智慧的闪电--世界发明史话-第11章
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他前面已有了11个哥哥和姐姐。富兰克林的父亲原是英国的一个染匠，为逃
避斯图亚特王朝复辟时期的宗教迫害而远涉重洋，来到北美，在波士顿开了
一家小作坊，以制蜡烛和肥皂为业。
富兰克林自幼勤奋好学，他的父亲曾极想让他上大学，以便成为一个新
教神学家。无奈家境太苦，所以富兰克林只上了两年公立小学和一年私立小
学之后便停学了。停学后，富兰克林曾先后在自家和他家的作坊当过学徒。
后来又进了他大哥开的印刷所，一边做工，一边自学。
富兰克林17岁时离开波士顿，先后在纽约、费城等地流浪，后来又到了
英国，不久又返回北美。在社会这所大学中，他把自己培养成了一名出色的
社会活动家。
1746年，40岁的富兰克林开始全力投入电学研究。1749年，他进行了
一些新的电学实验。在一次实验中，为了增大电容量，他把几个莱顿瓶连接
在一起。当时，他的妻子丽达正在一旁观看他的实验。她无意中碰到了莱顿
瓶上的金属杆，只见一团电火花一冒，并随之传出一声怪响，丽达已应声倒
地。原来丽达受到了电击。幸好当时的电容量不大，丽达躺了一个星期才慢
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慢好转。
这次使丽达差点送命的电击实验给富兰克林很大启示。他联想到人们对
雷电的两种不同的观念，决定从理论上探讨雷电的实质。富兰克林通过实验，
证明正负电荷在短路时发生的火花、响声和雷电非常相似，他确信：雷电就
是自然界的电。富兰克林弄清了雷电的性质之后，就开始研究控制雷电、避
免雷击的办法。当时，荷兰莱顿大学一位叫马森布洛克的教授做过一个试验：
在一个玻璃瓶里装上水，用来储存摩擦起电产生的电荷。试验成功后，经过
改进，在瓶的内外贴上金属箔，正式叫做莱顿瓶。富兰克林认为，既然莱顿
瓶里的电可以引进引出，自然界的电也应该能通过导线从天上引下来。
那么，怎样才能把雷电从天上引下来呢？细心的富兰克林观察到，闪电
和电火花都是瞬时发生的，而且光和声都集中在物体的尖端。他由此想到，
如果将带尖的金属杆装在屋顶上，再用电线把金属杆和地面相连，不就可以
把空中的电引到地下来吗？这样就能避免高大建筑遭受雷击。
1752年6月，富兰克林冒着生命危险，进行了著名的费城风筝试验。这
一天，狂风漫卷，阴云密布，一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子
威廉一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高
举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大，风筝很快就被放入高空。
刹那，雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线躲进一个
建筑物内。此时，刚好一道闪电从风筝上空掠过，富兰克林的手上立即掠过
一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“我被电击了！我
被电击了！”随即他用一串铜钥匙与风筝线接触，钥匙上立即放射出一串电
火花。随后，他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中。
在进行风筝实验之后的当年，富兰克林就发明了避雷针。其办法是：在
建筑物的最高处立上一根2米至3米高的金属杆，用金属线使它和地面相连
接，等到雷雨天气，雷电驯服地沿着金属线流问地下，建筑物就不会遭雷击
了。
富兰克林为了推广避雷针的使用，专门写了《怎样使房屋等免遭雷电的
袭击》的文章。文章发表后，美国的各个城市马上就开始安装避雷针。但这
却遭到教士们的反对，他们说雷电是上帝的震怒。也有人因缺乏电的知识对
避雷针的使用持怀疑态度。有个叫普林斯的医生发表看法说：“如果把雷电
导入地里，那儿带的电就会增加，就很可能发生地震。”“啊！”他叫道：
“我们无法逃脱上帝的惩罚！如果我们逃脱了来自空中的惩罚，却不能逃脱
来自地上的惩罚……”避雷针在法国也受到了强烈反对。圣奥梅尔的居民对
当地安装了避雷装置的人提出控告，他们害怕上帝惩罚这种亵渎行为。
尽管有人反对，但避雷针还是普及开来了，因为事实证明，拒绝安装避
雷针的一些高大教堂在大雷雨中相继遭受雷击，而比教堂更高的建筑物由于
装上了避雷针而安然无恙。
避雷针传入英国后，英国人开始时广泛采用了富兰克林的尖头避雷针。
但美国的独立战争爆发后，富兰克林的尖头避雷针在英国人眼中似乎成了将
要诞生的美国的象征。据说当时英国的国王乔治三世出于反对美国革命的盛
怒，曾下令把英国全部皇家建筑物上的避雷针的尖头上统统装上圆头，以示
与作为美国象征的尖头避雷针势不两立。
避雷针是早期电学研究中的第一项具有重大应用价值的技术成果，它不
仅使人类免受“雷公”肆虐之苦，而且也使雷电和上帝脱离了关系。
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珍妮纺纱机的发明
（1765）
在约翰·凯伊发明飞梭之后，人们一直致力于新的纺织机的研制。1761
年，英国皇家艺术学会曾专门悬赏鼓励人们发明新型纺织机。获奖的条件是：
新发明的机器要能“一次纺6根毛线、亚麻线、大麻线或棉线，而且只需要
一个人开机器或看机器。”尽管如此，新的纺织机的研制工作仍进展不大。
1764年的一天，英国曼彻斯特有个兼做木工的织工哈格里夫斯在一次偶
然的发现中受到启示。有一天，他的妻子珍妮的纺车突然翻倒在地，但竖起
来的纱锭和车轮仍在转动。他猛然想到：几个纱锭并立在一起，不是仍可以
用一个轮子来带动吗？经过反复研制，他终于在1765年设计并制造出了一架
可同时纺8个纱锭的新纺机。这样，把纺纱的工效一下提高了8倍。为了纪
念这次偶然的发明，哈格里夫斯以他的妻子的名字为这种新的纺机命了名。
珍妮纺纱机是在一个框架的底部安上若干绕满粗纱的线轴。框架上有若
干个锭子。每一个线轴都用带子连在一个锭子上。在两个横条之间通过的锭
子形成一个杆，杆在框架上前后滑动。纺纱工人通过把杆向后移到一定距离
的方式抽出粗纱，然后横条挤拢来把带子夹紧，同时杆向后移，转动轮子，
轮子转动锭子。待绞合到一定程度时，杆又向前移动，同时锭子慢慢转动，
把纱线绕上。在这个时候，纺纱工人拉动控制杆，控制杆压下一根铁丝来，
铁丝将线推到能被锭子绕起来的位置。1770年，这项发明获得专利权。
珍妮纺纱机一发明，便在纺织行业中迅速推广开来。后来，珍妮机的纺
锭由8个增加到十几个，纺织工效也提高了十几倍。
汽车的诞生和发展
（1769年）
人类制造和使用车辆的历史源远流长。以中国而言，有历史资料可查的，
可以追溯到4000多年以前。那时，就已有了供人乘坐和运东西的车子。但在
几千年的发展中，车辆始终没离开人推马拉，既装得少，又走得慢。主要原
因是没有解决动力问题。因为当时用燃料产生动力的机械，如蒸汽机、汽油
机、柴油机等尚未诞生。但这并不是说人们没有想到这个问题。据记载，我
国唐代有名的天文学家唐一行就已经提出这样的设想：“激铜轮自转之法，
加以火蒸气运，名曰汽车。”应当说，唐一行是世界上最早提出汽车、火车
设想的人。
到了18世纪，人类社会生产力不断发展，出现了蒸汽机，由此引起了工
业大革命。在西欧许多国家，纺织工厂、食品工厂、造纸厂等，如雨后春笋
纷纷破土而出，资本主义迅速发展起来。经济发展了，人们也迫切需要有装
得多，跑得快的车辆来运输人员和物资，现代车辆也就应运而生了。
说来也很有意思，以动力机械代替人力或兽力，在车上装上蒸汽机，用
蒸汽机的力量来转动车轮，首先是由于军事上的需要促成的。
在18世纪，由于各国工业的发展，欧洲各国军队争相使用口径和射程越
来越大的火炮。军队火炮的重量迅速增加。用人推马拉的办法，很难保证火
炮跟随部队行动、作战。当时，有个叫尼古拉·居纽的法国炮兵军官为了解
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决这一问题，开始研究和制造蒸汽汽车。
1769年，居纽成功地研制了世界上第一辆以动力机械——蒸汽机带动的
车辆。这种车子现在看来可能觉得十分原始、滑稽可笑：长长的车架下面装
着三个轮子，车架前端装着一个大锅炉。锅炉下可以生煤火，锅炉上有一根
管子，把锅炉里的蒸汽引入车子前轮上方的气缸里。由于蒸汽有较大的压力，
便可推动气缸内的活塞移动。而活塞是通过连杆与曲轴相连的，曲轴又与轮
子连在一起。因此，活塞移动时就会带动曲轴转动，曲轴带动车轮，从而使
车子行驶。
这种车子走起来时浓烟滚滚、蒸汽腾腾，远远看去，就像要把一大锅滚
烫的汤送到什么地方去似的。不过，这种车子的力气很大。当时出版的报纸
曾这样描写它：“……它的力量异常强大，甚至没有方法驾驭它。倘若在半
途之中，它撞到一堵石墙，就能毫不费力地把这堵石墙撞倒。”
不久，这种车子在英国、德国出现了，并作了一些改进。有的把锅炉移
到车子的中部，用罩子罩起来，两头装上几排座位。有的把锅炉移到车的后
部，前面坐人的地方装了一个擦亮的车箱，等等。
但车辆的这一重大发明却受到种种非难。那时，在欧洲各国主要交通工
具是马车。各城市的邮政厅就是大量马车的拥有者。他们便和大大小小的马
车主们联合起来反对蒸汽车。还要挟政府对蒸汽车加以种种限制。例如，英
国就下了这样一道命令：蒸汽车行驶时，必须有手持红旗的人在车前55米处
跑步前进，以招呼行人避让；不许蒸汽车鸣笛；在有马的地方不许放锅炉的
汽；在农村路上行驶时速不得超过6公里，在城市不得超过3公里。此外，
还特别加重对蒸汽车的营业税收。
蒸汽车虽然遭到冷遇，但热心于研究和改进它的人们并没有退却。可是，
由于蒸汽车的致命弱点，使研究者渐渐地失望起来。那时的蒸汽机又大又重，
车上装了它以后，就没有多少地方和能力坐人和运载货物了。加上蒸汽车常
常要停下来添煤加水，操作很不方便。蒸汽机还不断地、大量地排出浓烟和
蒸汽，坐车的人和行人都难免烟熏火烤之苦。
正当汽车的发展陷入困境之时，一种新的动力机械——内燃机破土而出
了，这就使汽车的发展道路豁然开朗起来。
1866年，德国人奥托制造了第一台能够实际使用的煤气内燃机。1882
年，德国人戴姆勒又造出了汽油内燃机。这为汽车的发展创造了条件。
1886年，由戴姆勒研制的汽车诞生了。当这辆古怪的车子出现在德国康
士坦丁街头时，行路的人们都停下脚步，以惊异的目光注视着这个怪物。它
跑得那样快，把一辆辆马车远远地抛在后头。现代汽车就是以这样的方式宣
告了它的诞生。
几乎与此同时，在英国、法国和美国等地都有人先后制造出类似的汽车。
这些汽车虽然取得了较大的成功，但毕竟都非常幼稚，还有许多不能令人满
意的地方。
它们的共同缺点是不适用、不结实、不方便、操纵费劲、不安全、快慢
不自如。
但这些问题不可能一下子都解决。人们在研制汽车时，有两个更迫切的
问题需要解决。一是汽油机的曲轴既要能可靠地带动车轮转动，在必要时又
要能方便地与车轮脱开联系，可以不相干扰地各自转动。这是因为，内燃机
起动时，只有曲轴与车轮脱开联系才能较容易转动；有时汽车需要暂�
