驰骋科学领域
风筝实验和避雷针的发明使富兰克林成为伟大的电学家,从而名垂青史。然而,富兰克林的贡献和才能却不仅限于电学方面,他的开拓足迹遍及19个科学领域。
在医学方面,他研究过天花的传染;设计出美洲医学史上第一根柔性输液管。
在光学方面,他提出来自太阳的光不是微粒而是以太波的猜想。
在地质学方面,由高山顶峰的岩石——海贝岩石,他想到:“我们肯定是居住在一个世界的遗址上面。”
在农业科学方面,他最早认识到国家的农业资源不应被浪费,农垦应该成为一门科学和一种生活方式。他曾协助老朋友梅莱迪思用石膏粉作肥料,研制生产沼气的方法。后来,他自己购买了一个122公顷的农场,进行印第安玉米、燕麦、红三叶草和牧草的种植实验。
另外,他还涉猎了天文学、数学、物理学、化学、植物学、海洋学以及气象学等学科的研究,并取得了一定的成就。其中,在物理学和气象学方面建树最多。
一次,富兰克林无意中发现,同在一间屋子里的铁和木头,铁摸上去要凉一些,而木头更接近空气的温度,经过一番试验,他指出了铁或其他金属比木头及其他非金属传导热量的性能好。后来,他又发现不同的颜色对光和热的吸收性能不同,并得出颜色愈深的物体吸收热量愈多,颜色愈浅的物体对光的反射愈强的论断。
富兰克林在气象学上最著名的科学活动是一次对风暴的研究。
自1732年编写《贫穷的理查》历书以来,富兰克林长期坚持每天预测天气。1743年10月21日,气象预告说大约在晚上9点钟美洲东部可以看到月食现象,富兰克林当然不会放过这次难得的机会。谁知到了傍晚,天气突变,7点钟左右刮起了东北风,厚厚的云层遮盖了天空,月亮便淹没在茫茫的云海之中。富兰克林很失望,他只好在心中想象着云层后面的月亮由圆而缺、由缺而圆的过程。
几天以后,富兰克林收到来自波士顿的报纸,报上详细报道了月食的情况,这使他很奇怪,波士顿位于费城东北644千米处,为什么反而没有受到来自东北方向的风暴的影响?他立即动笔给住在波士顿的哥哥写信,向哥哥询问那天晚上发生的月食经过。哥哥的回信说,风暴是在11点钟左右开始的,因而没有影响到观看月食。这更使富兰克林迷惑不解,于是他又给美洲各地的朋友写信,搜集各处关于那场风暴的记录。他把各种信息排列在一起,分析比较后发现,越是靠近东北部的地区受风暴的袭击越晚。他又进一步得出风暴运行规律,并写成一份报告,投给美洲自然哲学协会。他在报告中写道:“这里我想试举两个事例,也许能帮助我说明风暴运行的规律。假设一条长长的沟渠,渠水在渠头被闸门阻住,当闸门被启开时,靠近闸门的水首先流动起来,冲向闸门;紧靠着首批流动的那些水接着流动,如此接连不断,直至渠头的水也流动起来。在这种情况下,所有的水的确都流向闸门,但是,开始流动的顺序却是相反的,即:从闸门到渠头……因此我推测,墨西哥湾或者附近一定出现了天气炎热和空气稀薄的情况,才能产生东北方向的风暴……因为我们的海岸和内陆山脉的走向是东北一西南向,这规定了必形成东北方向的气流。”这份报告得到自然哲学协会的极大重视,富兰克林还因此被评为本年度最杰出的气象学家。
富兰克林的成就的确是多方面的,他一生还有多项发明造福于世。
当他还是一个小孩子的时候,他就开始了发明创造活动。游泳是富兰克林从小就喜爱和擅长的运动,据说,他会好几种泳式,而且还不断翻新,“风筝拖泳”便是他推新的一个花样。有一天,他又动手做了两个长25厘米、宽15厘米的椭圆形扁平木板,每片木板上都有一个小洞,游泳时,他一手拿一块木板,把大拇指套在小洞上。用这种木板划水,游泳的速度明显加快了,一眨眼的工夫,便把小伙伴们甩在后面。后来他又制作了一双特殊的鞋,游泳时把它绑在脚底,也一样会提高泳速。这应该算是最早的游泳脚蹼吧。
富兰克林年少的时候在游戏中崭露的创造性天赋,后来在他成年的社会生活中得到更充分的显现,并使他获得了极大的成功。他发明过既省燃料又实用的“宾夕法尼亚壁炉”(又叫“富兰克林式火炉”)、自动烤肉机、高架取书器、三轮钟、玻璃琴和双焦距眼镜等等。他总是把每一项发明与公益事业联系在一起,希望他的发明能给公众带来方便和幸福,而不是以此为自己沽名钓誉或从中牟利。当有人要为他的一项发明申请专利时,他总是婉言谢绝,他曾说:“难道我们在日常生活中享受别人的发明还少吗?我应该把这个发明慷慨地献给大家,作为我享受别人发明的酬谢。”
富兰克林的身上具有一种与生俱来的科学精神,那就是敏锐与善思。不论遇到什么事情,他都爱问个为什么,喜欢溯本追源、寻根问底。常人一瞥而过的事情,在他都要深加研究,而且总能从中发现有价值的东西或者具有规律性的东西。正因为他具有这种品质,他才能成为一个科学家;虽然他不是一个专职科学研究者,但他却和所有成就斐然的科学家一样著名。
在马里兰时,富兰克林与几位乡绅一同骑马游览风光,当他们走到一座小山坡上时,富兰克林突然看到下面的沟谷中有一股旋风正盘旋着升上山丘,旋风呈纺锤状,一边前进一边扩大。大家都停了下来,目送着旋风从身边经过。而富兰克林却策马跟了上去,尾随着旋风跑下山坡,细细地观察它的变化。他注意到旋风边旋转着前进边吸起路上的灰土、细沙和树叶什么的,当旋风进入一片树林时,一下子变得凶猛强悍起来,一股脑地将地上厚厚的落叶和树上的枯枝席卷而去,并且带着呼啸,以惊人的速度旋转着冲出树林。一到了平原,风速立刻减慢,风中裹挟的树枝、土块和小石子儿等等,像下雨一般飞落下来,旋风的体积也变小了许多。富兰克林突然想试试能不能将旋风打散,他挥鞭抽打,却毫无效果。这时,一根树枝落在马前,马受惊跳了起来,富兰克林险些被掀翻落马,他这才放弃了追踪,依依不舍地站在那儿,一直看着旋风远去。
大家又会合在一起,富兰克林问道:“这样的旋风在马里兰很常见吗?”
一位乡绅风趣地答道:“不,一点儿也不常见,这是我们今天特意弄来款待您的。”
富兰克林是一个非常善于观察的人,他的视点几乎无所不在,就连他家壁橱里小蜜罐中的小蚂蚁都是他观察的对象。一天,他打开壁橱取蜜糖,发现小蜜罐里钻进了几只蚂蚁,这又引发了他的研究兴趣。他把蚂蚁捉出来,只留一只在蜜罐里,再把罐子用细绳吊在天花板上,他则耐心地盯着实验的对象。只见蚂蚁吃饱后,设法找到出路,沿着细绳爬上天花板,并顺着墙壁爬到地面上。不出半小时,一大群蚂蚁聚到一起,它们好像得到了什么指令一样,整齐地排着队,由原来那只蚂蚁带路,爬到蜜罐里,把蜜糖吃得一干二净,又顺原路离开。这一次蚂蚁行动令富兰克林惊叹不已,他认为一定有某种类似语言的东西在协调着这些小蚂蚁。
作为一位科学家,富兰克林是这样展望未来科学的,他说:“科学的迅速发展使我有时感到遗憾:我出生得太早了。我们不能设想,人类对驾驭自然的能力在100年甚至1000年以后能达到什么程度。我们也许能够学会克服地球引力,举起庞然大物;农业能减轻劳力而使产量倍增;疾病可以有效地预防,而人类的寿命可以大大延长。”
富兰克林对人类科学前景的设想,不正是我们今天仍为之奋斗的目标吗?
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