富兰克林(Benjamin Franklin)与避雷针的发明

原著：刘霆
富兰克林42岁时，已经在印刷界大有斩获，并进一步醉心于电力实验，他想证明雷电和静电二者事实上是相同的。1749年在费城举行的各项实验，已经证实云和云之间，云与地面之间的雷电即是电力；但他仍执意想抓住“闪电”，他想由暴风雨中取得闪电，然后储存起来，让科学家能在地面进行普通的研究工作，于是他设计出一个在云际充电的实验方法：
在高塔尖端，装置一个大可容人的亭子和简单的电力站。在电力站中，架起一根铁杆，伸出亭外，高约20或30呎，尖端削尖。如果亭子能够维持干爽，亭子里即可安置一人。当云层变低，隐隐有暴风雨前兆，此时云际充满丰沛的电力和火花，铁杆即可汲取电力，供亭内的人使用。
富兰克林找出绝佳的绝缘方法：蜡，那块铁环上的物质。他甚至设计出工作人员离开隔离亭的方法，所以富兰克林的确了解游走的雷电所带来的危险性，而警告人们必须保护自己。
1751年，隔离亭子的实验法在伦敦出版了。法王路易十五鼓励宫中的科学家们完成这项实验，以证实富兰克林一向坚持的看法─雷电和地面电力是相似的！1752年5月10日，金.法兰柯斯.狄阿里巴(Jean Francois D’Alibard)在巴黎近郊18公里处的马利花园中的隔离桌上竖起40呎高，尾端尖耸的金属杆，风暴很快地笼罩这里，根据富兰克林的描写，杆旁小心地安置了一个人，不时地以手中绝缘的铁环汲取雷电和火花。
实验结果，将富兰克林捧成了英雄：云端取得电，被保存在玻璃和金属制成的大瓶中（称做莱登瓶），然后在各项实验中，当成普遍的电力随意使用，这又再次证实了富兰克林的天才！
1952年的夏天，富兰克林还不知道自己的实验已在欧洲大获全胜，他正试着在费城的基督教堂高耸的尖塔上竖起一根金属杆；他一心认为要汲取雷电，金属杆必须升至相当的高度，而教堂尖塔的架构却显得太低，富兰克林突然想到一个主意，那就是装设着铁杆的风筝。
富兰克林由两根木棍架成的十字，撑起了一大块丝缎的布面，这就是富兰克林传说中不朽的风筝！在风筝上端，系上尖细的铁丝，铁丝末端绑上一只金属钥匙。富兰克林操控风筝的部分，捆上秘密的绝缘体─丝缎带；在暴风雨即将来临之时，这个实验者和他的儿子，走入一片空旷的空地，搭起一个暂时性的挡雨棚，在风筝升起了相当的一段时间后，一朵雷云才渐渐逼近。以下是普里斯莱的叙述：
这朵云看起来有闪电的迹象，但却毫无动静地过去了；但就在他们开始对自己的发明感到灰心之时，他注意到几条细线在云间闪烁，然后有直立的迹象，像是经由指挥一般，一个接着一个相继出现！他震慑于这个景象，连忙伸出手，对准风筝在线的钥匙。这项创举终于完成了，富兰克林终于取得货真价实的雷电。
富兰克林继续汲取着天上的火花，并将它保存在莱登瓶中，但这里有个重点必须强调：雷电并没有击中风筝，其实这并非富兰克林的本意，富兰克林原本想要利用铁丝传导，在云间充电，等到电力充足之后，他再伸手，让电子经由他的身体导入地下。还好富兰克林幸运地逃过一劫，如果雷电真的击中风筝，他可能无法好端端的签下独立宣言并写下《理查德年鉴》了(Poor Richard’s Almanac)。
富兰克林针对上述实验所做的报告发表于1752年10月19日的宾州会报之中，同一篇文章里，提及一篇文章《如何使居处免受雷电的袭击》，这篇文章后来登在1753年的《理查德年鉴》里。富兰克林笃信避雷针的功效，他在1751年开始大力推荐避雷针，而之后实验的成功，更让他对避雷针激起无比信心：他确信它的确能有效导引雷电，保护大众生命财产的安全。
这根针的目的，不只是用来引雷电而已，它能防患雷击于未然。这根针可以不停地汲取天空中的雷量，在它的强度大到足以形成雷电之前，即把电导引入地下，如同富兰克林的形容：“在云间电量积蓄到释放之际，便将雷电之火平静地消弭于无形。”
这次隔离亭和风筝实验的意义，不独是电子历史上的创举，它对美国的历史也非常的重要。这次实验中所发明的避雷针更在未来拯救了无数人的性命。