首页 > 富兰克林传 > 第六章科学家和发明家（费城，1744~1751 年）
对知识的探索：火炉、风暴和导尿管
早在年轻时，自身对知识的好奇以及启蒙运动时期特有的对自然规律的敬畏就使富兰克林对科学产生了浓厚兴趣。在乘船从英国返回北美殖民地的途中，富兰克林研究了海豚的习性，并通过对月相的分析确定自己的位置，那时他才刚满20岁。而在费城，他利用自己的报纸、历书、共读社和北美殖民地哲学会等一切机会来讨论自然科学问题。他一生都对科学怀有浓厚兴趣，在湾流、气象学、地球磁场和制冷等方面都有涉猎。
18世纪40年代是他对科学研究最为投入的时期，并在1748年从自己的生意退休之后达到了顶峰。富兰克林并没有接受过正规的学术教育，也缺乏数学基础，这就限制了他成为一名伟大理论家。而他对所谓“科学乐趣”的追寻又决定了他绝不是一个单纯的工匠。富兰克林生前一直被视为当时最著名的科学家之一，而近代的学术研究也恢复了他在科学先贤祠中的地位。正如哈佛大学教授达德利·赫施巴赫所言：“富兰克林对电的研究，为他在科学史上奠定了地位，使他足以与牛顿及当代的沃森和克里克相比肩。”
富兰克林对科学研究的兴趣最初只是单纯出于好奇和探明究竟时的快感。实际上，他那些古怪的好奇心很多都是为了取乐，无论是用电烤火鸡，还是担任议会秘书时百无聊赖地编幻方（每行、每列以及两条对角线上的数字之和均相等）打发时间，皆是如此。
与自己很多其他方面的追求不同，富兰克林对科学的渴望并没有掺杂任何金钱的因素。他从未为自己那些著名发明申请过专利，也乐于与他人分享自己的发现。而他也并非仅仅是出于实用的目的。富兰克林承认幻方“没有任何实际应用的意义”，他最初对电感兴趣与其说是因为实用，更不如说是为了好玩。
然而，在富兰克林的脑海中一直紧绷着一根弦，就是推动科学成果向实用性转化，就像穷理查的妻子确信自己丈夫必须拿那些奇怪的“咔咔作响的玩意儿”赚点儿钱一样。总体而言，他对科学研究的最初目的的确是出于知识探索的好奇，然后寻求实际应用。
富兰克林对深色布料比浅色布料更容易吸热的研究就是这一目标的最好例证。这些实验以艾萨克·牛顿和罗伯特·波义耳的理论为基础，在18世纪30年代，与共读社社友约瑟夫·布瑞特诺尔共同完成的。他们把不同颜色的布片放在雪上，根据其所覆盖的雪的融化程度来确定哪个颜色的布吸热更多。随后，在对这一实验的描述中，富兰克林又赋予它实际意义，具体包括“在炎热、阳光充足的天气里，不适合穿深色衣服”、“果实储藏室的外墙必须涂成黑色”。在总结这些结论的时候，富兰克林提炼了一句名言：“如果不能致用，科学还有什么意义？”
富兰克林将科学理论应用于实际的另一个更为有名的例子就是他在18世纪40年代初期发明的火炉。火炉以木材为原料，安装在壁炉里，在最大限度提升效能的同时减少了烟雾和气流的排放。富兰克林正是充分运用了对流和热量转换的相关知识，才发明了这个精巧（也许过于复杂）的装置。
火炉的设计构想是这样的：火焰通过释放的热量和烟雾将其顶部的铁盘加热，然后通过空气对流将烟雾引入边墙的通道，最后再通过烟囱排放出去。在此过程中，火焰加热火炉内部的小铁房，小铁房则通过通道从地下室抽取干净的冷空气进行加热，然后通过天窗将加热后的空气排放到屋子里面。
1744年，富兰克林请共读社中的一个铁匠社友帮助生产了这种铁炉，还让他的两个哥哥和其他一些朋友在北美殖民地西北部进行销售。富兰克林亲自撰写了宣传册，其中既包含科学原理，又不乏商业推销。富兰克林在册子中详细解释了为什么热空气比冷空气所占的空间大、比重轻，以及为什么加热会产生热量而烟雾却很少。随后，他总结性地推荐了自己的新发明，声称它效能高、烟雾小，降低了发烧或咳嗽的几率。他还宣称，这个炉子很节省燃料。
这种“宾夕法尼亚火炉”（由富兰克林命名）每个售价5英镑，最初的确受到了一定欢迎。当时殖民地的各家报纸都大力推荐：“无论是从公正的角度出发，还是从感激的角度出发，这些火炉都应该被命名为富兰克林火炉。”《波士顿晚邮报》所刊登的一封读者来信中写道：“我认为那些体验过新火炉带来的舒适和好处的人都会与我一样，认为应该为发明者塑像。”
当时的费城总督也很着迷于这个火炉，并打算授予富兰克林专利。“但是我婉拒了，”富兰克林在自己的自传中写道，“我们既然享用他人发明所带来的巨大好处，就应该乐于让自己的发明无偿地、慷慨地造福他人。”多么高尚、真诚的观点啊！
然而，一名学者对富兰克林的火炉进行了详细研究，发现它其实并没有富兰克林想象的那么实用和受欢迎。只有在烟囱和下方通道被烘热时，才能防止烟雾倒灌到屋子里。这就产生了一个新问题。两周内，火炉销量急剧下滑，不得不停止生产。而且使用者都不得不对自家火炉进行改造，以解决这一问题。富兰克林在余生中一直在修正自己关于烟囱和火炉的设计，实际上今天我们看到的所谓富兰克林火炉与最初的那个复杂发明相比要简单得多。
富兰克林还将科学和医学结合在一起，在欧洲原型的基础上发明了北美殖民地第一根医用导尿管。当时，富兰克林在波士顿的哥哥约翰身患重病，写信给富兰克林表示自己想要一根更加灵活的管子帮助排尿。他富兰克林马上就拿出了设计方案，并在费城找了银匠，亲自监督生产。管子很薄，因而很灵活。富兰克林还在管子里面加入了一根金属线，这样可以增加它的硬度，便于插入人体；而当导管遇到硬物而需要弯曲的时候，可以慢慢把它抽出来。导尿管还带有螺丝装置，这样就可以通过旋转插入人体。他甚至把导尿管做成了可折叠的，这样就更加容易取出。“对于任何新工具和新装置来说，使用者的经验对于正确操作十分重要。如果方便的话，可以给我提些建议，以便改进。”富兰克林这样告诉哥哥。
富兰克林对大自然也保持着浓厚研究的兴趣。他最著名的发现之一就是东海岸大风暴，也就是东季风。这些风产生于东北方向，却突然改变了自己的轨迹，沿着海岸线从南方吹来。1743年10月21日晚，富兰克林本打算观察据他推算出将在晚上8点半发生的月食，突然一场大风暴袭击了费城，天空布满了黑压压的云层。几周之后，他读到了有关报道，说这场风暴沿着弗吉尼亚向波士顿袭来，造成了巨大损失。但富兰克林随后告诉他的朋友贾里德·埃利奥特：“令我吃惊的是，我在波士顿的报纸上读到了关于那晚月食的报道。”因此，富兰克林给波士顿的哥哥写信，确认了风暴是在月食结束一个小时之后才抵达。富兰克林随后研究了历年来多次风暴由上及下到达海岸的时间，得出了一个“重大的发现”。富兰克林告诉埃利奥特：“尽管风是由东北向西南吹来，但是风暴却由西南向东北方向运动。”他随后推测，这是因为南部空气由于受热上升产生了低气压，而将东北方向的风吸收过来。150余年后，伟大的学者威廉·莫里斯·戴维斯如此断言：“这拉开了天气预报这门科学的序幕。”
这段时间，富兰克林对其他很多科学现象也很感兴趣。比如，他与科尔登通信，探讨了对彗星、血液循环、排汗、惯性和地球自转等问题的看法。但是，1743年的一场客厅魔术秀引发了富兰克林对一项研究的浓厚兴趣，这一研究奠定了富兰克林在自然科学领域的巅峰地位。
历史性的突破：电
1743年夏，富兰克林造访波士顿时，一天晚上他偶然观赏了一场电学实验表演。表演者是阿奇博尔德·斯宾塞博士，一个来自英国的流浪艺人，以科学展示为生（在其自传中，富兰克林记错了年份和名字，误以为是1746年和斯宾斯博士）。斯宾塞几乎将科学展示变成了娱乐秀。他描述了牛顿关于光的理论，还演示了一台测量血液流动的机器。富兰克林对两者都十分感兴趣。但更关键的是，斯宾塞表演了一些关于电的小魔术，比如把一个小男孩用丝带吊在天花板上，用一根玻璃管摩擦丝绸产生静电，然后再从男孩的脚那儿引出电火花。“这个内容对我来说非常新鲜，”富兰克林在自传中回忆道，“令我又惊又喜。”
早在17世纪，伽利略和牛顿就已经揭去了蒙在重力脸上的面纱。但是人们对宇宙中的另一个神秘力量——电，却仍然知之甚少，和祖先几乎没有什么区别。当时有很多人，如斯宾塞博士，借助电表演魔术。法国国王路易十五的宫廷科学家阿贝·诺列特，就曾经把180名士兵和700名僧侣绑在一起，然后给他们通上静电让他们同时跳起，为法国国王表演取乐。但富兰克林却是第一个把电从小把戏变成了一门科学的人。完成这一任务需要的不是数学家和理论家，而是一个聪明、勤奋，有兴趣进行具体的实验操作，还有机械天赋、有时间发明很多精妙装置的人。
富兰克林从波士顿回到费城几个月后，斯宾塞博士也来到了费城。富兰克林作为他的经纪人，为他的讲座刊登广告，并在自己的店里面售票。1747年年初，富兰克林在伦敦的代理人彼得·克林逊给富兰克林的图书馆寄来了一个可以产生静电的长玻璃管，以及一些电学著作和书籍。在写给克林逊的致谢信中，富兰克林兴奋地描述了那个装置给他带来的乐趣：“我以前对任何研究，从没有像现在这样全神贯注过。”富兰克林还向当地的玻璃商和银匠订做了更多类似的装置，并招募了一些共读社社友一起做实验。
富兰克林最初的实验是收集电流，并对它的性质进行研究。富兰克林首先让朋友们通过摩擦玻璃管在自己的身上产生静电，然后互相触碰，看看是否会产生电火花。通过实验，富兰克林发现“电并非由摩擦而产生，而是被收集起来的”。换句话说，电流可以导入一个人的身体，再从另一个人身上导出，而两个人相互接触就会产生回流。
为了解释他的理论，富兰克林还在给克林逊的一封信中发明了很多新名词：B代表负电，A代表正电。或者说，A、B代表了阳电与阴电，并用正号“＋”和负号“－”来表示。富兰克林同时为这些新术语向克林逊表示了歉意，“这些术语恐怕要用到英国哲学家发现了更合适的表达方式的时候。”
实际上，富兰克林所创造的这些术语和他发明的其他很多描述其发现的新术语一道，沿用至今，包括电池、中性、集成和导体等。作为一名科学家，富兰克林的重要意义还在于他准确描述了实验的过程和结果。正如19世纪初英国化学家汉弗莱·戴维所指出的：“他的文章无论是门外汉还是专家都能看明白”，“他对细节的描述通俗易懂，还极具趣味性”。
当时，人们一直认为有两种流质的电——琥珀电和玻璃电，二者是独立存在的。富兰克林则发现产生正电的同时必然产生负电，这也就是电荷守恒定律和电的“单流质说”。这些概念反映了富兰克林的记账员心态，富兰克林早在伦敦发表自己的“论文”时就指出快乐和痛苦总是平衡的。
这是一次具有历史意义的理论突破。正如哈佛大学教授I·伯纳德·科恩指出：“作为一项经受了200多年来无数实践检验的理论归纳，富兰克林的电荷守恒定律对物理学的意义和牛顿的动量守恒定律一样重要。”
富兰克林还发现了电流的另一个属性：“电容易被尖状物所吸引”。而这一发现很快就被富兰克林历史性地运用到了那个伟大的风筝实验上。富兰克林给一个铁球充上电，然后用软木塞接近它，在铁球的电流作用下，软木塞被推了回去。随后，富兰克林把软木塞换成了尖状的金属物，发现当金属尖靠近铁球时产生了电火花。但钝头的金属物就不容易产生这样的现象。如果换成绝缘体，就根本没有电火花。
接下来，富兰克林用莱顿瓶（一种原始的电容器，以发明所在地荷兰莱顿命名）捕捉和储存电流。莱顿瓶是一个玻璃瓶，瓶内外分别贴有锡箔，瓶内壁上的锡箔通过导线与瓶内可充电的水或金属相连。富兰克林发现当莱顿瓶的内部充满电的时候，外部锡箔上也带有等量、性质相反的电。
此外，富兰克林还发现，如果把一个充满了电的莱顿瓶里面的水或者金属倒出来，也会产生电火花。因此，富兰克林得出这样一个结论：“起储电作用的是玻璃瓶本身。”于是，他把一排玻璃盘连接起来，每个盘子的两侧都包上了金属，给它们充好电，然后再用导线连接，然后就发明（同时命名）了一个新装置：电池。
富兰克林对电的研究给他那些稀奇古怪的想法注入了新的活力。他发明了一个充电的金属蜘蛛，充上电之后可以像真蜘蛛一样爬来爬去。他在自己房子的周围建起了能发出电火花的铁栅栏以博访客一笑。他还搭起了一副英国国王乔治二世的画像，当有人触摸皇冠时，就会因为“大不敬”被电流一震。富兰克林还开玩笑道：“如果一系列人都因此挨了电击，这个实验就叫作同谋者。”朋友们蜂拥而来观看他的表演，而富兰克林则再次给自己树立了爱玩的名声。（在托马斯·品钦的小说《梅森和迪克逊》中有这样一个好笑的场景，富兰克林让酒馆里的年轻人站成一排，用自己的电池给他们通电，并大喊：“把手都拉起来，你们这些花花公子。”）
随着1749年那年夏天的来临，天气变得越来越潮湿，不适合做实验。因此，富兰克林决定暂停，等到秋天再继续。尽管自己的发现具有重大历史意义，但富兰克林当时尚无法将其应用于实践。对此，富兰克林曾向克林逊抱怨“有点儿苦恼，因为到目前为止尚未发现任何对人类有用的益处”。实际上，在多次对自己的理论进行改进，并被电击了无数次甚至昏厥之后，富兰克林这个总是保持谦虚的人，发现“目前为止，电唯一的用处就是帮助一个骄傲的人变得谦虚”。
当实验季结束之后，富兰克林和朋友们决定在河岸边举办一个“快乐的派对”。富兰克林在给克林逊的一封信中描述了当时的场景：他们用电击杀死了准备用来做晚餐的火鸡，然后用电瓶来做“电烤火鸡”，随后在电池驱动的枪声中，以“电”的名义向英国、法国和德国所有研究电的著名科学家举杯致敬。
他们的乐子找得不错。尽管火鸡比普通的鸡更难电死，富兰克林和朋友们用一个大电池终于达到了目的。“用这种方式杀死的禽类的肉质吃起来特别松软。”富兰克林写道，他也因此成为电烤火鸡这一烹饪方法的先锋。至于做些更实用的事，还是等到秋天再说吧。
从苍天处取得闪电
在富兰克林所保留的实验笔记中，他在1749年10月记录下了电流与闪电之间一些有趣的相似之处。富兰克林一共列出了12条，具体包括：发光、有光的颜色、可以弯曲前进、动作迅捷、由金属引发、能发出爆炸声……能击毙动物……有硫磺味。
更重要的是，他将其所总结出的闪电特性与其早期关于电容易被尖状物吸引这一实验联系起来。“电流容易为尖状物所吸引。我们不知道闪电是否具有这一特性。但鉴于它们在所有我们已经比较过的方面都一致，它们有可能在这一点上也一样吗？”最后，富兰克林发出了一句具有重要意义的战斗口号：“让我做个实验吧！”
几个世纪以来，人们一直认为威力无穷的闪电是一种超自然的现象或上帝意志的表达，所以当风暴来临时，教堂的钟声就会响起，以驱赶闪电。圣托马斯·阿奎那就曾经说过：“这些神圣金属所发出的声音把魔鬼赶走，使风暴和闪电转向他处。”但即使最虔诚的信徒也会发现这其实并不奏效。仅仅在18世纪中期的35年时间里，仅德国就有386座教堂被雷击，100多名敲钟人丧命。在威尼斯，闪电劈中了一座教堂，引爆了数吨火药，致使3 000多人丧命，正如日后富兰克林对约翰·温斯罗普回忆时说：“当钟声响起的时候，闪电似乎更愿意击中教堂的尖顶。而且无论新钟还是旧钟，皆是如此。现在是时候试试其他办法了。”
包括牛顿在内的很多科学家都注意到了闪电和电流之间的联系。但是，没有一个人敢说“让我做个实验吧”，也没有人进行周密的测试，更没有人联想到用带尖的金属杆亲自开展实验。
1749年4月，富兰克林第一次提出了其关于闪电的理论，当时他还没有做电烤火鸡的实验。富兰克林推测，云朵中的水蒸气是带电的，然后正电与负电分离。当这样的“带电的云朵经过的时候”，“大树、高塔、教堂的尖顶和船的桅杆……就会吸引电流，云就把自己的电释放出来”。这个猜测还挺靠谱。据此，富兰克林还给出了具体的建议：“闪电的时候在树下躲避是十分危险的。”而这一推论也促使富兰克林进行了他最有名的实验。
在富兰克林亲自做这个实验之前，他已经在1750年写给克林逊的两封著名的信中详细描述了自己的设想。这两封信被提交给英国皇家学会，然后广为流传。其最核心的内容就是用一根长金属杆从云中引出闪电，就像他在实验室中用针从铁球引出火花一样。他详细描述了其所设想的每一个实验细节：
在某一高塔或塔尖顶上放置一种绝缘箱，大小足够容纳一个人和一个接地的电座。在电座中央树一根铁竿，将这铁竿弯起来穿过箱门……然后垂直竖起20~30英尺[1]高，顶端十分尖锐。让一个人站在电座上，如果电座能够保持整洁和干燥，当低空的雷雨云经过时就会放出电和火花，铁竿则将把电火花从云中引向他。如果担心那人会有危险（虽然我认为没有危险），可让他站在绝缘箱充当的地板上，不时地用金属线圈接近铁竿。金属线圈的一端接在导线上，人则握着用蜡做的线圈把手。那铁竿将把电从铁竿传往线圈，对人毫无损害。
富兰克林的错误之一就是认为人不会有危险，正如不止一个欧洲的实验者用自己的生命所证实的一样。不过，他建议使用一个用蜡做的线圈把手实在很高明。
富兰克林在写给克林逊的另一封信中提道，如果他关于避雷针的设想没错，那么闪电——这一人们所面临的最可怕的威胁或许就能得以避免了。“房屋、船只，甚至塔和教堂可以借助它们得到有效保护，免受电击，”富兰克林预测，“我想电火会在它到达那一刻前，静静地被从云中引出。”对此，富兰克林并不肯定：“这似乎是异想天开，但目前请传阅它，直到我寄来详尽的实验报告。”
1750年，伦敦的《绅士杂志》对富兰克林的信进行了摘要发表，并据此在来年出版了一本86页的小册子。更重要的是，1752年年初，此书被翻译成了法文，在法国引起了轰动。同年2月，路易十五要求翻译此书的法国科学家（为首的是孔德·德·布丰和托马斯–弗朗索瓦·达利巴德）为自己展示富兰克林所做的实验。路易十五观看后十分兴奋，要求他们尝试富兰克林提出的捕捉闪电的实验。在一封写给英国皇家学会的信中提到：“德·布丰、达利巴德和德·洛尔三位先生准备证实富兰克林先生对闪电和电流之间关系的推测。皇帝陛下对这一想法也十分欣赏。他们现在已经做好了准备。”
在巴黎北郊的马尔利村，那些法国科学家搭建了一个小亭子，立起了一根40英尺高的铁竿，并强迫一名退伍士兵充当普罗米修斯来进行试验。1752年5月10日下午两点，一场暴雨袭来，而那个士兵正如富兰克林所预测的成功地捕捉到了电火花。一个兴奋的当地官员抓起绝缘线，试了又试，重复了6遍。尽管闪电一度将其击倒，所幸并无大碍。达利巴德向法国皇家学会报告称：“富兰克林先生的想法不再仅仅是推测，现在已是事实。”
尽管并不知情，但富兰克林在欧洲已经成为了一个风云人物。远在伦敦的克林逊满怀喜悦地写信告诉富兰克林，“法国国王郑重要求”法国科学家“对费城的富兰克林先生在电学方面的发现，以及成功运用避雷针保护民众免受闪电危害方面的成就表达由衷的赞美”。
根据富兰克林及他的科学家朋友约瑟夫·普里斯特利的描述，在接下来的一个月里，在法国实验成功的消息尚未传到北美殖民地时，富兰克林就想出了自己的天才办法来进行这一实验。当时，富兰克林一直在等待费城基督教教堂尖塔完工，这样他就可以利用那个高点进行实验了。可是，尖塔迟迟未能完工，渐渐失去耐心的富兰克林突然想到了用风筝这个从波士顿孩提时代起他就喜欢的玩具来代替实验用品。为了保密，他找了自己的儿子威廉来放丝绸风筝。“风筝的顶部放置了一根尖锐的导线，而风筝线的底端则拴了一把钥匙，这样当导线接近闪电的时候，就可以产生火花了。”
天上的云一朵朵飘过，却没有任何反应。就在他开始感到绝望的时候，富兰克林突然发现麻绳上一些麻丝竖了起来，他立即屈指伸向钥匙，成功地捕捉到了电火花（当然，他活了下来）。富兰克林继而收集了一些闪电储存在莱顿瓶中，发现闪电和在实验室里面产生的电流性质是一样的。“因此，电流和闪电的性质是完全一样的，”富兰克林在10月写的一封信中说道，“它们完全一样。”
富兰克林和他的风筝注定不仅在科学界受到尊重，而且在社会生活领域也占有一席之地。本杰明·韦斯特曾经在1805年完成了一幅著名的画作，即《富兰克林从苍天处夺取闪电》。但是，此画却误将46岁、活力四射的富兰克林画成了一名老者。而19世纪另一幅由卡瑞尔和艾夫斯绘制的名作则将威廉画成了一个小男孩，而不是21岁的年轻人。
但即使在讲究科学精神的历史学家中，富兰克林的风筝实验也饱受争议。尽管它的确有可能发生在1752年6月，也就是法国实验成功的消息抵达北美殖民地之前，但是在随后几个月的时间里，富兰克林却从未对外宣布实验成功。不仅在那个夏天给克林逊的信中没有提及，富兰克林似乎连朋友埃比尼泽·金纳斯利都没有告诉，金纳斯利当时正在费城宣讲电学。甚至当7月底8月初法国实验成功的消息传到费城之后，富兰克林也未公开发表实验成功的消息。《宾夕法尼亚报》曾在1752年8月27日刊登了一封来信，报道了法国实验的有关内容，但也并未提及富兰克林和他的儿子早已自行证实这些结论。
第一份公开报告出现在当年10月，距离实验成功已经过去了4个月。当时，富兰克林给克林逊写了一封信，并在报纸上刊登。“虽然欧洲报纸已多次报道从云中引出闪电这一实验成功的消息，”富兰克林写道，“但对于那些好事者来说，得知同样的实验已经在费城获得成功，仍会让他们感到兴奋。尽管费城的实验是以更加简单且不同的方式进行的。”接下来，他描述了风筝及其他装置的设计，但是口吻却客观得有些奇怪，一直在用他和他儿子，而不是直截了当的第一人称。在文末，富兰克林高兴地提到他的实验设想在法国获得成功的消息推动了本地安装避雷针的进程，他还有意强调了“我们已经在学校和议会大厦的尖顶上安装了避雷针”。当期报纸还刊登了新版《穷理查历书》的广告，并加了一段该书将告诉大家“如何保护住宅……免受闪电的伤害”的宣传语。
至于此次风筝实验的详尽报道，包括威廉参与等细节，则是在约瑟夫·普里斯特利所著的《电的历史与现状》一书中才首次出现，当时已经是1767年了。“对他来说，借助一只普通的风筝，可以比站在任何尖顶上更好地理解和接近雷电区域。”普里斯特利这样描述富兰克林，“他走进了一片田野，那里有一间合适的小棚子，这样他就成功捕捉到了第一批闪电。”普里斯特利是英国著名作家，他的写作内容源自1766年他与富兰克林会面时采集到的第一手消息。富兰克林给普里斯特利提供了科学的材料，并审阅了他的手稿。相关内容却略显虎头蛇尾，过于平淡：“此事发生在1752年6月，法国科学家证实同一理论的一个月之后，但当时富兰克林对此并不知情。”
富兰克林迟迟没有公开此次风筝实验的消息引发了很多历史学家的质疑，最近出版的一本书甚至称他的声明只是一个“恶作剧”。于是，I·伯纳德·科恩再次对此段历史进行了全面的考证。根据现有的信件、报告和费城在该年夏天设置了避雷针的事实，科恩进行了分析。最后得出如下结论：“怀疑富兰克林在听到法国实验的消息之前，就设计出并成功进行了实验这一想法毫无根据。”但是他随后提出了实验“是由富兰克林和他人共同完成的”。最后，他补充道：“我们有理由相信富兰克林在1752年6月进行了风筝实验，随后不久，在1752年6月末或7月初，第一批避雷针就在费城出现了。”
实际上，我认为质疑富兰克林伪造实验日期或其他实验内容是没有道理的。毕竟富兰克林从未夸大过自己的科学成就，而普里斯特利对其实验的细节描述详实，足以令人相信。如果想要沽名钓誉，富兰克林大可以宣布早在法国科学家实验成功之前就进行了风筝实验，但恰恰相反，他慷慨地承认了法国科学家首先证实了自己的理论。而富兰克林的儿子，尽管随后与其发生了激烈争执，也从未对风筝实验提出过质疑。
因此，为什么富兰克林推延了发布这个极有可能是他最大的科学成就呢？有很多解释，富兰克林几乎从未第一时间在自己的报纸上或以其他途径刊登自己科学实验成功的消息。他通常会等一段时间，正如他在此事上可能的做法一样，准备一份全面描述，而不是匆忙发一个简单通告。因此，他经常要花很长一段时间来写作、誊抄。例如，他在1748年的实验，直到1749年4月在给克林逊的信中才有所提及。而关于其1749年的实验结果，同样也存在了滞后的可能。
此外，他也许担心自己最初的发现被证伪而被人嘲笑。普里斯特利在其著作中，提出了这样的担心是富兰克林之所以秘密进行实验的原因。实际上，那年夏天，就在很多实验如火如荼地进行之时，很多科学家和评论家，包括阿贝·诺列特，都曾称那些科学家是傻瓜。因此，正如科恩所推测，富兰克林可能一直在等待，不断重复并完善这一实验。而卡尔·范·杜伦则提出了另外一种可能性，就是富兰克林希望此次实验的结果能够与同年10月推出的新版历书中关于闪电的文章同步发行。
无论出于何种原因推迟了相关实验报告的发布，富兰克林仍然在当年夏天成功地说服费城居民在高层建筑上安装了两个避雷针。为此他深受激励，这也是世界上最早的避雷针应用实例。9月，富兰克林在自己家的屋顶上也安装了一个，并通过它和一个精巧的装置在风暴到来时进行预警。在给克林逊的信中，富兰克林进行了详细描述：“避雷针被放置在烟囱上，通过一根金属线与井里的水泵相连。通过屋里的那部分金属线被分成了两段，两段间相距6英寸[2]。两段金属线中间是两只铃铛和一个小球。当风暴来临、金属线有电流通过时，铃铛就会响起来。”这是将娱乐、研究和实用性结合起来的一个典型实例。他用这个装置来收集实验所需的电流，但足以保证房屋在被闪电击中时的安全。然而，德博拉对此不甚满意。若干年后，富兰克林在伦敦写信回应德博拉的抱怨，并指导她“如果铃声吓到了你”，就用一根导线把两段金属线连起来，这样就没有声音了。
然而，在某些领域，特别是宗教领域，富兰克林的发现引发了很多争议。阿贝·诺列特满怀嫉妒地继续贬损富兰克林的思想，并称避雷针是对上帝的冒犯。对此，富兰克林在给朋友的信中写道：“他这么说好像他是那个保护自己免受闪电所伤的人似的”，“可以确信的是，来自天堂的闪电像下雨、冰雹或来自天堂的阳光一样不再神秘，我们无须给房子造尖顶就可以克服它所带来的不便。”
大部分人很快就同意了这一说法，避雷针则在欧洲和北美殖民地开始盛行。富兰克林突然间成了名人。1753年夏，哈佛学院和耶鲁学院授予他荣誉学位，伦敦皇家学会授予他金质奖章，这也是该学会首次将这一荣誉授予一个生活在英国以外的人。他给协会的回复非常机智：“我不知道贵会那些博学的成员们是否习得了古代的点石成金之术，但贵会的确找到了使金子无限增值的办法。”
从暴君处夺取王权
在向克林逊描述尖状金属物如何吸引电流的时候，富兰克林得出了基础物理的相关理论。但他坦承对这些推测“心存疑惑”，并表示他认为学习如何运行的规律比了解理论原因更为重要：“我们不需要知晓自然以何种方式让自己的规律起作用，我们只需要了解规律本身就足够了。对我们来说，知道瓷器悬空就会掉在地上摔坏，这才真正有用，但它是怎么摔下去的，为什么会摔破，就属于思考的范畴了。知晓其中的究竟固然使我们愉悦，但没有它，我们也可以不让瓷器摔坏。”
这一态度，和富兰克林缺乏数学和物理理论基础的事实，解释了为什么尽管富兰克林十分努力却没能成为伽利略和牛顿那样的理论大师的原因。富兰克林是实用的实践者，而不是系统的理论家。正如他的道德和宗教哲学一样，富兰克林科学研究的特点不是抽象理论的完备，而是发现事实、学以致用。
但是，我们不能抹杀富兰克林那些发现的理论意义。富兰克林是当时最有远见的科学家之一，他发现并证实了自然界的一个基本规律：电是单流质的。19世纪伟大的历史学家、在富兰克林实验的150年后发现电子的J·J·汤普森曾写道：“单流质说对电学的贡献是不容抹杀的。”富兰克林还提出了绝缘体和导体的区别，电气接地的理念及电容和电磁的概念等。正如卡尔·范·杜伦所言：“他来的时候，电还是一个谜，他离开的时候，却将其变成了一门科学。”
富兰克林破解了闪电带来的的死亡之谜，指出闪电只不过是电的一种，且可以驯服。这一发现的实践意义，我们也不能小觑。很少有科学发现能够立竿见影造福于人类。伟大的德国哲学家伊曼努尔·康德称其为盗天取火的“新普罗米修斯”。很快，他不仅成为北美殖民地和欧洲最负盛名的科学家，还成为一个大众英雄。他解决了宇宙中最大的难题，也征服了自然界中最恐怖的危险。
但正如他热爱科学研究一样，富兰克林认为在公共事务中的尝试也是很有必要的。当时，他的朋友、政治家和科学家科尔登也宣布退休，并全心地投入到“哲学的乐趣”中。在18世纪，这一词汇其实代表科学研究。“不要让你对科学研究的热情超过应有的尺度，”富兰克林劝告他，“即使牛顿是一艘普通船上的导航员，他最好的成就也无法弥补其在危险时离开工作岗位一个小时所造成的损失；而如果他是掌握整个国家命运的人，那将会差多少？”
因此，不久之后，富兰克林就将其在科学研究方面的风格（讲求实用）拓展至公共事务上。富兰克林作为一名科学家所赢得的声誉，对其政治目标的实现也大有裨益。因此，科学家和政治家这两种身份在富兰克林身上合而为一，相互加强，贯穿始终。正如法国政治家杜尔哥的诗作所言：“他从苍天处取得闪电，从暴君处夺取王权。”
[1] 1英尺≈0.3米。——编者注
[2] 1英寸=2.54厘米。——编者注
点击收藏 小提示：按键盘CTRL+D也能收藏哦！