Albert JIAO
流言
富蘭克林曾經(jīng)與雷電有親密接觸。據(jù)說,他將一把銅鑰匙系在風(fēng)箏線末端,讓風(fēng)箏升入雷雨云層,閃電在風(fēng)箏附近閃爍,雷聲隆隆。一道閃電掠過,風(fēng)箏線上有一小段直立起來,像被一種看不見的力移動(dòng)著。富蘭克林突然覺得手一陣麻木,并把手指靠近銅鑰匙,頃刻之間,銅鑰匙上射出一串火花。富蘭克林大叫一聲,趕緊把手收回。他喊到:“我受到電擊了!現(xiàn)在可以證明,閃電就是電?!?/p>
富蘭克林的成就實(shí)在是數(shù)不勝數(shù)。他參加起草了《獨(dú)立宣言》和美國(guó)憲法,擔(dān)任過州長(zhǎng),是美國(guó)歷史上第一位駐外大使,出版了費(fèi)城第一份報(bào)紙《賓夕法尼亞報(bào)》(Pennsylvania Gazette)、美國(guó)第一本醫(yī)學(xué)專著、第一部小說以及其他很多暢銷書,在多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域都有很多貢獻(xiàn)。
富蘭克林生前身后自然流傳著很多故事,這個(gè)帶電風(fēng)箏的故事就是其中之一。作為流傳已久的經(jīng)典傳說,很多美國(guó)人也對(duì)此深信不疑。在國(guó)內(nèi),它作為語文教科書里的“老段子”,同樣人盡皆知。可是這到底是個(gè)傳說,還是真有其事呢?
1750年,富蘭克林提出可以用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證閃電就是電,他是第一個(gè)提出這個(gè)想法的科學(xué)家。但是第一個(gè)付諸實(shí)踐的卻是一位法國(guó)科學(xué)家——他像下頁圖中那樣,躲在一間小房子里,房子上有一根鐵棒,將閃電引入屋內(nèi),并觀察到了鐵棒上的火花,不過沒有用身體近距離觸碰鐵棒。此后,還有一些研究者也做了類似的實(shí)驗(yàn)。在俄羅斯有一位物理學(xué)家在模仿這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),因?yàn)椴僮鞑簧鞅焕纂姄羲馈?/p>
幾年后,有傳聞和一些書籍稱富蘭克林用風(fēng)箏替代了鐵棒,做了這個(gè)著名風(fēng)箏雷電實(shí)驗(yàn)。但是缺乏充足的證據(jù)證明這些傳聞。后來有研究者發(fā)現(xiàn),富蘭克林本人從來沒有正式承認(rèn)做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。盡管對(duì)于富蘭克林是否做過風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)存在爭(zhēng)議,但是有一點(diǎn)可以肯定,即使他做過風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果也肯定不會(huì)和傳說中的一模一樣。
實(shí)驗(yàn)若成功,富蘭克林必死
如果云層中聚集的電荷越來越多,和地面之間形成的電壓越來越大,最后它們就會(huì)擊穿十幾千米厚的空氣,形成一條到達(dá)地面的導(dǎo)電通道,釋放巨大的能量,這就產(chǎn)生了雷電。如果這條通道正好途經(jīng)某個(gè)人的身體,放電電流會(huì)很大,達(dá)到幾十千安甚至數(shù)百千安。那么大的電流流過受害者的軀體,首先傷害的是受害者的大腦和心臟。因?yàn)閹缀涟驳碾娏骶妥阋允谷祟惖男呐K發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)、停搏。雷電流也會(huì)致使呼吸系統(tǒng)麻痹,使呼吸停止,從而致人喪命。此外,雷電流極大的機(jī)械效應(yīng)足以撕裂受害者的皮膚和肌肉,而強(qiáng)烈的熱效應(yīng)也會(huì)燒焦受害者的軀體。這種雷擊事故稱為“直接雷擊”。遭受直接雷擊的人十有八九會(huì)死亡,即使有幸生還也會(huì)重度受傷。如果這條導(dǎo)電通道沒有直接通過人體,而是相隔一段距離,比如擊中了附近的一棵樹,人仍然有可能因?yàn)楦袘?yīng)電流而觸電,這稱為“感應(yīng)雷擊”。感應(yīng)雷擊有時(shí)會(huì)比較弱,被擊中者無大礙,受雷擊大難不死的幸運(yùn)兒大多數(shù)是這種情況。
如果按照故事中的情節(jié),風(fēng)箏被雷電擊中,雷電電流順著風(fēng)箏線一直傳導(dǎo)到銅鑰匙,富蘭克林的手指與鑰匙之間距離很近,而且產(chǎn)生了明亮火花。他這樣直接被雷電擊中,絕不可能安然無恙。
實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)
為了探明真相,美國(guó)Discovery探索頻道《流言終結(jié)者》節(jié)目在第4季第5集里復(fù)制了這個(gè)流言?!傲餮越K結(jié)者”們?cè)噲D證明3件事:1.風(fēng)箏能否吸引電流,并且通過長(zhǎng)長(zhǎng)的風(fēng)箏線傳導(dǎo)到鑰匙;2.流入鑰匙的電流量是否足以電到富蘭克林的手指;3.那股電流是否足以讓放風(fēng)箏者心跳停止。
實(shí)驗(yàn)者模仿18世紀(jì)時(shí)使用的材料制作了一個(gè)大風(fēng)箏和木板棚架。在天氣晴朗的海灘上放飛風(fēng)箏,在海風(fēng)中,雖然完全沒有電閃雷鳴,但空氣中的電荷與風(fēng)箏、風(fēng)箏線與空氣之間的摩擦產(chǎn)生的電荷已經(jīng)可以使風(fēng)箏明顯帶上靜電,風(fēng)箏線上掛著的鑰匙在吱吱響。第一個(gè)問題很容易得到了驗(yàn)證:風(fēng)箏可以吸引電流并通過風(fēng)箏線傳導(dǎo)到鑰匙上。
接著,“流言終結(jié)者”們把風(fēng)箏線弄濕,風(fēng)箏上的靜電量進(jìn)一步增大。但是把手指靠近鑰匙,卻并沒有出現(xiàn)明顯的觸電感覺。為了增大電量,他們找了一個(gè)大金屬球形狀的電荷產(chǎn)生器代替海邊的空氣作為電荷來源,這個(gè)大金屬球產(chǎn)生的電荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過空氣中的靜電產(chǎn)生的電荷,但是比起真正的閃電還是微不足道。當(dāng)風(fēng)箏靠近這個(gè)金屬球時(shí),它被擊中了,如果這時(shí)把一個(gè)探頭靠近鑰匙,可以看到兩者之間有微弱的火花。由此,第二個(gè)問題也被證實(shí)了:流入鑰匙的電流量足以電到附近的物體。
為了模擬雷電的威力,“流言終結(jié)者”們走進(jìn)了電力公司的試驗(yàn)中心,這里的高壓電可以達(dá)到 100萬伏,可是比起真正的雷電產(chǎn)生的1億伏電壓,這只是1%。他們用組織替代膠制作了一個(gè)假人模型,里面安裝了一個(gè)模擬心臟,并用模擬雨中淋濕的風(fēng)箏線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
風(fēng)箏被高壓電擊中時(shí),鑰匙和假人的“手指”之間出現(xiàn)了明亮的電弧,通過模擬心臟的電流已經(jīng)超過可以使人心臟停跳的最大電流很多倍。
這個(gè)“迷你版”實(shí)驗(yàn)已經(jīng)足以讓富蘭克林英勇犧牲很多次了。由此可見,富蘭克林在直接被雷電電擊后還毫發(fā)無損,并且淡定地說“我可以證明閃電是電”是不靠譜的。第三個(gè)問題也得到了驗(yàn)證。
結(jié)論:謠言粉碎。富蘭克林或許有過風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的想法,但并沒有證據(jù)顯示他確實(shí)做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)。即便他真的做過這個(gè)實(shí)驗(yàn),也只可能是被風(fēng)箏上帶的一些靜電電到。如果被真的雷電電到的話,就不會(huì)只是手被電麻了,更可能的結(jié)果是當(dāng)場(chǎng)暴斃。
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