美国人:殖民地历程-第42章

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一本厨房菜谱或一本魔术表演指南，而不是物理学论著。他在一封很重要的　
信件中这样解释了“尖端物体吸收和放射电火花的奇特作用”：　


将一颗直径三到四英寸的铁弹置于一个洁净和干燥的玻璃瓶口，从玻璃瓶口正上方的天花板上　

垂下一根丝线，线头系上一颗卵石大小的软木球。调整线的长度，使软木球正好触及铁弹的侧　

面。给铁弹通电，这时小球就会被排斥到四、五英寸远的地方（视电量大小而异）。在这种状　

态下，如果你将一根细长的尖针伸向铁弹，当两者相距六至八英寸时，排斥状态立即消失，软　

木球摆回原地。但如用钝的物体，就必须移近至一英寸内，还要引起瞬态放电，才能产生同样　

的效果。　


在富兰克林的时代，人们有可能用厨房用具来进行重要的电学实验，因　
为电学在当时还处于萌芽状况，还未达到十分精确的程度。在十七和十八世　
纪取得巨大进展的所有各门科学中，电学的历史最短。人们在电学方面可以　
探索的或不了解的东西，比天文学或一般数学物理方面要少得多。由于电学　
在当时看来没有实际用处，因而大可以追逐新奇，随意玩耍。要说稍有区别　
的话，富兰克林对电的兴趣只不过比当时一些人更缺乏“实际性”，因为他　

对当时有人预言电将成为医学上的万应良方一说，颇为怀疑。他作为业余爱　
好者而非专门研究者的精神状态，是他的最大优势。像许多有所发现的美国　
人一样，他之所以能看到更多，倒是因为他实际了解的东西远少于人们料想　
他应当了解的东西。　
当富兰克林在　1746　年后初次对电发生兴趣时，他对欧洲科学家已做过　
的研究几乎一无所知。他在波士顿旅行时偶然目睹了“奇异的电魔术”，旅　
行完毕返回费城时他欣喜地发现，他的合作图书馆已从彼得·科林森那里得　
到了一些玻璃管。富兰克林和其他三个业余电学爱好者一起，重复地做着他　
所看到的实验。这几个人中最为活跃的是埃比尼泽·金纳斯利，一位获取了　
圣职但从未得到布道机会的浸礼会牧师。富兰克林称他是“一位心灵手巧的　
伙伴，由于他无正业可干，我怂恿他不妨为公众表演这一番实验，以此挣点　
钱。”另外两个人是银器匠菲利普·辛（1703—1789　年）和律师托马斯·霍　
普金森（1709—1751　年），后者是秉性聪颖、才华非凡的弗朗西斯·霍普　
金森的父亲。这两个人后来都参与了美洲哲学学会的创建工作。很难确认他　
们各人在重要的早期实验中的具体作用，这一部分是因为富兰克林在记叙中　
很少有自谦而述及他人的言词。但是，在这个贸然凑合的实验小组里，谁也　
称不上是“自然科学家”。他们都没有正规的大学学位，用英国的标准衡量，　
也谈不上很有学问。　
费城的这些业余爱好者们全然不知欧洲自然科学家们的工作情况。菲利　
普·辛“发明”了一个简单的电学装置，即一个玻璃球在铁轴上旋转产生摩　
擦，摩擦所生的电由铁轴收集，他们便认为他做出了新颖而重要的创造。比　
起用手摩擦玻璃管的“疲劳操作”，辛的这个装置看来是个很大的改进。但　
类似的装置英国早已使用，在欧洲大陆的电学实验者中也已相当普遍。　
富兰克林了解的欧洲早期电学研究的情况，看来全都来自他在伦敦的通　
讯朋友彼得·科林森，这当然是很有限的。富兰克林告诉科林森，他和三名　
费城合作者正在观察“一些特殊的现象，这些现象我们认为是首次被人察觉　
到的”。但是，他无法知道这些所谓新东西到底是真正的发现，还是欧洲科　
学家们早已注意到了的现象。富兰克林以后给科林森的一些信件（后来成了　
他的电学论著），仍然具有捉摸不定的性质，就好像一位不知道是否已经有　
人先于他探察过某一块土地的探险家所写的日志。　
如果富兰克林更多地了解欧洲科学家们的电学成就，他可能就没有勇气　
提出他那十分大胆的简单设想：电是一种“单质流”，不随它在其中产生的　
物质的不同而变化。这就是富兰克林的主要电学发矾依据他所设想的流动方　
向，他又把电的两种形式简单地称为“正”电和“负”电。　
欧洲在这个问题上的深奥的观点，此时已经“进展”到杜费的远为复杂　
繁琐的理论：　


自然界存在着两种各具特点。截然不同的电。我把其中一种称为玻璃电，另一种称为树脂电。　

前者存在于玻璃、水晶、宝石、动物皮毛、羊毛和许多其他物体，后者存在于唬拍、硬树脂、　

丝绸、线、纸和大量其他物质。　


富兰克林看来完全不了解杜费的划分。他从自己的观察中，直接作出了　
具有时代意义的假设，即所有的电都是单质流。当然，即使他了解欧洲科学　
家提出的误入歧途的划分，他仍有可能提出自己的朴素解释。但是，这就需　

要有大胆的想象力，而富兰克林的长处不是大胆，而是通情达理。他很可能　
不敢发表自己的革命性观点。　
我们知道，当富兰克林更多地了解了他的欧洲同代人的论著时，思想起　
了怎样的变化。这对我们理解富兰克林的研究，是十分幸运的。从关于电学　
的欧洲权威著作（许多是彼得·利林森寄给费城合作图书馆的），富兰克林　
得知了那些令人肃然起敬的观点和常规的术语，他那质朴的见解渐渐失去了　
初时的锋芒。早在　1748　年，他就显露出向书本求知而不从观察学习的倾向；　
他开始用欧洲同代人的眼光来看问题。1751　年，伦敦出版了一本小册子，　
其中载有四封富兰克林所写的有关电学的信。这本小册子所提供的几乎就是　
他对电学的全部基本贡献。目光更为敏锐的一些欧洲科学家担心，要是富兰　
克林了解了他们的学术观点，他恐怕很快会变得仅同他们一般见识。彼埃　
得·范莫欣布鲁克，电容器原理的发现者和莱顿瓶的发明者，向这位美洲科　
学家提出了忠告。1759　年，当接到宫兰克林希望获得电学书籍的请求时，　
范莫欣布鲁克怂恿他”继续靠你自己的智慧进行实验，由此开辟一条完全不　
同于欧洲人的道路；这样，你就一定会发现许多千百年来自然哲学家们所不　
知道的东西。”可惜，富兰克林此时在电学方面已经变得“博学多识”，难　
以挽回了。　
殖民地科学的基本特点是其描绘性和局限性，富兰克林的电学论述也不　
例外。富兰克林是天生的幸运儿，他正巧碰上一门相宜的学科：在这门学科　
的研究中，缺乏数学知识并未构成障碍，学识不足反倒成了一大优点，而出　
于好奇的随意摆弄竟能有所成就。杰斐逊吹嘘美洲已经造就了伟大的、可与　
旧世界的才子们并驾齐驱的物理学家，但仅凭这一点很难证明他的断言是有　
根据的。它根本无法表明美洲是理论性的基本科学发现的肥壤沃土。如果说　
它表明了什么，那只能是相反。殖民地时期的美洲在自然科学方面几乎没有　
什么别的发现，这无非是突出地表明，富兰克林在这方面的发现是非典型和　
带偶然性的。　
富兰克林的一项成就曾经激起公众的无穷想象，并在民间的传说中被奉　
若神圣，但它离牛顿物理学的崇高领地甚至更为遥远。这项成就就是证明电　
和闪电具有同一性并由此而发明的避雷针。富兰克林那举世闻名的电风筝实　
验，并不是一项基本理论上的发现。它只是“尖端物吸引电力”和“单质流”　
电学理论巧妙的实际应用，而这两个观点，富兰克林在他的通信中均已阐述　
过。这项实验也是应用科学和机械技巧的结合。欧洲人也曾怀疑过闪电和电　
的同一性，但他们找不到适当的办法来证实。富兰克林的贡献，在于他制作　
了一个很简单的装置。这样的装置，正如他所说，“任何电学家都有可能想　
到”，但那些一心想制造出”电机器”，埋头于实验室试验，或就电学理论　
蝶蝶不休地相互争论的欧洲物理学家们，不知怎地反而没有想到。　
当查尔斯顿的约翰·拉宁博士向富兰克林请教他怎会想到用风筝实验来　
验证闪电和电的同一性时，富兰克林用他的科学日志上的一段记录作了回　
答：　


1749　年　11　月　9　日。电流和闪电在以下这些方面一致：1．发光。2．光的颜色。3．扭曲的运动方　

向。4．迅捷的运动速度。5．由金属传导。6．爆裂的劈啪声。7．在水或冰之中继续存在。8．能割　

裂它所穿过的物体。9．击毙动物。10．熔化金属。11．点燃易燃物质。12．发出琉黄的气味——　

电流可以彼尖端物吸引。——我们尚不知道闪电是否也有这个特征。——但是既然它们在我们　

已能作出比较的方面都一致，它们在这一方百不是很有可能也一致吗？让我们做一下实验吧。　


一经富兰克林提出了对这个假设的显百易见和唯一带结论性的验证方　
法，好几位欧洲人便做了这方面的尝试。他们甚至可能在宫兰克林本人来得　
及做这个实验以前，已经依照他的想法作了一番探索。　
最”先进”和博学的法国物理学家之一、“双流”理论的主要倡导者诺　
莱神父，反对这样一种直接求助于“单纯”观察的方法。富兰克林在《自传》　
里说，诺莱早已因为富兰克林《对电进行的试验与观察》一书未提及他的尊　
姓大名而恼火，他”起初根本不相信这样一本书会出自美洲，甚至说这一定　
是他在巴黎的敌手们冒名编造的，目的是低毁他的理论体系。后来，当他弄　
清楚费城真有一个他原先怀疑并不存在的、名叫富兰克林的人物时，他写了　
大量书信——主要是写给我的一一并加以发表。这些书信为他的理论百般辩　
护，同时否定我的试验，以及由此得出的论点的可靠性。”然而，富当克林　
不愿卷入争论的旋涡。他认为，这些问题只能通过观察来解决。“我的论著　
描述了这些实验。只要愿意，谁都可以去重复进行和验怔假如不能得到验证，　
它们自然就无法站住脚……我决定让我的论著经风受雨。我相信，如果我能　
从公益活动中省出点时间的话，与其把它花在争论已经做过的实验上，不如　
用它来做些新的实验。”　
富兰克林如此切望能将他的理论忖诸实际应用，以致就在他提出用实验　
证明闪电和电的同一性的那封信里（甚至在他进行实验、或者说他的假设得　
到证明以前），他描述了避雷针。他于　1749　年从费城写信说：“假如事情　
确是这样，尖端物体有吸电能力的知识不是可以用来为人类造福吗？我们可　
以在高大建筑或船的最高点上安装直立的铁杆，将顶端做得像针一样尖，外　
面镀金防止生锈，在铁杆的下端连上导线，沿着建筑物的外廓直通地下，或　
者沿着船的支索导向船侧，直至进入水中，以此来保护房屋、教堂和船只等　
等免受电击。”在　1753　年的《穷理查历书》中，他在“如何使房屋等免遭　
电击”的小标题下，简要地描述了避雷针。　
避雷针很快就在美洲广为流行。尽管当时有关电学的专门知识十分贫　
乏，但人们所知道的那一点知识很快就被投入实际使用，广泛程度超过了欧　
洲的一些科学文化中心。我们没有可靠的统计数字，但当时大西洋俩岸的观　
察者们都注意到，避雷针在美洲的使用比在英国普逾。安德鲁·伯纳比牧师　
早在　1759　年旅行经过弗吉尼亚时就指出，“没有哪一个国家比这里更确凿　
地证明了避雷针的功效。”虽然建筑物有时受到闪电袭击，但由于避雷针的　
使用十分普遍，很少听说有建筑物被毁坏的事。伯纳比希望，美洲在这方面　
的榜样，能启发其他人放弃反对使用科学装置来保护人身安全的宗教偏见。　
然而，即使是在美洲，避雷针的应用也因宗教偏见和科学上的保守势力　
而被延搁。1755　年，即避雷针开始被使用后不久，波士顿发生了严重的地　
震。托马斯·普林斯牧师在为他的布道《地震：上帝的伟力和义愤的象征》　
新加的附录中这样解释说：“地球上用以吸收大气电质的铁尖树得越多，地　
球不得不积蓄的电量也就越大。在新英格兰，波士顿树起的尖铁针最多，它　
所受的震撼也最可怕。啊，上帝的巨掌是人们无法逃遁的！我们若想在空中　
避开它，就必定在地面上受罚，是的，它可能招致更多的死亡。”但是，明　
智的约翰·温思罗普教授懂得富兰克林的尖铁针。他在哈佛学院的教堂里发