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富蘭克林放風箏 │ 科學史上的今天:06/15

美國的紙鈔上印的都是政治人物,但其中最高面額的百元紙鈔上的班傑明 · 富蘭克林(Benjamin Franklin, 1706-1790)卻顯得與眾不同。他不只是政治家,還是政治學者、出版家、作家、音樂家、慈善家、發明家與科學家。

富蘭克林十歲就輟學,到哥哥的出版社當學徒,他的豐富學識都是靠自學而來。1747 年,富蘭克林自一手創辦的印刷事業退休下來,專心研究電。當時人們對電的認識只有摩擦產生的靜電現象,還把靜電分成「玻璃電」與「樹脂電」,認為這是兩種不同的電。富蘭克林研究發現靜電是因為摩擦造成電荷從一個物體流到另一個物體,兩者所含的電荷失去平衡所致,並非無中生有(他因此成為提出電荷守恆的第一人)。他認為玻璃就是獲得電荷而帶正電,樹脂則是失去電荷而帶負電,這兩種電其實並無不同。富蘭克林定義的正、負電從此約定成俗,因此後來發現電子的流動方向恰好相反,才只好定義電子帶的是負電。

當時另一個迷思是天上的閃電與靜電是完全不同的電,富蘭克林卻不以為然;他決定用剛問世的萊頓瓶來驗證自己的推測。1752 年 6 月 15 日這一天,風強雨大、雷電交加,正是好日。富蘭克林在兒子的協助下,在穀倉內將風箏升到半空中,期待掛在風箏線上的鑰匙引來閃電。終於閃電擊中鑰匙,沿著導線一路傳到穀倉內的萊頓瓶,證明了閃電與靜電並無二致,同樣可以貯存於萊頓瓶中。(有些人質疑富蘭克林是否真的做過此瘋狂的實驗,但我們知道德國物理學家 Georg W. Richmann 可能受到富蘭克林啟發,於 1753 年在俄國做避雷針實驗,結果被球狀閃電擊斃。)

富蘭克林因此實驗成為英國皇家學會的院士,從一個沒受教育的印刷商變成受人敬重的科學家。除了因為風箏實驗得到靈感而發明了避雷針,他還發明了雙焦眼鏡、安全壁爐、導尿管、里程表,並對光學、熱學、氣象學都做出貢獻。他還做了人口統計、海洋灣流的調查。他從未為他的發明申請專利,他說:「當我們享受他人的發明帶來的便利,我們應該為自己的發明有機會服務他人感到高興,因此當然應該無私慷慨的去做。」

基於這種無私的胸懷,他一直都積極的參與公共事務。他設立了美國第一家醫院、第一所圖書館、第一支消防隊、第一家保險公司等等嘉惠公眾的機構,也參與了美國獨立宣言的草擬。他這些偉大的創舉以及對美國的重大貢獻,為他贏得了「美國第一人」(The First American)的稱譽。

 

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。