28．雷电之谜的揭开

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28．雷电之谜的揭开

今天，稍有常识的人都知道雷电是一种自然现象，但千百年来，我们的祖先都无法对此做出正确解释。东方人认为雷电是雷公、雷母要惩罚做坏事的恶人；西方人则普遍相信“雷电是上帝发怒”的说法。一些有识之士，试图解释雷电的起因，都没有成功。直到18世纪中期，美国著名的科学家、政治思想家富兰克林才揭开了这一自然之谜。

1745年冬，电学界传出一个惊人的消息，德国科学家克莱斯特和荷兰科学家马森布罗克几乎同时发现了电震现象，并制作了莱顿瓶。所谓莱顿瓶就是为电而造的一座“仓库”，可以把电荷储存起来。当人接触到带电的莱顿瓶时，就会受到强烈的电击，同时它还会产生出电火花和“噼啪”的爆裂声，向人们显示了电的威力。不过，当时科学家们对这种蓄电器的作用和原理还不清楚。尽管如此，莱顿瓶第一次实现了电可以人工控制的理想，人们可以用摩擦出来的电，进行许多电学现象的观察了。

1746年秋，苏格兰一位科学家来到波士顿，当众作了莱顿瓶蓄电的表演。这次表演在波士顿引起了极大的轰动。40岁的富兰克林观看表演后，立刻被它吸引住了。他立即想方设法购买了实验仪器，来探索其中的奥秘。

经过多次实验，富兰克林得出了一些重要结论：电火花并不是由摩擦产生，而是被收集起来的；电是一种在物质中弥漫着、又能为其他物质特别是水和金属所吸引的基本要素；莱顿瓶外金属箔上所带的电荷和里边所带的电荷恰恰相反：一边是正电荷，一边是负电荷，它可以用数学上的正负概念来表示和说明。富兰克林得出的这些结论，是当时最为科学的，他揭开了莱顿瓶的秘密，他把正电与负电用正号（+）和负号（-）表示，是电学史上的一个创举。从此，电学开始走向准确的定性方向。

富兰克林把自己的实验结果，写信寄给了伦敦皇家学会，并被编成《富兰克林在美国费城所作的电学实验和观察》一书出版。这本书问世后，立即轰动了欧洲和美洲。紧接着，富兰克林又对雷电现象产生了强烈的兴趣。随着富兰克林对雷电的研究越来越深入，他越来越觉得，雷电发生时，它的闪光和声音，跟莱顿瓶上正负电荷短路时发生的现象十分相似。于是他大胆断定：雷电是自然界的电，它和莱顿瓶中的电是同样性质的。接着，富兰克林又作了进一步的设想：既然莱顿瓶里的电可以引进引出，那么自然界的雷电也应该能通过导体引到地下。顿时，他的脑海里闪现出科学思维的火花：在教堂的顶端装上一根尖形的金属棒，再用电线把金属棒与地面相连。这样，就能将空中的电引到地下去，同时确保了教堂的安全。

1752年5月，富兰克林得到一位法国朋友的帮助，在巴黎竖起了一根12米高的铁杆进行了实验。当一片乌云飞过铁杆时，用手指接近铁杆，果然冒出了火花，从而证明了从铁杆上引下来的雷电，其性质同莱顿瓶中的电是相同的。但是，富兰克林对这样的实验并不满足。他决定不惜以生命为代价做一次惊人的实验：把天上的雷电引进莱顿瓶里去！