科(kē)技的(de)發明總是與社會的(de)需求、 基礎科(kē)學(xué)所作的(de)準備及社會上非科(kē)學(xué)的(de)種種阻礙分不開,富蘭克林發明避雷針的(de)曆史是非常典型地(dì)反映出這種關系的(de)。在歐洲中世紀,宗教對社會的(de)控制是很強的(de),雷電被認作是神的(de)意志,隻能作祈禱或者敲響教堂裡的(de)的(de)鐘才能避免閃電的(de)襲擊。不少統治者把成百噸的(de)炸藥貯放在教堂裡,求得上帝的(de)保護。1784 年(nián)慕尼黑(Münehen)出版的(de)一(yī)本書作過統計: 33 年(nián)內(nèi)有(yǒu) 386 個教堂的(de)尖頂遭到雷擊,共有(yǒu)103 名司鐘員被擊斃。意大利威尼斯城的(de)聖馬可(kě)鐘樓 (Campanile of San Marco)從 1388年(nián)至 1762 年(nián)九次毀于雷擊。1718 年(nián) 4 月14 日Brit tany城一(yī)夜之間 24 個教堂受雷擊,其中之一(yī)被徹底毀壞, 2 名司鐘員喪生。威尼斯的(de)一(yī)個教堂于 1767 年(nián)受雷擊, 該城的(de)統治者貯藏在教堂裡的(de)幾百噸炸藥被引爆, 3000 人被炸死,城的(de)大部分被毀。1856 年(nián) Rhodes島的(de)一(yī)個教堂受雷擊,發生類似的(de)大爆炸, 4000 人斃命。至于不見于書籍的(de)雷災就太多了。

  避雷針的(de)發明不僅是使人類生活上免除自(zì)然災害,而且在哲學(xué)上和(hé)科(kē)學(xué)上也是一(yī)件大事。一(yī)位英國(guó)貴族高(gāo)度評價富蘭克林說: “電學(xué)是一(yī)門被忽視(shì)了的(de)學(xué)問,最近幾年(nián)裡還有(yǒu)人認為(wèi)它是一(yī)個無足輕重的(de)問題。當時人們(men)僅僅用電學(xué)解釋一(yī)些吸引或排斥現象,人們(men)也不認為(wèi)有(yǒu)必要設想電學(xué)将會引出什麼新事物。 ” 19 世紀著名科(kē)學(xué)家德國(guó)亞曆山大·洪堡(Alexander von Humboldt ,1769—1859 年(nián))說: “從這個時代起,電學(xué)的(de)發展由思辯物理(lǐ)學(xué)領域進入了對宇宙考慮的(de)階段,從幽深的(de)書齋走進了自(zì)由的(de)大自(zì)然。 ” 考察這段曆史,電學(xué)可(kě)以說是從 1660 年(nián)蓋利克發明第一(yī)個起電機(jī)開始的(de),到 1750 年(nián)歐洲許多學(xué)者利用萊頓瓶作電學(xué)實驗,足足 90 年(nián),它仍停留在科(kē)學(xué)工作者的(de)書齋裡、 實驗室裡,僅可(kě)供少數上層人作趣味表演,沒有(yǒu)對社會生活産生什麼益處和(hé)影響。但是從富蘭克林寫給 Collinson的(de)信公開發表之後,迅速對歐洲産生巨大影響,特别是避雷針迅速傳播到世界各地(dì),産生了公認的(de)好效果,使廣大的(de)居民群衆認識到電學(xué)科(kē)學(xué)的(de)價值,随之對人們(men)頭腦裡非科(kē)學(xué)的(de)思維觀點也起了積極作用,天電與地(dì)電被科(kē)學(xué)證明是同一(yī)之後,天上雷電之神的(de)威望讓位給地(dì)上人間的(de)科(kē)學(xué)了。

  為(wèi)什麼避雷針的(de)推行(xíng)不是在已有(yǒu) 90 年(nián)電學(xué)研究曆史和(hé)科(kē)學(xué)家衆多的(de)歐洲 ? 而卻在經濟上剛剛起步、 電學(xué)還剛剛開始的(de)美洲 ? 并且發明者又是一(yī)位剛開始涉足電學(xué)的(de)商(shāng)人富蘭克林 ! 這裡有(yǒu)沒有(yǒu)必然性的(de)規律呢(ne) ? 有(yǒu) !

  富蘭克林出生于美洲的(de)波斯頓, 8 歲上學(xué), 10 歲辍學(xué), 12 歲成為(wèi)他哥(gē)哥(gē)的(de)合同工,1731 年(nián)剛 25 歲就創立費城圖書館, 1736 年(nián)又組織起聯合消防公司, 1743 年(nián)這位費城的(de)印刷商(shāng)卻組織起美國(guó)哲學(xué)會, 1746 年(nián) Spence 在波士頓作演講,聽衆之一(yī)的(de)富蘭克林被吸引了,當年(nián) Collinson 博士從倫敦給他寄來各種做(zuò)電學(xué)實驗的(de)“儀器” ,這才開始了他的(de)科(kē)學(xué)生涯,時年(nián)已過 40 歲。隻不過 5 年(nián),他把研究的(de)成果以信的(de)方式寄到歐洲發表,尚不為(wèi)人知之時,他已在美洲創辦起賓夕法尼亞大學(xué)。1775 年(nián) 4 月在波士頓以北(běi)美國(guó)獨立戰争打響,他加入了戰鬥,次年(nián) 7 月 4 日在費城通過了《獨立宣言》,宣布建立美利堅合衆國(guó),他是起草(cǎo)人之一(yī)。他所處的(de)社會環境沒有(yǒu)深重的(de)封建和(hé)神學(xué)的(de)頑固統治,允許無神論的(de)哲學(xué)和(hé)科(kē)學(xué)的(de)自(zì)由發展,自(zì)由争辯競争。而富蘭克林本人又恰恰是懷有(yǒu)進步哲學(xué)思想、 立志為(wèi)公衆的(de)利益而奮鬥的(de)傑出人物,把科(kē)學(xué)當作為(wèi)公衆服務的(de)手段,再加上他的(de)正确的(de)科(kē)學(xué)方法,這幾方面的(de)結合使他不但成為(wèi)美國(guó)曆史上受後人崇敬的(de)政治偉人,而且又是對人類卓有(yǒu)貢獻的(de)受人敬佩的(de)大科(kē)學(xué)家。他轉入科(kē)學(xué)生涯不過 8 年(nián),就在 1753 年(nián) 11 月 30 日榮獲英國(guó)皇家學(xué)會頒發的(de)科(kē)普勒金質獎章(zhāng)。1767 年(nián)英國(guó)物理(lǐ)學(xué)家 J .Priestley 認為(wèi)他把雷電和(hé)普通電統一(yī)起來, “是伊沙克、牛頓以來最偉大的(de)” 發現, 1753 年(nián)英國(guó)對電學(xué)很有(yǒu)創見的(de)學(xué)者 W .Watson 稱: “這些已經給哲學(xué)家們(men)開拓了新的(de)天地(dì)……” 所以研究富蘭克林的(de)科(kē)學(xué)實踐的(de)成功經驗,作為(wèi)借鑒是很有(yǒu)意義的(de)。

  為(wèi)了進一(yī)步弄清避雷針的(de)作用機(jī)理(lǐ),1752 年(nián) 9 月富蘭克林在自(zì)己家中裝上一(yī)套特殊形式的(de)避雷針,經常進行(xíng)觀察。一(yī)支鐵棍固定在煙囪上,高(gāo)出其頂端 9 英尺,在下端接下一(yī)根導線,穿過屋頂處用玻璃管套住以保證與房屋絕緣,導線一(yī)直通到地(dì)上,接在抽取地(dì)下水的(de)唧筒的(de)矛形尖端上,導線在穿過房內(nèi)樓梯間處斷開,上下端分别各裝上一(yī)個金屬鈴,相距 6 �,在兩鈴中央置一(yī)個用絲線挂起來的(de)小銅球,雷雨雲過頂時,銅球就會擺動起來敲擊兩鈴而把上端的(de)電荷傳導到地(dì)下。在上端還挂有(yǒu)用絲線吊起來的(de)軟木小球,這是富蘭克林自(zì)制的(de)檢驗帶電量大小的(de)靜電計,可(kě)以測知過頂雲的(de)帶電強弱。鈴的(de)間距取為(wèi)6 �是考慮到避雷針的(de)保護作用,距離(lí)大于 6 �,閃電就可(kě)能襲擊建築物而不能通過雙鈴導下地(dì)了。

  他利用這一(yī)實驗裝置發現雷雨雲帶的(de)電多半是負電荷。他還觀察到強大的(de)雷雨雲,它使中央的(de)銅球被推斥而遠離(lí)兩鈴,強大的(de)電火花直接穿過兩鈴,甚至形成連續放電,變成手指粗的(de)火柱。經過多年(nián)的(de)仔細觀察,他很謹慎地(dì)指出( 1774 年(nián)) :從避雷針引下的(de)導線要接觸到潮濕的(de)土壤,埋得越深越好,避雷針有(yǒu)雙重的(de)作用,或者由于尖端放電而避免發生閃電,或者它把閃電導入地(dì)下,因此避雷針可(kě)以使建築物避免閃電的(de)災害。這就表明富蘭克林後來修改了最初的(de)看法,避雷針是起了引雷入地(dì)的(de)作用。