富蘭克林的風箏試驗是假的?德國物理學家複製實驗,卻為此犧牲
電是現代工業最偉大的產物之一,當今社會,電是一切活動的基礎,但往前推二百年,18世紀中葉時,電還是科學的尖端,天文、物理、化學、博物研究者們都試圖弄清楚它是什麼東西。
關於電的趣聞,我們最為熟知的要屬富蘭克林的風箏實驗,據說這位頭像印在100美元上的能人不僅把閃電收集到了萊頓瓶(儲存靜電的裝置)中,還讓這些電物盡其用。然而事實上,當富蘭克林還停留在實驗的設想階段時,一位法國人就已經讓實驗落地了。
起初,為了驗證閃電和經摩擦而出現的電是同一種物質,富蘭克林提出了一個理論:如果將自然界中的閃電通過金屬棒進行採集,便可以經過進一步檢驗得知這兩者的差異。還沒等這個想法傳播開,法國博物學家布豐(Comte Georges-Louis de Buffon)就在1750年的一場暴風雨中,用自己製作的特殊裝置成功的將「閃電」裝進了瓶中。
他所用的設備並不複雜,在一個木質三角架的中間豎立了一根高12米的金屬棒,金屬棒直接伸入立在地上的瓶子中,隨後他僱傭了一個老兵,讓他在適當的時間觸摸金屬棒,取得電火花。隨著雨夜裡的一道閃電,老兵碰觸金屬棒後電火花被成功收集,由於金屬棒產生的電力並不大,老兵也無大礙。同年,法國科學家雅克·德羅馬斯(Jacques de Romas)用風箏替代了金屬棒,把閃電引到了陸地。
關於富蘭克林風箏實驗的記載,出自他1752年10月寫給彼得·科里森(Peter Collinson)的一封信中,富蘭克林在信中說道,他在費城利用雪松木做骨架,絲質手帕做蒙面,製成了一隻風箏,然後把一根鐵絲固定在風箏的上端,並用麻繩作為風箏的牽繩,麻繩下掛著一串金屬鑰匙,為了絕緣,他特意在鑰匙和麻繩的連接處綁了一根短絲帶。
暴風雨來臨時,他手捏短絲帶把風箏伸出窗戶外放飛,這樣短絲帶就可以保持乾燥,從而絕緣。根據富蘭克林的描述,他伸手觸碰鑰匙時,鑰匙周圍立刻產生了火花,此時他把電流引入了萊頓瓶中。後來,他還用瓶中的電荷做了幾個電學實驗。
《賓夕法尼亞公報》刊載了富蘭克林的信,卻引來了眾多質疑,人們提出在信中不僅沒有提及實驗的具體時間、地點,甚至連收集電荷的過程都模糊不清。只是據說實驗是在1752年6月進行的,為何富蘭克林要在實驗結束後4個月才遲遲公布實驗結果,人們不得而知。而且,有研究者做了模擬實驗,按照富蘭克林的描述只做了同款風箏,但是他們發現,在掛上一串18世紀別墅的鑰匙後,風箏壓根就飛不起來。既然有這麼多的猜疑,那為什麼我們還是會把富蘭克林和風箏實驗聯繫起來呢?
這與富蘭克林的堅實擁躉不無關係,比如1767年,英國科學家約瑟夫·普利斯特里(Joseph Priestley),在他的作品《電:歷史與現狀》中指出,富蘭克林雖然沒有留下詳細的試驗記錄,但是他確實做了這個實驗,而且時間早於法國博物學布豐及科學家雅克·德羅馬斯,他對「富蘭克林站在牧場棚子里,用指關節接觸鑰匙」深信不疑,並彷彿身臨其境地描述了富蘭克林當時的喜悅。
還有傳記作家對於富蘭克林的實驗也持懷疑態度,但還是堅定地認為,誰都不會只為了看看,選擇在雷雨天放風箏。
還有人選擇通過實驗,證明其可行性和可信性,然而結果卻很悲慘。德國物理學家格奧爾格·威廉·里奇曼(Georg Wilhelm Richmann)就根據富蘭克林的描述,製造了一系列裝置進行實驗。設備就緒後,就等待雷雨的降臨,實驗當天,正在聖彼得堡科學院開會的他迅速趕回家中,然而還沒等實驗開始,里奇曼就被電擊中了。
據說拳頭大小的淡藍色火球擊中了里奇曼的額頭,他整個人向後倒去,鞋子被炸開,衣服也被燒焦,就連助手也被爆炸產生的氣流彈得老遠。里奇曼為了證明富蘭克林的實驗,卻沒想到遭閃電擊中身亡。可憐的德國科學家,聽信了遠方的傳言,最終無辜殞命,里奇曼的死並非毫無疑義,至少他證明了富蘭克林的實驗有問題。


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