△富兰克林与电的单流说 

在美国独立史上,能与华盛顿齐名的是富兰克林。他不仅是政治家、外交家,还是著名的科学家。富兰克林从小就对自然现象特别感兴趣,他做过这样的实验,将几种不同颜色的布块埋一部分在雪地里,经太阳照射几小时后,他发现黑色的布块深陷到雪地里,白色的布块几乎没有动,而其它颜色的布块陷入雪地的程度各不相同。于是他得出结论:黑颜色吸收太阳能量的能力最强,白色最弱,其它颜色则介于二者之间。富兰克林从小培养起来的兴趣和探索精神为他日后的科学成就打下了坚实的基础。

1746年,富兰克林开始用莱顿瓶对电进行研究。1747年他给朋友的一封信中提出关于电的“单流说”。他认为电是没有重量的流体,存在所有物体之中。如果一个物体得到了比它的正常份量多的电,它就被称之为带正电(或“阳电”);如果一个物体得到少于它正常份量的电,它就被称之为带负电(“阴电”)。富兰克林认为,只有正电能经常移动,放电就是正电流向负电的过程。尽管运用我们现在的知识发现富兰克林的说法有很多不足,甚至跟事实刚好相反的地方,但是他的学说在当时确实能解释一些有关电的现象。但是,1747年他还在一封信中记述了尖端放电现象。1749年,他想知道天上闪电和地面上见到的电火花是否是同一种东西,于是提出把天电引到地面的设想,这也是著名的风筝实验的萌芽。1752年5月德·罗尔在雷雨天气成功地发现了他竖在高空的电棒上发出了电火花。接着,莫尼埃又作了晴天大气带电实验。1752年夏天,富兰克林也在山顶树上立了很高的铁棒,来验证空中是否带电,但是,这次实验效果不好。后来富兰克林想到把风筝直接放到高空云层,高空云层的电顺着风筝的线被传导了下来。在风筝线的地面一端富兰克林系了一把铜钥匙,实验发现铜钥匙放出了电火花。空中放电时的电荷又被引到了莱顿瓶中,然后再从莱顿瓶的放电证明聚集在瓶内的电是来自空中的闪电。富兰克林的风筝实验成了轰动一时的大事,大大扩展了人们对电的认识。

富兰克林还在该实验的基础上发明了避雷针,用以保护建筑物。自此,电不再仅仅是一种娱乐手段,它总算找到了实际的应用价值。1760年富兰克林在费城的大楼上立起了第一根避雷针。然而这引起神学家们的反对,他们认为雷和闪电是上帝震怒的表示,就像生病是上帝的惩罚一样,应该逆来顺受,避雷针违背了上帝的旨意。神学是禁锢不住科学的,科学的进步一层一层地揭露出上帝和神学的虚伪。

富兰克林是一个很有头脑的科学家。1783年他担任驻法公使,在此期间法国人正热衷于搞乘人气球的实验,当时的飞行高度高达600公尺。这引起了富兰克林的重视,并据此预言将来要出现降落伞部队。富兰克林不谋私利的想法更令人肃然起敬,他说:“我们在享受着他人的发明给我们带来的巨大益处,我们也必须乐于用自己的发明去为他人服务…。在世界领受我的发明时,我并不心怀私欲,我过去没有,以后也不想从我的发明中得到哪怕是些微小的利润。”富兰克林实事求是的精神也是令人敬佩的,他说:“我把各种见解留在世上,使之受到验证。如果是对的,它们将在真理和实验中得到证实;如果是错的,那么它最终也会被证明是错的,从而被摒弃掉。”富兰克林对科学的未来寄予了极大的希望,他说:“科学的迅速发展,使我有时遗憾地感到我降生太早,人们若要预计一千年内人类征服世界方面将达到何种程度是不可能的。”在今天,富兰克林的很多预言都变成了现实,这不能不让我们佩服他的天才思想。富兰克林死后,人们把法国人达兰贝尔的两句话“这个人从天上取闪电,从暴君手里夺玉”刻在他的墓碑上,以纪念他对电研究的贡献。富兰克林的研究工作不仅完善了静电理论,而且使静电研究进入到动电研究的新领域。他为电的应用奠定了基础。