美国总统克林顿发动的战争(美国国父富兰克林)

百元大钞上的富兰克林

提起富兰克林,有人可能会首先想起美元当中的百元大钞,头像正是富兰克林,为什么是他,而不是华盛顿呢?这事咱得说叨说叨。

美元当中,1美元上印的是第一和第二届美国总统乔治·华盛顿。

美国总统克林顿发动的战争(美国国父富兰克林)(1)

美元当中,2美元上印的是第3届美国总统杰斐逊。

美国总统克林顿发动的战争(美国国父富兰克林)(2)

美元当中,5美元印的是废除美国奴隶制的第16届总统亚伯拉罕·林肯。

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美元当中,10美元上印的是美国第一任财政部长汉密尔顿。

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美元当中,20美元上印的是第7届美国总统安德鲁·杰克逊。

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美元当中,50美元上印的是第18届总统尤里西斯·格兰特·葛仑。

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美元当中,百元大钞上印的是本杰明·富兰克林。

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本来是说气象科学家的,说富兰克林的,怎么又扯到钱上去了?知识嘛,多了解一些没有坏处,而且是在世界货币当中硬梆梆的美元,是人人都喜欢的莽尼(money)。

了解完这一点金融知识,可能有人就有点迷惑了,基本上都是总统,撇一点也是个财长,富兰克林又不是总统,又不是财长,咋就印在钞票上了,而且还是面值最大的那个,不科学啊!

我曾经阅读过《富兰克林传》,对他的一生略做了解。

富兰克林是国父之一。美国的国父不是一个,有12个,其中开国元勋就有7个,包括华盛顿、杰斐逊等人。

富兰克林是《独立宣言》的起草人之一。

富兰克林还是著名的科学家、金融家、政治家。

一个光环不算,很多光环套在一起就光彩夺目了。不仅如此,富兰克林还是大牛级别的外交家,如果不是富兰克林在法国、英国等国家游说,华盛顿哪来那么多钱打仗呢,打仗需要白花花的银子啊,所以,他印在百元大钞上,理所应当!

好,八卦结束,咱们转入正题,来看看富兰克林搞的雷电实验。


把风筝放飞到云层当中,富兰克林激动地呼喊“我捕捉到天电了!”

1752年6月的一天,阴云密布,电闪雷鸣,一场暴风雨即将来临。富兰克林开始实施他的雷电实验,因为没有足够的把握,他不好把这个实验公布出去,也不好让别人参与这个实验,所以,他最终选择了和自己的儿子威廉一起来完成这个实验。

富兰克林和威廉一起,带着一个装有金属杆的风筝来到了一个空旷的地带。

富兰克林将风筝高高举起,威廉则拉着风筝线飞快地奔跑。由于风很大,风筝迅速被放飞到了高空。富兰克林和威廉一道拉着风筝线,父子俩焦急的期待着可能会出现的结果。富兰克林用手靠近风筝上的金属钥匙,产生了电火花,和他在实验室莱顿瓶中发现的电火花相同,他抑制不住内心的激动,大声呼喊道:“威廉,我捕捉到天电了!”

随后,富兰克林又将风筝线上的电引入到莱顿瓶中。回到家里以后,富兰克林用雷电进行了各种电学实验,最终证明了天上出现的雷电与人工摩擦产生的电,具有完全相同的性质,是正电荷和负电荷之间的相互作用。

美国总统克林顿发动的战争(美国国父富兰克林)(8)


在屋顶上树起一根长长的铁杆,俄罗斯科学家利赫曼的雷电实验,却让他失去了生命

在科学探索的道路上,向来都是前赴后继。俄国也有一位科学家,也对天上的雷电做了一次实验,他是俄罗斯科学家利赫曼,是一位最早探索雷电安全利用的专家。

18世纪50年代,雷电仍然像神一样神秘和威严,谁敢去触碰神的威严呢?但是,利赫曼和他的助手罗蒙诺索夫,却对雷电现象进行了三年多的观察,最后得出了一个结论:打雷闪电就是天空放电。

这个结论在神学泛滥的时代,算是很胆大的学说,哥白尼就是因为提出了“日心说”而被处死的。结论有了,要有更强的说服力,就需要进行实验。

首先,利赫曼在屋顶上树起一根长长的铁杆,下面捆着一根铁尺,目的是把天上的电引到屋里观察和研究。

在一个电闪雷鸣、风雨交加的夜晚,利赫曼在屋里等待着雷电的到来,罗蒙诺索夫则爬上了屋顶,两人共同期待着把天上的雷电引入到屋里开展实验。不料,伴随一道闪光和炸雷,正在等待把雷电引入室内的利赫曼顿时倒地死亡。

惊心动魄的一幕刚过,更让人吃惊的现象又接着发生了。罗蒙诺索夫一个人把利赫曼安葬了,就在刚刚给利赫曼念完悼词之后,他又冒着生命危险,把长长的铁杆重新树立起来!继续开展对雷电的实验。

科学家的勇气让我们肃然起敬。罗蒙诺索夫用验电器最终发现,大气中永远存在着电场,而在雷电到来之前,这个电场会大大增强。


富兰克林“抓获”的是真的雷电吗?为什么没有受到任何伤害?

两个雷电实验的例子,利赫曼被雷电致死,而富兰克林亲自“触摸”了雷电,却安然无恙。于是,有人对富兰克林的风筝实验提出了质疑,怀疑富兰克林风筝雷电实验可能是假的。科学不怕质疑,科学正是因为有质疑的精神而不断发展。

首先,我们来说一说放飞风筝的可能性问题。

按照现代气象学的理论,出现闪电的云一般为Cb云(积雨云,也叫雷雨云)。这是一种对流性的天气,垂直方向上的气流要足够强大,才能够发展得比较旺盛。这样的天气到来时,一般都会伴随着大风。在大家的印象中,刮风下雨,先刮风,后下雨,“山雨欲来风满楼”,就是描述这个现象的。

实际情况确实是这样的,因为对流云的前端气流都比较强大,风也就很大。那么,问题就来了,这么大的风,风筝能放飞到天空当中去吗?能放到对流云当中去吗?

不是不可能,但很难,真的很难!

其次,我们再来说一说巨大而且强烈的电流和电压问题。

在云层当中,聚集着大量的电荷。云中电荷分布比较复杂,但就总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。云的上、下部之间形成了一个电位差,当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象,闪电一般都会伴有雷声,所以一般叫雷电。

闪电的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。

电流、电压都很大,接一根导线过来,确实有点找死的嫌疑。

有人做了这样的一个实验,把电压上升到48万伏,然后用一个富兰克林模样的假人去触碰金属钥匙。结果电火花确实是产生了,但假人的心脏记录到了可以令他死亡100次的电量。如果把这个电压上升到闪电的真实电压,也就是1亿伏以上,这个用来实验的假人可能就会变成灰烬了。

结论是什么呢?如果富兰克林真用这样的风筝做了这样的实验,结果可能是:富兰克林会被雷电当场电击致死。

当然,还有其他的质疑,但最大的质疑就集中在这两点上。客观地讲,大家所提出的富兰克林雷电实验中两点疑问,并不是在乱说,质疑得也很有道理。

那么,真相是什么呢?

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做一个和富兰克林一样的雷电实验,来验证富兰克林是不是真做实验了。

那么,富兰克林的这个实验是不是真的呢?有人就模仿了富兰克林用风筝所做的雷电实验。

实验者首先模仿18世纪时使用的材料,制作了一个大风筝和木板棚架,然后把风筝在天气晴朗的海滩上放飞。在飘扬的海风中,虽然还没有出现雷电,但风筝线和空气之间的摩擦产生的电荷,也让风筝带上了静电,风筝线上挂着的钥匙发出了吱吱的响声。这说明风筝能吸引电流,并且通过长长的风筝线传递到金属钥匙。

接着,实验者把风筝线弄湿,风筝上的静电量进一步增大。遗憾的是,钥匙上却没有了触电的感觉。于是,他们找了一个大金属球形状的电荷产生器代替海边的空气作为电荷来源,探头接近金属钥匙时,产生了微弱的火花。

为了模拟雷电的威力,实验者在电力公司的试验中心,做了一个假人的模型,里面安装了一个模拟的心跳检测器,并用模拟的雨中淋湿的风筝线进行实验。在用100万伏高压电实验时,在钥匙和假人的“手指”之间出现了明亮的电弧,通过模拟心脏的电流已经超过可以使人心脏停跳最大电流的很多倍。

也就是说,模拟实验的结果,只用了闪电电压的1%,就完全可以让人死亡很多次了。

这个模拟实验告诉了我们一个事实,富兰克林的风筝接到的电,根本就不可能是雷电。

那么,真相是什么呢?


真相到底是什么?富兰克林触摸到了什么?

真相到底是什么?众说纷纭,大家也都表示了极大的兴趣,也有很多种猜测。难道富兰克林在骗人么?是不是关于这个实验的故事被演绎得过于神奇了?

2011年英国皇家学会哲学学报开放全文检索,其中包括了1752年富兰克林寄给英国皇家协会的信,内容正是他所做的风筝雷电实验的记录。

信是这么写的:

用两根轻质的雪松木条做一个小十字架,木条长度可以够着一张展开的大张丝质手帕的四角,将手帕四角与十字架末端扎牢,作为风筝主体。十字架竖直木条的上端固定一条很尖的金属丝,从木条上伸出一英尺或以上。线的末端,紧挨手的位置,系上一根丝带,在线和丝带相连的位置系上一把钥匙。

在雷雨将要来临之前,将风筝升起,握着线的人一定要站在门窗内或遮蔽物之下,防止丝带被打湿。需要非常小心,防止线接触门框或窗框。

当雷雨云来到风筝上空时,尖的金属丝就会从云上引下“电火”,风筝与整条线都会充满电。线上的细丝会向各个方向伸展开来,当手指靠近时,细丝还会被吸引。当风筝和线被雨水浸湿后,它们可以自由传导“电火”,用指关节靠近钥匙,你会发现大量“电火”从钥匙上流出。可以在钥匙上装一个小药水瓶,以上方法获得的“电火”可以将瓶中的酒精点燃……

在这封信当中,我们并没有看到“在打闪时”触摸钥匙,实验所做的是在雷雨云过境的时候,出现的一些电现象。如果不是闪电时采集到的“电火”,很有可能只是一种静电,而并不是真正的闪电。

由此,我们可以得出这样的结论,同样进行了雷电的实验,富兰克林采集到的是云中的静电,而利赫曼采集到的是闪电,所以利赫曼被雷击致死,而富兰克林安然无恙。这才是事实的真相。

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富兰克林对雷电防御做出了巨大的贡献,被誉为“避雷针之父”。

应当说,富兰克林在雷电方面的研究是突破性的,开创性的。

富兰克林在雷电方面的研究,首先改变的是人们的认识和观念。

在神话故事里,雷电是宙斯的武器,他将手中的一把钢叉掷向人间,就变成雷电。一般人则认为,雷电是上帝的怒火。阿奎那的《神学大全》中还说:“妖魔能呼风唤雨,制造电火掀起风暴,这是不容置疑的信仰。”

而富兰克林揭示了雷电的真正面目,认为雷电不是天神作法,而是带电云层相遇而产生的一种放电现象。在这一点上,去除了雷电的神秘性,让科学战胜了迷信。

《富兰克林传》中记述,他对雷电特性的描述为:“发光,有光的颜色;可以弯曲前进;动作迅捷;有金属引发,能发出爆炸声;能击毙动物;有硫磺味。”这些对雷电的描述,非常客观。

富兰克林在认识了闪电的基本特性后,还积极地采取对策,以防御雷电对人类的危害。

当时,当风暴和闪电来临时,教堂就会敲响钟声,以此来驱赶闪电。但大家心里清楚,这个办法根本没有用。18世纪中期的35年时间里,德国有386座教堂被雷击,100多名敲钟人丧命。在威尼斯,闪电击中了一座教堂,引爆了火药,3000多人因此丧命。

黎赫曼被雷电击毙的噩耗,使富兰克林产生了要保护建筑物免遭雷击的想法。1749年4月,富兰克林根据尖端放电的原理,设计将金属棒安装在屋顶,然后,联接一根导线通向大地。当雷电轰鸣时,天上的电就会被这个金属棒吸引,顺着导线直通地下,从而保护建筑物免受雷击。这就是人们所称的“避雷针”。不久以后,避雷针也在德国、法国、美国出现了。就连刚开始猛烈攻击富兰克林“侵犯神意”的教会,最后也在教堂上安装了避雷针。

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本杰明·富兰克林曾经进行多项关于电的实验,所著的《电的试验与观察》于1751年在伦敦出版后,又陆续增补并被翻译成多种文字出版。他最早提出电荷守恒定律,并且发明了避雷针,因为他的巨大贡献,尽管富兰克林只读过两年小学,但他自学成才,最终成了世界名牌大学的博士,还被选为英国皇家学会院士。

法国经济学家杜尔哥评价富兰克林:“他从苍天那里取得了雷电,从暴君那里取得了民权。”

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(图片来自网络)

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