他從蒼天處取得閃電,從暴君處取得民權。
——杜爾哥(1779)【6】
1680年,一則新聞的標題這樣寫道:“一對父子連同4匹馬在犁地時慘遭殺害。”兇手是誰?答案是雷電。接著,這則新聞詳細地描述了受害男孩的情況:“他身上的衣服被撕得破破爛爛,帽子也破成了兩三塊?!倍?,他從脖子到后背部位的皮膚都被燒焦了。因此,當時的人對雷電心存畏懼。1766年,一名牧師在布道時預言,雷電將在審判日那天把上帝的怒火傾瀉到地球上,“整個地球將‘啪’的一聲從中心位置裂開,然后徹底崩塌”。1746年,另一位牧師在布道時表示,人類成功破解雷電這個驚天秘密的希望十分渺茫,他斷定“憑人類的能力不可能完全理解它”?!?】
本杰明·富蘭克林不愿意接受雷電之謎無法破解這個說法。有一天,富蘭克林在暴風雨中放飛了一只風箏,結果發現雷電不僅傳遞了上帝的憤怒,還可以被視為一種電學現象。想象一下,富蘭克林冒險這樣做需要多大的勇氣!首先,他需要的是學術上的勇氣,因為一旦實驗失敗,他就會在公眾面前陷入尷尬境地,并承擔非常嚴重的后果。其次,他所做的并不是在實驗室里進行的有安全保證的實驗,而是要用到雷電——當時已知的最神秘、最危險的力量之一。
通過風箏實驗,富蘭克林讓人類見到前所未見的世界,同時開創了一個圍繞電學展開探索活動的科學時代——富蘭克林時代。通過這一切,富蘭克林向世人展示了他敢于面對生命與學術危險的勇氣。在他非凡的一生中,這些勇氣正是激勵他不斷前進的動力。
在富蘭克林生活的時代,他被公認為世界上最重要的科學家之一,一些人稱他為“電學領域的牛頓”。但今天,人們往往會低估他的科學貢獻。美國在百元紙鈔的正面印上了富蘭克林的頭像,反面是美國獨立紀念館。這個做法合情合理,但是為什么沒有表現出他的實驗、他的風箏或者他的避雷針呢?一些人認為,如果富蘭克林沒有在外交上取得成就,就幾乎沒有人會關注他在科學上做出的貢獻。然而,越來越多的現代歷史學家開始反駁這種觀點。最近,一些學者提出,富蘭克林在科學領域的聲譽為他成長為美國獨樹一幟的外交家創造了機會。電學實驗和電學理論使他享譽世界,這種名氣為他贏得了與法國富人和權貴共進晚餐的機會。借助這些談判機會,他促成了美法同盟的建立,使英屬北美殖民地擁有了軍隊、船只和補給,從而在約克鎮擊敗英國人,贏得了獨立戰爭的勝利。電力對世界的最大貢獻通常被認為是給人類帶來了光明,但是對美國來說,它的最大貢獻可能是帶來了自由。【8】
富蘭克林的人生經歷具有深遠的意義,它告訴我們,科學和科學家在電的歷史中發揮了非常重要的作用。因此,電力從根本上有別于其他廣泛應用的能源,例如煤和石油。在富蘭克林時代,人們認為科學家的智慧可以解決所有問題,不管是技術、政治問題,還是法律、文化問題。試想一下,如果今天的科學家也是無所不能的,我們在全球氣候變化等難題上就不會陷入爭論不休的僵局以致無法取得進展。
第一桶金
有人說,當機遇與天賦發生碰撞時,就會產生成功的火花。對于富蘭克林,更準確的說法是,環境與個人抱負的契合幫助他取得了科學上的杰出成就。1706年生于波士頓的富蘭克林是那個時代的產兒。當時,科學革命剛剛落下帷幕,對那些擁有充裕的財富和時間的人來說,科學是娛樂和社交活動的一個重要談資。而且,英屬北美殖民地的經濟正在迅猛發展,因此富蘭克林很快就積累了大量財富?!?】
他的早年生活不僅塑造了他的性格,還為他取得巨大成功奠定了基礎。12歲時,富蘭克林成為他哥哥詹姆斯經營的小印刷所的一名學徒,學徒期9年。我們先想一想印刷在那個時代的重要性:印刷匠是一個技術工種,印刷所在人們心目中的地位可能相當于今天的谷歌,通常是收集、更新和向有“訪問權限”者傳播信息的場所。信息傳播的影響力極大,歷史學家認為印刷術是新教改革、科學革命等重大文化變革的一個重要工具。作為一名學徒,富蘭克林在學習印刷技術的同時完成了大量的閱讀,學到了很多知識,這是印刷匠獨有的一種教育資源。另一位偉大的科學家——邁克爾·法拉第,在他師傅的印刷所里也享受了同樣的教育。在富蘭克林的心目中,印刷文字逐漸變成了真理的裁定者。他寫道:“印刷匠被灌輸的信念是:當人們的意見發生分歧時,雙方都應同樣擁有向公眾陳述理由的機會;當真理和謬誤公平競爭時,前者一定能戰勝后者?!薄?0】
17歲時,富蘭克林放棄印刷學徒身份,離開了波士頓。最終,他在費城定居下來,并同另外一個做過學徒的人——休·邁瑞迪斯(Hugh Meredith),一起創辦了自己的印刷所。在做印刷事業的那段時間里,富蘭克林取得了一系列成就,充分顯露出他廣博的才能、過人的智慧和充沛的精力。其中一項成就是,他發明了一種能節約木柴的壁爐——富蘭克林爐。他把這一發明稱為“又一個太陽”,因為它可以像太陽那樣發出光和熱??墒牵惶m克林沒有為他的發明申請專利,這反映了他無私的品格。在電的歷史上,是否申請專利是一個反復出現的話題。【11】
1748年,42歲的富蘭克林退出印刷行業。憑借經營印刷業務所積累的財富,富蘭克林得以在余生用自己的科學天賦服務世界,用外交天賦服務美國。通過不懈努力取得成功的經歷,使富蘭克林充滿自信。他相信,只要全情投入,不論什么事都能做成。富蘭克林取得的多項足以讓他在任何時代傲視群雄的成就,充分說明他涉獵廣泛,他的淵博學識也足以讓他在現實的引領下找到實踐與政治活動的有效方法。最終,富蘭克林全身心投入到服務全世界,特別是美國的事業之中。
然而,我們也不應該因此將富蘭克林視為完人。富蘭克林喜歡惡作劇,有一次,他跟他的哥哥詹姆斯開了一個玩笑。詹姆斯創辦了一份報紙——《新英格蘭報》,一天,詹姆斯在家門口發現了一篇署名為賽勒斯·杜古德(Silence Dogood,字面意思是“沉默的行善者”,簡稱“杜古德夫人”)的文章。詹姆斯很喜歡這篇文章,便將它刊登在1722年4月2日的《新英格蘭報》上。在接下來的6個月里,詹姆斯又收到了15篇這樣的文章。詹姆斯并不知道,“杜古德夫人”其實是他弟弟本杰明的筆名。除了愛搞惡作劇,富蘭克林在放棄學徒身份后還有藐視法律的行為。他有一個私生子,這個孩子的母親可能是一名妓女。
失敗有時是成功道路上不可缺少的一步,富蘭克林的第一次倫敦之旅就是這樣。當時的賓夕法尼亞州州長威廉·基思(William Keith)答應為他提供介紹信和信用證明,卻言而無信,導致18歲的富蘭克林在異鄉陷入身無分文、孤立無援的困境。富蘭克林不得不當了18個月的印刷匠,一邊學習印刷技術,一邊了解倫敦這座城市。與富蘭克林后來的幾次倫敦之旅相比,第一次的旅程被人們提及的次數要少得多,但正是因為這段經歷,富蘭克林成功地塑造了自信自立的品格。【12】
蜚聲國際的科學家
合適的時機和可靠的計劃
歷史學家、哈佛大學科學史名譽教授伯納德·科恩(Bernard Cohen)宣稱富蘭克林是當時“在世的最著名的科學家之一”,理由是富蘭克林提出了“第一個令人滿意的電學理論”,并且是“這門新科學的主要創造者”。在那個時代,即使簡單的溝通也需要通過書信的方式,而且書信寄送需要幾天甚至幾周的時間。但是,富蘭克林在1747—1752年這短短5年的時間里就聲名鵲起,主要原因在于,他通過書信向倫敦的彼得·柯林森(Peter Collinson)介紹了自己的電學實驗,這不能不令人感到驚奇?!?3】
到底是什么讓富蘭克林從成功的印刷匠轉變成世界知名科學家的呢?顯然,這樣的轉變離不開他的學術天賦,但更重要的原因是,富蘭克林對時代的需要和關注點有一種敏銳的直覺。在富蘭克林時代,“科學”一詞的意思是“智慧”,而自然哲學則與今天的物理學相一致。18世紀,最新的實驗報告甚至常常被發表在地方性報紙上。做印刷學徒期間,富蘭克林通過閱讀《旁觀者》(Spectator,英國散文家約瑟夫·阿狄生在這份雜志上自豪地宣布,他“把哲學從壁櫥、圖書館以及大學院校中解放出來,使其扎根于俱樂部、集會場所、茶桌旁和咖啡屋”)等大眾期刊,自學寫作?!?4】
富蘭克林不僅選擇了一個合適的時機,還為自己能引起世人關注制訂了一個可靠的計劃,并逐步把自己培養成今天所謂的“公共知識分子”的形象。他知道,地位低下的英屬北美殖民地人民必須得到倫敦的支持,才能有機會成為一個名聲在外的科學家。為此,當富蘭克林獲悉倫敦植物學家、英國皇家學會會員彼得·柯林森正在物色“英屬北美殖民地門徒”時,他立刻寫信與柯林森取得聯系。后來,柯林森向倫敦的英國皇家學會介紹了富蘭克林的電學實驗。【15】
向牛頓定律發起挑戰
1687年,艾薩克·牛頓的名著《自然哲學的數學原理》正式出版,比富蘭克林出生的時間早19年。牛頓的另一部經典著作《光學》,出版于1704年。這兩部作品從本質上看是不一樣的,對富蘭克林影響更大的是后者?!豆鈱W》對富蘭克林來說比較容易閱讀,因為它是用英語寫成的,而不是拉丁語。但是,科恩認為更重要的原因是這部著作“致力于描述設計完美、操作簡單的實驗”。富蘭克林的研究與《光學》都非常關注實驗,兩者的基本特性也是一致的。牛頓在《自然哲學的數學原理》中指出,萬有引力是質量的函數,而與物質的類型無關。《光學》卻與這一觀點形成了鮮明的對比,因為它非常關注物質的具體類型,以及材料是否導電、有磁性。富蘭克林的研究與《光學》具有相同的特點,正如科恩指出的,富蘭克林是“信奉牛頓學說的實驗科學家”?!?6】
富蘭克林在科學研究方面一直恪守英國皇家學會的箴言:“不盲目相信任何人?!币簿褪钦f,自然法則應該通過實驗來發現,而不是想當然。這種凡事講求實驗證據的態度,是牛頓等人發起的科學革命的基礎。電學研究是擺在他們面前的一個巨大考驗,因為人們很有可能會堅守牛頓的著名發現,而不愿意接受一種不同的新觀點。但是,這些大膽的電力科學家并沒有畏縮不前,而是勇敢地面對引力和電力之間的差異,即使困惑不解也不退縮。牛頓的萬有引力定律描述的是天體之間的吸引力,而電力不僅包括吸引力,還包括排斥力。他們必須解釋吸引力和排斥力為什么可以共存,這是前所未有的一個新任務。富蘭克林給柯林森寫信的目的,就是要解釋其中的原因。【17】
巧妙的電學實驗
1747年5月25日和7月28日,富蘭克林先后給柯林森寫了兩封信,解釋他的電學基本理論。整個理論建立在平衡概念的基礎之上。當一個物體(如琥珀或玻璃管)中有正常數量的“帶電物質”或“電流體”時,物體就會處于正常狀態,既不會吸引也不會排斥其他物體。然而,如果物體中的電流體數量減少或者增加,這種平衡將會被打破,物體就會“有電”。富蘭克林對這些不平衡狀態進行了定義:電流體數量增加的物體帶正電,電流體數量減少的物體帶負電。這套理論關注的重點是單一類型的帶電物質或電流體的再分布情況。【18】
最重要的是,富蘭克林的理論解釋了吸引力和排斥力。分別帶正電和帶負電的兩個物體或兩種材料彼此接近時,就會產生吸引力。也就是說,我們可以認為電流體與愛情一樣,具有異性相吸的特點。相反,如果把兩個帶正電或者兩個帶負電的物體放在一起,它們就會相互排斥,即同性相斥。富蘭克林的理論有時也被稱為單流體理論。為了證明這套理論,他設計了一些簡單而巧妙的實驗。其中一些實驗甚至給人一種玩室內游戲的感覺,因為這些帶正電或帶負電的實驗對象都是活生生的人。在一個實驗中,甲用絲綢摩擦玻璃,然后把這塊帶靜電的玻璃遞給乙;當乙拿到玻璃的時候,可以觀察到火花飛濺的現象?!?9】
解釋萊頓瓶實驗的科學原理
1746年,荷蘭一所大學的一位研究人員進行了一個被他描述為“新穎但可怕的實驗”。他就是萊頓大學的馬森布羅克(Musschenbroek),他在實驗中研發的設備被人稱作“萊頓瓶”。萊頓瓶就是一個普通的玻璃瓶,里面裝了一些水,一根銅線浸沒在水里。加州大學伯克利分校的歷史學家海爾布倫(Heilbron)說,“標準”的萊頓瓶“內外兩側還有金屬箔”。萊頓瓶內側的金屬箔通過銅線與一根金屬棒連接。用絲綢摩擦過的玻璃管攜帶的靜電傳遞到金屬棒上后,又會通過銅線傳遞到瓶體內側的金屬箔上。這時,瓶體內外兩側的金屬箔就會產生電性相反、電量相等的電荷。因為玻璃是一種很好的絕緣體,所以兩種電荷無法匯合到一起,只能保持對峙狀態。【20】
這為什么是一個“可怕的實驗”呢?馬森布羅克把他的右手放在萊頓瓶外側,把左手放在向瓶體內側傳輸靜電的那根鐵棒上,這樣一來,他的身體就變成兩個帶異性電荷物體之間的通路。結果是,他“全身顫抖,如同被閃電擊中一般”。【21】
在解釋萊頓瓶實驗時,科學家們產生了分歧,富蘭克林與法國人讓-安東尼·諾萊(Jean-Antoine Nollet)分屬不同的陣營。盡管諾萊在現代的知名度遠不及富蘭克林,但是海爾布倫認為,1745—1752年,諾萊的理論都是“有史以來得到最廣泛認可的電學理論”?!?2】
富蘭克林提出的正負電荷概念可以解釋萊頓瓶的特性,因此他的理論最終取得了勝利。海爾布倫寫道,萊頓瓶“瓶體內壁”聚集有電火花,“是因為它無法通過”玻璃向外傳遞。換句話說,富蘭克林的理解是正確的,玻璃瓶的作用其實就在于很好地扮演了絕緣體的角色。瓶體內側的電荷增加,意味著它需要以電火花的形式釋放多余的電荷,而這種排斥力只能通過瓶體外側的等量異性電荷來中和。諾萊親自完成了這個可怕的實驗,以至于他“蜷縮成一團,差點兒喘不過氣來”。但是,他無法解釋萊頓瓶實驗的原理,只能斷言這是一個“特例”。1747年7月,富蘭克林給倫敦英國皇家學會寫了一封信,解釋了萊頓瓶實驗的科學原理。這項成就進一步提升了他在國際科學界的聲譽。【23】
閃電是電
富蘭克林在這場理論之戰中取得的勝利產生了深遠的影響。一個地位低下的英屬北美殖民地科學家與受教育程度很高、資金十分充足的歐洲科學家進行正面交鋒,并且取得了最終的勝利。這不僅幫助他贏得了個人聲譽,還使英屬北美殖民地科學家的不懈努力得到了回報,贏得了國際科學界的認可。富蘭克林的成功表明,美國科學家的奮斗精神絕不弱于他們的歐洲同行。
然而,這次科學上的勝利對他的國際聲譽的影響力,與他的電學實驗相比就相形見絀了。富蘭克林通過實驗證明,把閃電視為與電力等同的一種作用力,是對閃電的最合理解釋。富蘭克林并不是第一個提出這種觀點的人,但他是成功提出這種觀點并激勵人們通過實驗進行驗證的第一人。1750年7月,富蘭克林在一封寫給柯林森的信中提出了“崗亭實驗”。首先,準備一個密閉崗亭,可以容納一個人站在里面的絕緣體上。其次,在崗亭頂部安裝一根指向天空的鐵棒,長度為20~30英尺【24】。實驗的目的是把天空中的閃電引到鐵棒上,進而研究閃電的本質?!?5】
有人認為,閃電源自風暴云攜帶的電荷,閃電又會將這些電荷傳導到云層下方最高的物體上,無論該物體是教堂的塔尖還是高大的橡樹。富蘭克林希望檢驗這個說法是否屬實。1751年4月,富蘭克林所寫的書信被結集出版,這本書就是《電學實驗與觀察》(Experiments and Observations on Electricity)。法國人孔德·德·布豐(Comte de Buffon)閱讀之后,非常欣賞富蘭克林的這本著作,就邀請讓-弗朗索瓦·達利巴爾(Jean-Fran?ois Dalibard)在電學實驗員德羅爾的幫助下,把富蘭克林的這本書翻譯成法語。布豐一直對諾萊及其同事心存強烈的不滿,原因有不少,例如,他與諾萊的支持者熱內-安東尼·費舍爾·德·列奧米爾(René-Antoine Ferchault de Réaumur)之間有個人恩怨,兩人曾經面對面或者通過第三方侮辱過對方。布豐對富蘭克林的研究如此感興趣,也是這種不滿情緒的一種反映。既然富蘭克林反對諾萊的觀點,也就是反對列奧米爾,因此布豐愿意推廣富蘭克林的觀點。【26】
1752年5月,布豐、達利巴爾和德羅爾等獲得了公開宣傳富蘭克林觀點的第一個良機。他們準備再現富蘭克林的某些實驗,法國國王路易十五也將親臨實驗現場。他們三人決定實施富蘭克林的“崗亭實驗”,由達利巴爾在位于巴黎郊外20英里【27】的村莊馬利拉維爾準備好實驗設施。5月10日,布豐和德羅爾開始操作這個危險的實驗。通過鐵桿和銅絲的碰觸,他們“看到了人類有意識地從天空中引來的第一個火花”。達利巴爾向位于巴黎的法國科學院報告了這次實驗的情況。這次實驗證實了“閃電與電的親緣關系”,以及富蘭克林對避雷針的判斷是正確的:“頭部較尖、安裝在高處并且接地的金屬桿”可以預防雷電危害。馬利拉維爾實驗成功地證明電學研究不是“玩具物理學”,而是一種非常重要的探索途徑,可以解釋一種主要的物理現象?!?8】
富蘭克林在暴風雨中放風箏的目的是證明閃電是電,這個實驗是崗亭實驗的一個變體,完成時間是在1752年6月。此時,三名法國人已經在馬利拉維爾成功地完成了他們的實驗,但是富蘭克林還沒有收到這個消息。引發公眾想象的是風箏實驗,而不是崗亭實驗。因此,哲學家伊曼紐爾·康德把富蘭克林稱為“現代的普羅米修斯”。【29】
富蘭克林在1752年10月寫給柯林森的信中介紹了他的風箏實驗。風箏的主體是兩根交叉的雪松木條,上面系著一條絲綢手帕。風箏的頂端伸出一根細金屬絲,連接著一條長長的繩子。在繩子末端、接近富蘭克林手持處的位置,系有一把金屬鑰匙,鑰匙下面連接著另一條絲綢手帕。風箏放飛時,富蘭克林的手就抓著這條絲綢手帕。整個裝置雖然非常簡單,卻可以馴服大自然的力量?!?0】
風箏高飛時,一旦閃電擊中風箏頂端的金屬線,繩子就將電流傳送到金屬鑰匙上。然后,鑰匙與富蘭克林就構成了一個“萊頓瓶”,可以傳輸、儲存電荷。閃電釋放的電荷一旦被引入萊頓瓶,就可以看出它與當時科學家使用的靜電并沒有什么不同。由此可見,富蘭克林的這個實驗遠沒有那么可怕。由于富蘭克林手握的那條絲綢手帕對于他的生命安全而言有至關重要的作用(富蘭克林認為,正是因為這條絲綢手帕,電荷將駐留在那把鑰匙上),因此他建議后來的實驗者最好站在小型建筑物內,以保證身體和手握的絲綢手帕不會被暴風雨淋濕?!?1】
這個實驗的危險是顯而易見的。富蘭克林在風箏實驗中把自己完全暴露在閃電面前,極有可能遭遇生命危險。1753年7月,科學家喬治·里奇曼(George Richman)試圖在圣彼得堡的公寓里實施富蘭克林的風箏實驗,結果不幸意外身亡,用生命的代價證明了這個實驗的可怕。里奇曼的訃告不僅介紹了他在科學界的聲望,還告誡人們電學實驗的危險性不可忽視。里奇曼受過良好的教育,是俄羅斯科學院圣彼得堡科學中心的會員,他的去世是科學界的一大損失。正如訃告所指出的,他很清楚“后果”,但他“希望抓住一切機會”,測量出“雷雨云”攜帶的電量。里奇曼的死亡以及實驗顯而易見的危險性,讓有些人不禁懷疑富蘭克林根本沒有在暴風雨中完成他的風箏實驗。這種疑慮直到今天也沒有被打消?!?2】
哈佛大學歷史學家伯納德·科恩明確表示富蘭克林確實進行了風箏實驗,但他也承認有人持不同觀點。在1952年的一篇文章中,科恩提到了柯里爾與艾夫斯繪制的關于風箏實驗的石版畫,并指出這幅畫是一個徹頭徹尾的錯誤。最后,科恩總結道,對富蘭克林風箏實驗真實性的任何懷疑都沒有“合理的理由”。科恩還說,有充分的證據證明其他人重現過這個實驗,所以我們沒有任何理由懷疑富蘭克林。然而,質疑的聲音一直存在。2003年,作家湯姆·塔克(Tom Tucker)出版了《命運的閃電》(Bolt of Fate)一書,明確地表達了自己的觀點。塔克重點分析了富蘭克林的惡作劇傾向,認為風箏實驗是又一個經典的富蘭克林式惡作劇。如果富蘭克林不像他所說的那樣親自完成了風箏實驗,這件事在很大程度上就是一種欺騙,人們也不可能接受像善意的惡作劇這樣的解釋。富蘭克林沒有理由撒謊,他只要提出崗亭實驗的構想并安排達利巴爾完成這個實驗,就能贏得國際聲譽。正如科恩所說的那樣,富蘭克林的風箏實驗可能沒有柯里爾與艾夫斯在石版畫中表現出來的那種戲劇性效果,但我們不能因此斷言他根本沒做過這個實驗。【33】
發明避雷針
富蘭克林不僅是一位富有創新精神的實驗科學家,他還非常善于將科學知識應用于實踐。在1753年出版的《窮理查年鑒》一書中,富蘭克林描述了他最重要的發明——避雷針,標題是“如何保護房屋等免受閃電破壞”。他首先指出,針對“雷電的惡行”,“仁慈的上帝欣然”為我們提供了某種程度的保護。具體來說,這種保護措施就是一種“小鐵棒”,“一端插在潮濕的地里,深度為三四英尺”。【34】另一端則位于“建筑物的最高點,伸出的長度為6~8英尺”。接著,他補充說道,鐵棒上端還應該連接一根一英尺長的黃銅電線。只要屋頂上裝有這樣的裝置,他就可以保證房屋“不會受到閃電的破壞”,因為閃電會被“避雷針的尖端引過來,然后沿著金屬線傳導到地面,因此不會對任何事物造成破壞”?!?5】
盡管在今天看來,避雷針沒有任何難以理解的地方,有時甚至給人一種古樸的感覺,但它是人類在科學(發現閃電是一種電學現象)和技術(人類可以用它來挽救生命財產)這兩個方面取得的一個來之不易的成就。同樣,我們更不能低估它在人類與自然的斗爭中的象征意義——它代表人類在哲學上可能取得的進步,以及勝利的天平正在向人類傾斜。
避雷針還告訴我們,政治在所有涉及技術的爭論中可以發揮什么樣的作用。英國人在避雷針的形狀設計上曾有過不同意見,有人認為應該采用富蘭克林提議的“尖尖的形狀”,有人則傾向于英國科學家本杰明·威爾遜(Benjamin Wilson)的建議,認為應該采用“球形把手”的形狀。海爾布倫稱這是一場“滑稽的戰斗”。爭論始于1772年,有人問英國皇家學會,如何讓一個裝滿火藥的軍火庫免受閃電的威脅?雖然威爾遜持有不同意見,但是英國皇家學會下設的委員會最后認定尖頭避雷針的預防效果更好。然而,1777年,英國珀弗利特鎮遭到雷電的破壞,盡管在兵工廠和其他建筑物附近都安裝了尖頭避雷針。當然,富蘭克林所在的美國此時已經發動了獨立戰爭。英國國王喬治三世也加入了這場爭論,他要求英國皇家學會修改它的決定??贫鬓D述了英國皇家學會主席約翰·普林格(John Pringle)爵士的答復:“陛下可以修改國家的規律,但不能逆轉或改變自然的規律?!蔽阌苟嘌?,普林格因此丟掉了他在英國皇家學會的工作。海爾布倫說,站在“自然界的高度看,(球形和尖形)這兩種避雷針的頭都是一個點”,因此,這種爭論是“滑稽可笑”、毫無必要的。當然,在這之后,政治仍然沒有停止對科學研究的干涉。【36】
艱巨的外交使命
在科學界聲名鵲起
作為一名美國外交家,富蘭克林在法國享有盛譽,但是,我們在前面說過,越來越多的現代歷史學家認為,富蘭克林在國際科學界的良好聲譽為他的外交生涯創造了便利條件。哈佛大學的美國歷史教授喬伊斯·卓別林(Joyce Chaplin)說得更為直接:“不能說富蘭克林是一名熱衷科學研究的政治家,他從政是‘研而優則仕’的結果。這是因為在18世紀,科學已經成為公共文化的一部分?!薄?7】
有大量的文獻資料可以證明富蘭克林是一位蜚聲國際的科學家。早在美國獨立戰爭爆發與富蘭克林前往法國之前,他的著作《電學實驗與觀察》(1751年)就已經有5個英文版本了,并被翻譯成其他三種語言。此外,富蘭克林還因其對科學的巨大貢獻而獲得諸多獎項和榮譽學位。1753年,他獲得英國皇家學會頒發的科學獎章——戈弗雷·科普利爵士獎章。在富蘭克林獲獎之前,只有英國皇家學會的英國國籍會員才可以獲得這項殊榮。在他的一生中,富蘭克林還獲得過哈佛大學、耶魯大學、威廉瑪麗學院、圣安德魯斯大學和牛津大學的榮譽學位。富蘭克林先后成為英國皇家學會、德國哥廷根威廉皇帝協會(今馬克斯·普朗克研究所的前身)和巴黎皇家科學院的會員。當時,法國科學院總共只有8名外籍會員,富蘭克林就是其中一位?!?8】
兩次前往英國
然而,科學界的好名聲并不能保證外交上百分之百的成功,富蘭克林兩次前往英國的經歷就證明了這一點。兩次任務中只有一次取得了成功,他遭遇的失敗遠遠超過他取得的勝利。1757—1762年,富蘭克林第一次來到英國,代表賓夕法尼亞州殖民地議會與威廉·佩恩(William Penn)的繼承人進行談判。此行他需要實現一個比較尷尬的目標:說服佩恩家族作為業主,同意殖民地政府向他們征收房產稅,以增加殖民地的財政收入。喬伊斯·卓別林說,賓夕法尼亞州殖民地議會認為富蘭克林在倫敦“享有盛名”的猜測是正確的,富蘭克林的確“因為其電學天才、科普利獎章獲得者和美洲著名哲學家的身份在倫敦大出風頭”。盡管富蘭克林的名聲很好,但在1762年他的第一次任務接近尾聲時,佩恩家族的一名成員指責他為“居心叵測的惡棍”。不過,1760年8月,“富蘭克林贏得了勝利”,因為“英國樞密院的大多數成員都支持賓夕法尼亞州殖民地議會,而反對佩恩家族”?!?9】
富蘭克林在英國的第二次任務花費了更長時間,從1764年開始至1775年結束,為期11年。這一次,他需要解決的問題更加微妙,也更加危險,后來直接引發了美國獨立戰爭。同第一次任務一樣,富蘭克林的第二次任務也是以一次樞密院會議的形式結束的。但是,與第一次不同的是,富蘭克林的第二次英國之旅不僅顆粒無收,而且遭受了巨大損失。雖然沒有明確說明,但是那次樞密院會議的議程就是對富蘭克林將英國任命的馬薩諸塞州州長的私密信件公之于眾的行為提出譴責。樞密院會議的到會情況通常都不是很好,但大多數政治精英都出席了這次會議,其中包括負責北美殖民地事務的國務大臣達特茅斯勛爵、坎特伯雷大主教、倫敦主教等重要人物,還有首相弗雷德里克·諾斯勛爵。會議委托副檢察長亞歷山大·韋德伯恩親自詢問富蘭克林。著名的富蘭克林傳記作家布蘭茨(H.W.Brands)寫道,旁聽席上坐滿了人,“在他們的大笑和歡呼聲中,副檢察長對富蘭克林的行為和性格進行了猛烈抨擊”。韋德伯恩對富蘭克林在電學研究上取得的成就進行了攻擊,指責富蘭克林在信件泄密這一事件中發揮了“導體”的作用。此外,富蘭克林郵政局局長的身份也遭到了嘲諷。韋德伯恩說,今后他會“認為文化人是一個諷刺性稱呼”?!?0】
韋德伯恩的意思是,富蘭克林和英屬北美殖民地應該正確認識自己的身份。在英國人的心目中,殖民地在任何方面都不能與其相提并論。但是,富蘭克林顯然可以與最偉大的英國人相媲美,他在科學研究上取得的成就,即使按照英國人的標準,其創新性也足以令人稱羨。此外,富蘭克林出身于普通家庭,他的所有成就都是靠他自己的努力取得的。也許就是在那一天,所有人生而平等的理念開始在他的頭腦中生根發芽??梢钥隙ǖ氖?,正是從那天開始,富蘭克林的目光就堅定地轉向了革命。
與法國結盟
樞密院會議結束后不久,回到英屬北美殖民地的富蘭克林又接受了另一項艱巨的任務:前往法國爭取支持。對于70歲的富蘭克林來說,這次法國之旅不僅是對他體力的一次考驗,也是對他職業的一次考驗。他要在惡劣的天氣狀況下坐船穿越險惡的水域,只有他的兩個年幼的孫子陪他一起。他需要說服法國國王路易十六為英屬北美殖民地提供貨幣和軍事支持,從而擺脫英國國王喬治三世的統治。這顯然是一項非常艱巨的任務。但是,富蘭克林接受了挑戰,并最終成功地完成了任務。就這樣,這位在電的發現上做出卓越貢獻的科學家變成了為美國獨立戰爭保駕護航的“避雷針”。在此后幾百年的時間里,電力的開發和應用在美國取得了長足的發展。
富蘭克林是如何完成這項艱巨任務的呢?法國人知道富蘭克林,因為富蘭克林不僅擊敗了法國科學家諾萊的電學理論,而且在富蘭克林提出閃電是電的猜想之后,第一個成功證實這個猜想的實驗——崗亭實驗,也是由法國人在法國境內完成的。
盡管好名聲幫助富蘭克林邁出了成功的第一步,卻不足以保證他取得成功。作為一名外交家,富蘭克林不僅口才出眾,而且目光敏銳。他清楚地知道,法國之所以愿意結盟,是因為法國有其自身的利益訴求,法國的政要也對他本人有所圖。他明白,在法國能夠呼風喚雨的那幾個人都喜歡“在餐桌上”討論問題,富蘭克林正好長于此道。他不俗的談吐既可以吸引人們的注意,又不會因過于標新立異而讓人避之唯恐不及。富蘭克林的外交家身份并不僅限于特定時間或者場合,還對他的生活方式產生了深遠的影響?!?1】
富蘭克林成功地融入當時的歐洲文化,這對于一個美國人來說是極不尋常的。1757—1785年,富蘭克林的大部分時間都是在歐洲度過的。歷史學家莫里斯·畢夏普(Morris Bishop)認為,富蘭克林在科學界的聲譽為他敲開了“歐洲科學文化界”的大門,并最終幫他找到了“在學術上志趣相投的伙伴”。電學研究并沒有淪落為無人關注的實驗室工作,而是成為精英們在晚宴上津津樂道的熱門話題。畢夏普指出,富蘭克林的學術水平在他的國家幾乎無人能及,“來到法國之后,他終于有了如魚得水的感覺”。盡管國家不同,但是周圍人好奇的目光還是讓這位科學家、外交家備受鼓舞?!?2】
富蘭克林在事業上取得了巨大的成功,但他的個人生活卻很痛苦。他的兒子威廉選擇支持英國,并離開了他。富蘭克林說:“在垂暮之年被自己唯一的兒子拋棄,真的讓我悲痛欲絕、心如刀絞。”在整個美國獨立戰爭期間,威廉都待在監獄里。獨立戰爭結束后,威廉背井離鄉,在倫敦度過了他的余生?!?3】
富蘭克林留給世人的遺產
法國經濟學家杜爾哥用一句話精辟地概括了富蘭克林的歷史地位:“他從蒼天處取得閃電,從暴君處取得民權?!比〉瞄W電使富蘭克林成為一名重要的科學家,取得民權則使富蘭克林成為一位世人矚目的政治家。他的雙重身份賦予他獨一無二的特點,人們在講述歷史時很難把他歸到某一個類別之中。他到底是那個時代造就的幸運兒,還是造就那個時代的創新者呢?【44】
首先,他是那個時代造就的幸運兒。一方面是因為在他生活的那片土地,人們對自由的呼聲益高,為他攀爬社會階梯創造了便利條件。另一方面是因為科學革命已經開始,全社會的人都對科學產生了濃厚的興趣。他憑借自己的成果躋身科學界的核心地位,而美國獨立革命又把他推向了外交事務的舞臺中央。其次,當富蘭克林放棄印刷所的那份學徒工作和后來舒適安逸的中產階級生活,并在好奇心的引領下開始進行科學探索和政治生涯之旅時,他實際上正在拉開富蘭克林時代的帷幕。
富蘭克林在265年前提出的電學核心理論與現代理論并不矛盾。今天,科學家認為所有的物質都是由原子組成的。按照人們對原子的基本(但不完整的)理解,電子圍繞原子核運轉,原子核則包含質子等其他粒子。電子和質子都帶有電荷,人們主觀規定電子帶負電荷,質子則帶正電荷。在這種原子結構中,富蘭克林提出的異性電荷相互吸引的規則是適用的。因此,繞原子核運動的電子會被質子吸引,正是因為這種吸引力,原子中的不同粒子被緊緊地吸附在一起。在大多數材料中,原子中的正電荷和負電荷數量正好相等,所以它們是電中性的。然而,在某些材料中,原子中的電子有可能被其他原子“拿走”。當這種情況發生時,掠奪者就會有多余的電子,原子間的平衡態勢就會被打破。電其實就是這種不平衡情況的一個特征——電子的“運動”。
富蘭克林在英屬北美殖民地的地位是無人可及的。同時代的人,包括那些認識他和那些只聽過他的大名的人,都承認他是一個天才。喬治·華盛頓在給晚年富蘭克林的一封信中寫道:“因為善行而受景仰,因為才華而被崇拜,因為愛國而受尊敬,因為仁慈而被愛戴,這一切將激起人們對你的親切擁戴。你可以得到的最大安慰,就是知道自己沒有虛度一生?!薄?5】
當富蘭克林于1790年4月去世時,超過2萬人參加了他的葬禮,這相當于費城一半的人口。法國國民議會史無前例地宣布為富蘭克林的去世哀悼三天,巴黎皇家科學院的一位秘書用一句話概括了法國人民的感受:“一個人去世了,兩個世界都在為他哀悼?!薄?6】因為失去富蘭克林而深感悲痛的這兩個世界,可能不僅是指舊世界和新世界,也指科學界和政治界。