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上帝之火”,天神發怒,也有人猜測雷電是毒氣在天空爆炸。格雷關於電火花和雷電屬於同一性質的猜想,沒有能夠用實驗證明。富蘭克林要來作這一偉大而危險的嘗試了。
就在他從這一時期最早的電學實驗得出了單流體說的結論的同時,1747年7月11日,他就已經看到了“尖形物體在吸入和放出電火上的神奇效果”。此後,費城和賓州的公共事務佔去了他一段時間。到1748年9月29日他得以從商務活動脫身,並遷入了在雷斯街和第二街拐角處的新居。那以後,如富蘭克林自述的:“我將自由自在地沒有其他任務,而只願於自己想幹的,並享受被我視為莫大幸福的東西:有閒暇去讀書、研究、做實驗,同那些願意尊稱我是朋友或熟人的那些才華橫溢、可敬的人作廣泛的交談。”
1749年11月7日,富蘭克林在他的實驗記錄中記下了“……電的流質同閃電在這樣一些方面是一致的。1.發光;2.光的顏色;3.彎曲的方向;4.迅疾的運動;5.由金屬而發生;6.爆炸聲;7.存在於水或冰中;8.撕裂或震動透過的物體;9.擊斃動物;10.熔化金屬;11.使可燃物著火;12.硫磺味。電流質被尖狀物吸引。我們不知道閃電是否只有這一特性。但鑑於它們在所有我們已經作過比較的各方面都相一致,它們就可能在這一點上一致嗎?讓我來做這個實驗。”
在柯林森把他的一封信送到1750年5月的《紳士雜誌》發表前幾周,富蘭克林已有了如何利用這一發現的想法,“然而,在關於尖狀物放出或吸引電火的實驗中,有一些東西尚未完全得到解釋,對它,我想在下一封信中再來提出解釋。因為尖狀物的原理非常奇特,而它們的效果的確神奇;根據我在實驗中的觀察,我認為,房屋、船隻、甚至塔和教堂可以藉助它們的作用得到有效保護,免受電殛;因為如果在氣候儀、風向標、教堂的紡錘狀尖頂,塔尖或桅杆頂部不是像通常那樣裝上木質或鐵質的圓球,而是裝上一根8到10英尺長的鐵桿,頂端逐漸變尖如針一般,並鍍上防鏽物,或分成數個尖那會更好,我想電火會在它到來達到一殛之時前靜靜地被從雲中吸出,在尖上會有亮光出現,如同船上的桅頂燈光一般。這似乎可能是異想天開,但目前請讓它得到傳閱,直到我寄來詳盡的實驗報告。”這是富蘭克林最早的關於避雷針的建議,當時他沒想到需要一條地線。
1750年7月29日,富蘭克林透過柯林森,正式公開地向英國皇家學會提議進行證明雷電是電的實驗。而在此之前9個月,他已自己決定了要做這實驗。“為決定雷電是否放電現象,我提議在方便之處做一個實驗。”並詳細介紹了實驗方法:“在某一高塔或塔尖頂上放置一種守望棚,大小足夠容納一個人和一個電座①。在電座中央樹一根鐵竿,將這鐵竿彎起來通到門外,然後垂直豎起20到30英尺高,頂端十分尖銳。如那電座保持乾淨和乾燥,人站在座上,當雷雨雲經過時放出電和火花,鐵竿將把火從雲中吸向他。如果擔心那人會有危險(雖然我認為沒有危險),可讓他站在棚裡地板上,不時地用金屬線圈去接近鐵竿,那金屬線圈的一端有皮帶,他用一根蠟做的把握著它,那鐵竿受電後將從鐵竿傳往線圈而無害於他。”富蘭克林當時還不清楚這種實驗的危險性。1750年聖誕節前兩天,他準備用電來殺死一隻火雞時,他的一隻手和身體的其他部位遭到電擊,使他有幾分鐘失去知覺,肩上的麻木感直到次日早上才恢復——
①指絕緣體。
英國皇家學會對富蘭克林的提議未予重視。英國的電學家福瑟吉爾·沃森作序的富蘭克林的論文的小冊子以《本傑明·富蘭克林在美洲費城所作的電學實驗和觀察》為名發表了(1751年)。
富蘭克林的新思想在法國引起了更大的興趣。富蘭克林的小冊子被譯為法文發表(1752年年初),科學家們和公眾都為之激動,法國國王還親自觀看了“實驗哲學大師M·德·洛爾為他演示的“費城實驗”。一些科學家決定進行富蘭克林提議的更大規模的實驗。1752年5月10日下午2點20分,達裡巴爾和六位同道在巴黎郊區馬爾利地方的一座花園裡用40英尺的鐵竿從地面吸引雷電,隨著一聲開槍射擊般的聲響,實驗成功。富蘭克林的想法不再是推斷。
在費城,聖誕節前的危險事件並沒有嚇倒富蘭克林。當再次從費城和賓州的公共事業——創辦一所新學院和一所新醫院——脫身後,富蘭克林的注意力重又回到雷電和電的問題上來。1752年7月,他冒著生命危險,在費城做了一次轟動當時科學
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