征服雷电的避雷针

在18世纪之前，人类不知道闪电的本质。相信上帝的人认为闪电引起的火灾是上帝的惩罚。但是一些具有科学精神的人已经在探索雷电的秘密了。

1749年，波尔多科学院悬赏寻找这样一个问题的答案:“电和雷有什么相似之处？”一位名叫巴巴雷特的医生在他的论文中宣称，电和雷是一回事。他因论文获奖。

然而，真正通过科学实验寻找答案的是美国的富兰克林。富兰克林出生在波士顿，一个北美东海岸的海港。他出生时父亲51岁。他面前已经有11个哥哥姐姐了。富兰克林的父亲是一名英国染匠，为了逃避斯图亚特王朝复辟时期的宗教迫害，他周游世界，来到北美，在波士顿开了一个小作坊，生产蜡烛和肥皂。

富兰克林从小就勤奋好学。他的父亲想让他上大学，以便成为一名新教神学家。但是他的家庭太穷，所以富兰克林只上了两年的公立小学和一年的私立小学就停止了学习。休学后，富兰克林成为了家人和车间的学徒。后来，他进了他大哥开的印刷厂，独自工作和学习。

富兰克林17岁离开波士顿，在纽约、费城和其他地方游荡，然后去了英国，很快又回到了北美。在这所社会大学里，他把自己培养成了一名杰出的社会活动家。

1746年，40岁的富兰克林开始全身心地致力于电学研究。1749年，他进行了一些新的电学实验。在一次实验中，为了增加电容，他将几个莱顿瓶连接在一起。那时，他的妻子丽达正在观察他的实验。她不小心碰到了莱顿罐子上的金属棒，看到了电火花。一阵奇怪的声音随之而来，丽达倒在了地上。原来丽达很震惊。幸运的是，当时的容量并不大，丽达躺了一个星期才慢慢好转。

富兰克林受到了差点杀死丽达的电击实验的极大鼓舞。他想到了人们对闪电的两种不同看法，并决定从理论上讨论闪电的本质。富兰克林通过实验证明，正负电荷短路时产生的火花、噪音和闪电非常相似。他确信闪电本质上是电。富兰克林了解了闪电的本质后，开始研究控制闪电和避免雷击的方法。当时，荷兰莱顿大学的一位名叫马森布鲁克的教授做了一个实验:将水装入玻璃瓶，以储存摩擦产生的电荷。测试成功后，经过改进，瓶子的内外都贴上了金属箔，官方称之为莱顿瓶。富兰克林认为，既然莱顿罐子里的电可以被引入和提取，自然界中的电也应该可以通过电线从天上被引下来。

那么，闪电是如何从天而降的呢？细心的富兰克林观察到闪电和电火花是瞬时的，光和声音集中在物体的顶端。他由此想到，如果把尖头金属杆安装在屋顶上，然后用电线把金属杆连接到地面上，空气中的电能被引向地面吗？这将防止高楼被闪电击中。

1752年6月，富兰克林冒着生命危险进行了著名的费城风筝实验。这一天，风刮得很大，阴云密布，暴风雨就要来了。富兰克林和他的儿子威廉带着一个有金属杆的风筝来到一个开阔的地方。富兰克林把风筝举得高高的，而他的儿子则带着它飞翔。由于大风，风筝很快就被放到了天空中。当下，电闪雷鸣，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子拿着风筝线藏在了一栋大楼里。此时，刚刚一道闪电掠过风筝，富兰克林的手立刻掠过一种可怕的麻木。他抑制不住自己的激动，大声喊道:“我震惊了！我很震惊！”然后他用一串铜钥匙与风筝线接触，这立刻发出一串电火花。后来，他将风筝线中的电流引入莱顿罐子。

富兰克林在风筝实验后一年发明了避雷针。方法是在建筑顶部竖起一根2到3米高的金属杆，并用金属线将它连接到地面。当雷暴发生时，闪电会沿着金属线流向地面，建筑物不会被闪电击中。

为了推广避雷针的使用，富兰克林专门写了一篇题为“如何保护房屋免受雷击”的文章。文章一发表，美国城市就开始安装避雷针。但这遭到了牧师的反对，他们说闪电是上帝的愤怒。由于缺乏电学知识，一些人对避雷针的使用持怀疑态度。一位名叫普林斯的医生评论道:“如果闪电被引入地下，那里带来的电力将会增加，地震就有可能发生。”“啊！”他喊道，“我们无法逃脱上帝的惩罚！如果我们逃避了来自空中的惩罚，却无法逃避来自地面的惩罚……”避雷针在法国也遭到强烈反对。圣奥马尔的居民对当地的避雷针提出了控诉，他们害怕惩罚这种*行为。

尽管有一些反对意见，避雷针仍然很受欢迎，因为事实证明，一些拒绝安装避雷针的高教堂在雷暴中相继遭到雷击，而高于教堂的建筑由于安装了避雷针而安全可靠。

避雷针传入英国后，富兰克林的尖头避雷针开始在英国广泛使用。然而，在美国独立战争爆发后，富兰克林的尖头避雷针在英国人眼中似乎成了美国诞生的象征。据说，当时的英国国王乔治三世出于对美国革命的极大愤怒，下令所有英国皇家建筑中的避雷针尖端都要安装圆头，以表明它们与作为美国象征的尖头避雷针不一致。

避雷针是早期电学研究中第一项具有重大应用价值的技术成果。它不仅保护人类免受“雷公”的蹂躏，还将闪电与上帝隔离开来。