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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
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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。
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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
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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林的漫画,感到不安。
富兰克林诧异地打开书一看,原来是罗勒院长的文章和公开信的合集,全部
是针对他的电学理论和他本人的。对于这种诋毁,富兰克林觉得有必要进行
回击。这将是一场远隔重洋的笔战。
当天夜晚,富兰克林在灯下笔卷狂澜,撰写回击文章。凭他的文才和学
识,要战胜论敌,扫尽罗勒院长的威风,是不难的。但是当他写到一半的时
候,却改变了主意。富兰克林一向不愿把自己的学术观点强加于人,他在书
中曾经写过这样的话:“我让这些见解在世界上去碰碰运气。如果它正确,
真理和事实将会支持它;如果它是谬误,就理所当然地被撇在一边。”
富兰克林放下手中的笔走到窗前,凝望着繁星闪烁的夜空,沉思起来。
他觉得,自己的结论都是从实验中得出的,可以用事实进行检验。书中的推
论也没有强迫别人接受,没有申辩的必要。是非曲直,广大读者自有公论。
而更重要的是,前面还有很多事要做,与其打一场无休止的笔墨官司,不如
全力去搞新的实验。就这样,他决定对巴黎来的攻击置之不理。他后来始终
没有回敬过罗勒院长一个字。
关于这件轶事,后来爱因斯坦(1879…1955)同一位科学史家曾经很感兴
趣