第12章 疑點叢生的發現者 本傑明·富蘭克林用風箏實驗證明閃電的本質是電

18世紀中葉,美國政治家、科學家、發明家本傑明·富蘭克林開始對彼時最新潮的事物—電力—產生了興趣。1751年,富蘭克林發表了關於使用金屬杆在雷電天氣裏引電的理論。但是,在富蘭克林測試自己的理論之前,法國人喬治-路易·德·布封伯爵(Comte Georges-Louis de Buffon)先他一步,搶先在法國做了這個實驗。

布封還沒有傻到親自來做這個實驗。J. L.海爾布倫(J. L. Heilbron)在《牛津現代科學史指南》中寫道,在一次暴風雨中,布封雇傭了一位“甘願赴死的老兵”,這位老兵“用指關節碰了一下金屬杆,金屬杆迸出了火花”。海爾布倫說,那次金屬杆所導的電很微弱,因此老兵得以幸存,如果是一整個閃電劈下來的話,老兵就會被燒焦了……我們在下文中就會看到類似的事故。

自此,風箏就取代了金屬杆成為了人們首選的導體。海爾布倫認為法國科學家雅克·德·拉瑪(Jacques de Romas)是“第一個建議使用風箏將雷電引到地麵的人”。在一封富蘭克林於1752年10月寫給彼得·柯林森(Peter Collinson)的信中,富蘭克林稱,在法國做的實驗“在費城也成功了”,實驗用了一隻風箏、一把金屬鑰匙、絲帶和富蘭克林稱為“管形瓶”的萊頓瓶(Leyden jar)。富蘭克林說,打濕的風箏線可以“任意導電,之後在風箏線的末端係上絲帶並綁上一把鑰匙”。“暴風雨快要來的時候,開始放風箏”,“實驗者必須站在室內或者可以避雨的地方,確保絲帶不被淋濕,還要確保風箏線不會碰到房間的門框或窗戶”。(富蘭克林在這個實驗中使用幹燥的絲帶來確保實驗者不被燒焦,隻可惜絲帶這種安全設備完全沒有用。)“隨後用指關節觸碰鑰匙,你就會感到一陣陣電流”。然後實驗者就把鑰匙導的電導入“管形瓶”裏。(管形瓶或萊頓瓶是一種電容器。)

這樣看來,富蘭克林還算明智,因為他沒有讓鑰匙導的電導到“實驗者身上”。實際上,富蘭克林使用風箏線是為了讓金屬鑰匙上升到風暴中。真正導電的是這把“鑰匙”,而不是手握打濕的風箏線的實驗者。

1767年,英國科學家約瑟夫·普利斯特裏(Joseph Priestley)在《電力的曆史和現狀》(History and Present State of Electricity)一書中稱,富蘭克林於1755年6月做了這個實驗,盡管富蘭克林沒有留下什麽記錄。普利斯特裏說,“在法國電學家證實了同一理論的1個月後”,富蘭克林站在曠野裏的一個小屋裏,“用自己的指關節觸碰了那把鑰匙”。普利斯特裏貌似不知道這種實驗失敗的後果是什麽,因為他讓讀者親身體驗一下,看看“富蘭克林在感受到明顯的電火花的時候,他會有多麽興奮”。(普利斯特裏顯然沒有碰過通著電的路燈電纜,他肯定誤以為這種電纜是要被斷開的。)

本傑明·富蘭克林的傳記作家R.康拉德·斯坦(R. Conrad Stein)說,“沒人可以百分百確定,富蘭克林到底是做了,還是沒做這個實驗”。不過我們知道的是,富蘭克林沒有為了做實驗而在雷雨天氣中放最普通的風箏。

次年,基於富蘭克林的避雷針研究,德國物理學家格奧爾格·威廉·裏奇曼(Georg Wilhelm Richmann)自製了一個避雷針,但卻死於非命。馬克·斯滕霍夫(Mark Stenhoff)在《閃電球》(Ball Lightning)一書中寫道,裏奇曼和一位同事發現暴風雨就要來了,便飛快地跑回家想要做幾個實驗。同事說,裏奇曼教授的手剛碰到避雷針時,“避雷針就噴出了一個拳頭大小的淡藍色火球”。不幸的是,“這個火球一下竄到了教授的前額,教授一句話都沒有說就倒下了”。同事繼續說,教授的鞋子“猛地裂開”,致人死命的電荷通過教授的腳傳到了地下。這就是裏奇曼教授飛速趕回家做雷電實驗,結果卻死於非命的故事。