋頭鑽研的科學研究,卻不是很理解。她聽著丈夫認真的解釋,似信非信、似懂非懂地點著頭,認為丈夫總不會騙自己。不過,從這以後,她對丈夫搞的科學實驗不再害怕了。
有一天晚上,富蘭克林一家睡得正濃,突然臥室外邊一聲霹靂,仿佛是什麼東西爆炸了似的,把一家人都驚醒了。
富蘭克林立刻從床上跳了起來,衝到室外。隻見一道道炫目的白光,在兩隻鈴鐺之間,川流不息地閃現著。
那隻銅球卻被擠在一邊,恰好和金屬線形成直角。那道白光亮極了,簡直和太陽光一樣。
“啊!你又在玩什麼花樣啦?”朵布蕾睜大眼睛,恐懼地問。她從來沒有在黑夜裏見到過這樣明亮的光。
“這就是擊在我們屋頂上的雷電。它通過煙囪頂上的金屬棒,正經過這裏奔向地下呢。”富蘭克林嚴肅地說,“要不是安上那條金屬棒,我們的屋子早被擊毀了。”
“這是真的嗎?”媽媽和小女兒莎拉同時驚叫了起來。
“是的。”爸爸抱起女兒,輕輕地吻了她一下說。
“這麼說來,爸爸,這條棒該叫做避雷棒啦。”小莎拉用小手往上指了指說。
“對,該管它叫避雷棒。不,它跟屋子比起來顯得十分細小,就管它叫避雷針。好嗎,莎拉?”
“好,好!”小女兒拍著手說,“避雷針,避雷針!我爸爸發明了避雷針!”
爸爸和媽媽都笑開了,小莎拉更是高興。
隔了一天,富蘭克林把他的實驗經過寫成文章,在報上發表。
富蘭克林寫道:
在頻繁地從上方的兩隻鈴鐺之間吸取火花和為電瓶充電後,一天夜裏,我被樓梯上響亮的“劈啪”聲驚醒了。
我跳了起來,開門出去,我察覺到那銅球不是像往常那樣在鈴之間顫動,而是被支開,離開兩隻鈴有一定的距離。
當那火通過時,有時候很響亮、迅疾的“劈啪”聲從一隻鈴至另一隻鈴,有時候呈一條連續不斷、濃稠的白色溪流,看上去有我的手指般粗細。
這時,整個樓梯亮如白晝,人們可以撿得起一根針來。
由於這是一個新的發現,他得用一些新的術語來說明他的實驗,例如電池組、電荷、電極、電弧、電流等。
文章發表後,這些術語都被其他科學家們采用了,而且被譯成各種語言。
1753年,俄國著名電學家利赫曼為了驗證富蘭克林的實驗,不幸被雷電擊死。這是做電實驗的第一個犧牲者。血的代價,使許多人對雷電實驗產生了戒心和恐懼。
但富蘭克林在死亡的威脅麵前沒有退縮,經過多次實驗,他製成了一根實用的避雷針。
富蘭克林把幾米長的鐵杆,用絕緣材料固定在屋頂,杆上緊拴著一根粗導線,一直通到地下。當雷電襲擊房子的時候,它就沿著金屬杆通過導線直達大地,房屋建築完好無損。
1753年,富蘭克林的科學研究開始走上了巔峰。
富蘭克林由妻子被電擊倒而進行著名的萊頓瓶實驗,證實了雷電並非什麼氣體爆炸,而是一種放電現象。
富蘭克林不顧生命危險揭開了雷電之謎,並首次闡明了電的性質,為近代科學的發展奠定了基礎。
富蘭克林是第一個在純科學領域中,享有國際聲譽的美國科學家,是美國電學研究的先驅者。他的電學研究結果統一了當時混亂的電學知識。
1754年,避雷針開始應用。起先,當富蘭克林父子在忙著安裝避雷針的時候,費城的人都猜不透他們在搞什麼名堂。
讀了富蘭克林的一係列文章後,大夥兒覺得他說的話句句有理,何況他們平時對富蘭克林就十分信賴。
於是不用我們的發明家大力宣傳,每戶人家都爭先恐後安上了避雷針。
但還是有些人認為這是個不祥的東西,違反天意會帶來災難,就在夜裏偷偷地把避雷針拆了。
然而,科學終將戰勝愚昧。一場挾有雷電的狂風過後,大教堂著火了,而裝有避雷針的高層房屋卻平安無事。事實教育了人們,使人們相信了科學。
避雷針相繼傳到英國、德國、法國,最後普及世界各地。從此,人類曆史上誕生了一句名言,用來描繪富蘭克林偉大的成就:
他從天空抓到了雷電,從專製統治者手中奪回了權力。
新發明很快就推廣開來,從美洲到歐洲,以至於世界各地。這麼細細的一條金屬棒不知拯救了多少人的性命,使多少房屋免遭毀壞。
正像上次改革火爐時那樣,富蘭克林又拒絕了當局授予他發明避雷針專利權。對富蘭克林來說,對人類作出一點有益的貢獻,是他最大的幸福。
這似乎已經成了事實,一個在人類曆史上作出不可磨滅貢獻的偉人,往往出身於貧苦的家庭。
就拿富蘭克林來說吧,他自幼失學,當別的孩子們坐在課堂裏,聚精會神地聽老師講課的時候,他卻枯燥乏味地對著散發著怪味的蠟燭沒完沒了地剪著燭芯。
他遠離著具有高度文明的歐洲,居住在閉塞的美洲殖民地,可是由於他的主觀努力,從他父親的書架上少得可憐的幾本書讀起,逐步摸索著通向知識寶庫的道路。
在探索的過程中,他經曆的道路是坎坷不平的,可是盡管荊棘叢生,困難重重,他始終不改初衷,最後不但進入了知識的寶庫,而且還找到了打開這個寶庫裏某些未知領域的鑰匙。
照例富蘭克林完全可以獲得專利權,從中取得一筆可觀的金錢。可是我們的主人公沒有這樣做,他依舊和上次發明火爐時那樣,拒絕接受這項專利。
因為為人類謀求福利,是富蘭克林最大的願望。
後來富蘭克林的事跡傳到法國,受到各界人士的普遍讚揚。人們讀了有關他的報道,都把他當成魔術師。在科學家的心目中,他卻成了權威。
1754年7月,哈佛大學決定授予他榮譽碩士的學位;9月,耶魯大學也授予他同樣的稱號。接著,其他的大學也先後授予他類似的光榮稱號。
在真理麵前,英國皇家學會的權威們也作了躬身反省,他們對於以前不屑一顧的富蘭克林的論文進行了重新評議。
同年11月30日,一向對他嗤之以鼻的英國皇家學會,由於富蘭克林對電的實驗以及驚人的發現,也授予他戈德弗雷·開普勒爵士的金質獎章。
到了1756年5月,英國皇家學會又接納他為皇家學會會員。這是出乎富蘭克林意料的。
在給朗思的信裏,富蘭克林寫道:
我從來沒有指望過獲得這樣高的榮譽。
但是聲譽和崇高的地位,給富蘭克林帶來了更多的公務,擠掉了他讀書和鑽研科學的時間。
為了殖民地人民的利益,為了爭取美洲的獨立和自由,富蘭克林開始不辭勞苦地參與社會活動。