电子科学发明家-第3节
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
… Page 12…
了。出乎意料的是，他拿来一本拉丁文书浏览，由于通晓了几国文字，融会
贯通，居然十有八九都可以读懂！富兰克林又惊又喜，从这里他体会到，所
有的学问只要勤学苦练，入门之后，循序渐进，就一定会有成效。
几年以后，富兰克林作了费城的邮政代表。他整顿邮务，改革市政，发
起成立救火会，热心社会福利事业。也就是在这时，他开始致力研究科学技
术。富兰克林注重实验和观察，重视科学技术的实用价值，认为科学和技术
应当造福人类。这个观念导致他后来在科学技术上作出重大贡献。
富兰克林最早的科学活动，是发明新式火炉。这种火炉结构新颖，使空
气进入炉膛前先经过预热，可以增高炉温，节省燃料。新火炉试制成功以后，
他的一位开铸铁厂的朋友仿制出售，深受市民欢迎。宾夕法尼亚省长很赏识
这项发明，要给富兰克林专利权。富兰克林婉言谢绝了，他认为应当把自己
的发明贡献给社会，不能用来谋取个人的私利。
富兰克林这种通过科学和发明为他人服务的哲理，对后来美国的科学史
发生了深刻影响。1734年，富兰克林在费城创建了美国第一个科学团体“北
美增进有用知识哲学会”。他的科学活动从此进入盛期，其中贡献最大的是
电学研究。
… Page 13…
电学领域的垦荒者
虽然我国商代甲骨文就有雷电的记载，古希腊人也早发现琥珀的静电特
征，但是人类认清电的本质，驾驭它来为我们造福，不过是近两百多年的事。
富兰克林诞生的时候，电学几乎还是一片荒地。在这以前，对电学作过
探索的学者寥若晨星。我国东汉的王充（27…约97）算是一个，他在《论衡》
里解释过雷电。不过王充主要是哲学家，没有对电作进一步研究。到了十六
世纪，英国的一位御医威廉·吉尔伯特（1540…1603）发现除了琥珀外，其他
多种物质摩擦以后也能够吸引轻的东西，他首先使用了“电”的名称。但是
电究竟是什么，这位御医也只好摇头了。以后，在十七世纪整整一百年间，
电学只有一项发明，那就是奥托在1650年用硫黄制成一台简陋的静电起动
机。这台仪器很原始，起电的时候要用手来摩擦。十八世纪以前的电学，不
过就是这样。
到了富兰克林时代，电学才走出襁褓。
1745年冬天，电学界传出一个激动人心的消息：德国的克莱斯特
（1700…1748）和荷兰的马森布罗克（1692…1761），几乎同时发现了电震现
象。克莱斯特用铁杆插在潮湿的玻璃瓶里，用摩擦起电机使铁杆带电。他的
手无意中碰到铁杆，突然感到全身剧烈颤动，几乎昏倒在地。他把这个情况
告诉一位同事以后，不久，又听到荷兰莱顿城的马森布罗克也遇到类似情况。
马森布罗克的瓶中装有水，电震程度更厉害，以至他写信告诉一位朋友的时
候还心有余悸。那位朋友照着他所说的一试，结果同样可怕，电震的时候还
发出响声。这就是有名的“莱顿瓶”和电震现象。这一发现使人们对电产生
了崭新的认识。从前人们只把琥珀吸芥等静电现象当做有趣的游戏，莱顿瓶
第一次向人们显示了电的威力，并且也是第一次可以把电荷储存起来。它象
春雷一样把电学惊醒了！
第二年，一位名叫斯宾士的英国学者来波士顿讲学，表演电学实验，主
要仪器就是莱顿瓶和几根供摩擦起电用的玻璃管。富兰克林恰巧有事到波士
顿，他怀着极大的兴趣观看了斯宾士的表演。虽然实验并不完善，而且有的
现象斯宾士本人也不能解释，但是在富兰克林眼前却展现出一个崭新的领
域。富兰克林当时已经四十岁了，他象年轻人一样兴冲冲地拉着斯宾士问长
问短。学者很感动，临别的时候拍着他的肩头说：“这是一块等待开垦的处
女地，先生确有兴趣，就来参战吧！”
富兰克林怀着跃跃欲试的心情回到费城。真是无巧不成书，几天以后，
他的一位通信朋友、英国皇家学会会员科林逊从伦敦寄来一只莱顿瓶，赠给
费城图书馆，并且附有实验说明。这只莱顿瓶是经过改进的，里外都衬有金
属箔，电的性能更明显。科林逊是一位植物学家，他不远千里寄赠莱顿瓶，
足见这项发明当时影响很大。富兰克林喜出望外，立刻邀请几位挚友动手试
验起来。当时谁也没有料到，这位四十出头的新兵，一年以后竟成为电学研
究的主将。
起初，他模仿斯宾士的表演，做了一些简单的试验，一一应验。没多久，
他就有了好几项有价值的新发现。为了集中全部精力投入电学研究，富兰克
林索性把印刷所也出让了。朋友们听说他改行搞电学了，都觉得奇怪。他们
远道赶来观看试验，经常把家里挤得满满的，连丽德也成了热心的观众。富
兰克林常请客人们即席登场，当实验助手。他还自备原料，在玻璃厂吹制了
… Page 14…
各种瓶子和试管分赠好友，发动更多的人参加研究。通过反复实验，细心揣
摩，富兰克林对静电特性渐渐有了独到的见解。有一次，他叫两位朋友并立
在绝缘板上，他自己却站在地上。左边的朋友用手摩擦一个玻璃管，使它带
电。右边的朋友再用手指接触玻璃管，也带上电。然后他伸出双手分别和两
位朋友接触，只要气候干燥，接触的时候就会看见电火花。但是，他发现如
果两位朋友在和他接触以前互相触摸一下，就不会出现电火花。这个现象在
客人们看来有点象耍魔术，而富兰克林却得到很大启发。1734年，法国人杜
法伊（1689…1739）发现，摩擦玻璃棒和摩擦胶木棒所产生的电特性不同，同
电相斥，异电相吸。这样，杜法伊就断定电的本质有两种。富兰克林对这个
观念一直有疑问，现在终于找到答案了。他确认：电的本质只有一种。每个
物体都带有一定量的电质，定量不足带“玻璃电”，如果过量就带“树脂电”。
他并且用正负符号表示这两种电荷，这和“失去电子带正电，得到电子带负
电”的现代解释已经很接近。富兰克林用这种观念圆满解释了实验，他指出
摩擦玻璃管的朋友失去电质带负电，另一个朋友带正电。两位朋友互相接触
以后，电质重新平衡，所以不带电了。他根据这个实验提出了著名的电荷守
恒原理，就是在任何一种绝缘体系中，总电量是一定的。富兰克林因此成为
电学史上第一个正确阐述电的性质的人。
富兰克林用莱顿瓶也做了不少新实验。他发现用尖头的东西接近莱顿瓶
铁杆，会闪现比较强的电火花。如果换成圆钝的棍，火花就很弱。他还用仪
器证明了莱顿瓶内外两层所带的电正好极性相反，数量相等。这些新发现使
富兰克林非常兴奋，也受到很大鼓舞。但是莱顿瓶也给他带来过麻烦。有一
次，他把几只莱顿瓶联在一起，来加大电容量。不料，实验时候守在一旁的
丽德不小心碰了一下莱顿瓶，只听得“轰”的一声，一团电火闪过，丽德被
击中倒地，面色惨白，后来足足躺了一个星期。这次惊险的意外事故给富兰
克林留下深刻的印象，他始终也忘不掉。也正是这个印象，使他联想到空中
的雷霆闪电。
… Page 15…
我让这些见解去碰碰运气
当时欧美人对雷电的认识还很愚昧。前面提到一千多年以前，我国杰出
的唯物主义哲学家王充就指出雷电现象并不是“天怒”，也没有什么“雷公”，
而是一种自然现象。他还猜测到这是“阴阳分争”的结果。当然，王充当时
指的是阴阳之气的“分争”，和我们今天所说的阴阳电不是一回事，但是他
在一千多年以前能够认识到这一步，是很了不起的。不过由于科学水平和文
化交流的限制，王充的见解没有引起广泛注意。在富兰克林时代，西方普遍
相信“雷电是上帝发怒”的说法。一些不信上帝的有识之士，试图解释雷电
的起因，但是都没有成功。学术界比较流行的，是荷兰学者布尔哈维的观点，
认为雷电是“气体爆炸”。
丽德被莱顿瓶击伤这件事，使富兰克林开了窍。那震耳的轰鸣，惊心动
魄的闪电，不正和空中的雷电很相象吗？经过反复思考，富兰克林毅然断定：
雷电也是一种放电现象，它和实验室里人工产生的电一样，都能够产生光和
声音，点燃物体，熔化金属，破坏磁性，杀伤生物。这个见解无疑是人类对
电的认识的一大进步，在当时起了振聋发聩的作用。
在这以前，为了感谢科林逊赠送莱顿瓶的友情，富兰克林曾经把自己的
电学实验心得整理成文，寄到伦敦。这位植物学家深为朋友的研究成果感到
喜悦，他把论文送到皇家学会。可惜论文没有引起那些身居高位的权威们的
注意，因为富兰克林当时在电学界毫无名气。皇家学会会刊也拒绝刊载。
科林逊在回信里遗憾地谈起这个情况，丽德忍不住把那些权威老爷骂了
一顿。富兰克林却并不介意，他相信珍珠就是在尘土里也终究会发光的。几
天以后，他给伦敦寄出了第二篇论文，大胆地宣布了自己的科学假设。文章
的题目就叫《论天空闪电和我们的电气相同》。
富兰克林不愧是散文大师，这篇学术论文写得既严谨洗炼，又很有文采。
科林逊读后赞叹不止，立刻送交皇家学会讨论。遗憾的是，旧的习惯势力相
当顽固，论文在皇家学会传阅以后，得到的仍是一阵嘲笑。有人甚至奚落说：
“这位先生竟想把上帝和雷电分家，真是痴人说梦！”
正是“高山流水，知音难得”。唯独科林逊和另一位朋友懂得论文的价
值，为了不使富兰克林的论文被埋没，他们多方奔走，终于说服了伦敦一家
出版商，把它刊印出来。这位有眼力的出版商后来赚了一大笔钱。
富兰克林得知这个情况，大受感动。他陆续又写了许多关于电学的论文
寄给朋友。1751年，他的论著合集《电学的实验和研究》在伦敦出版，这是
近代科学史上第一部系统的电学理论著作。书刚问世，没有引起广泛注意，
但是没过多久，就在英国畅销起来。书中有趣的实验和独到的解释吸引了许
多读者，人们读后耳目一新。
好书是没有国界的，《电学的实验和研究》不胫而走，不久就传到法国。
法兰西一位著名哲学家首先对这本书发生兴趣。在他的倡导下，书被译成法
文，在巴黎出版。一个哲学家首先发现书的价值，这个事实是意味深长的。
恩格斯在《自然辩证法》一书中说：“一个民族想要站在科学的最高峰，就
一刻也不能没有理论思维。”这是千真万确的。也正是这个道理，我们现在
提倡科学工作者要懂得辩证法，提倡哲学家和自然科学家结成联盟。
具有讽刺意味的是：对于一本电学的最新著作，法国的哲学家看出了它
的价值，可是法国的电学家却跳出来反对。在判断一种新的科学理论或者学
… Page 16…
说的时候，一个平庸的科学家常常不及一个有头脑的哲学家来得正确。巴黎
皇家学院的罗勒院长，是一位热衷电学的自然哲学教授。他脱离实践，因循
守旧，著有《电学理论》一卷，风行一时。这个人不但比富兰克林资格老、
学术地位高，而且还有一群盲从的信徒。他看到法文版《电学的实验和研究》
的论述和自己的理论针锋相对，大为恼怒。罗勒不相信书是北美人所著，断
定是巴黎的宿敌虚构的，用来拆他的台。这位院长大概肝火很旺，涵养也欠
佳。当他打听到波士顿确有富兰克林这个人的时候，怒不可遏。他连篇累牍
地写了大量文章和信札，为自己的谬论辩护，并且对富兰克林进行人身攻击。
一天，富兰克林从外面回来，丽德满脸忧虑地递给他一本刚从巴黎寄来
的新书。丽德不懂法文，但是她看了封面上印的富兰克�
