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《数理化通俗演义》第三十四回:绝聪明挥毫落纸成魔方,最勇敢举手向天攫雷电

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第三十四回:绝聪明挥毫落纸成魔方,最勇敢举手向天攫雷电

——电的本质的发现上回说到法国化学家拉瓦锡被推在断头台上,虽有许多人求情,可那把无情的大铡刀还是从空而降,这位现代化学的创始者便人头落地。自拉瓦锡死后,他开创的化学事业就和电的发现与研究连在一起,所以我们现在先来补讲一个电的故事。

话说1750年5月,英国皇家学会突然收到一篇论文,说天上的雷电和我们在实验室里摩擦生成的电是一回事,还列举了十二条相同处,如:放光、有声、能点燃易燃物、能杀伤动物等等。还说到电是通过金属的尖端释放传递的,因此为使建筑物免遭雷理,可以在屋顶上装一个尖铁棒,再以金属线接地,电就被引入地下。那皇家学会的会员们大都是天文、力学、数学方面的专家,他们研究的是那些高深的题目,但是化学却是刚刚起步,这电学乾脆就还不算一门学问呢。学会秘书看看这篇文章想,这大概又是什么江湖骗子的法术,再一看作者,是一个十分陌生的名字,寄出地址呢?美洲的宾州,秘书不看犹可,一看随即就啪地一声扔到纸篓里去了。读者,你知道为什么这样?原来那英国当时正称霸世界,无论政冶、经济、科学各方面它都不把别人看在眼里。当时的世界上根本我还没有个美国。美洲大陆原是印第安人在这里世代居住,1492年哥伦布发现这块新大陆,英国便立即派来了探险队。1607年英国又向这里派遣了第一批移民,开始在这里霸占殖民地。就说秘书刚才看到的宾州吧,它原来哪有什么名字,不过是一块荒地。1681年英王查理二世将这块土地赐给一个叫威廉•宾的业主,这样便由此得名了。连这种半开化的地方也配向皇家学会送科学论文?这文章能进皇家学会的纸篓也就算是高攀了。

你道这个大胆送论文的人是谁?他叫本杰明•富兰克林(1706-1790)。当时他虽然名不惊人,可后来他倒成了电学的开门鼻祖。这人聪明绝顶而又极有志气。小时因家贫不能上学,就跟着开印刷所的哥哥当学徒,这倒使他有机会读到许多最新的书。他见几个大人写稿办报,自己也写了稿子,晚上悄悄投到哥哥的门缝里,署名却是莎伦丝•多吉德夫人,有一段时间这些文章天天见报,人们天天议论这才华横溢的夫人,却不见她来领稿酬。他后来大了就独立办报•办厂,但是位那聪明还是多得无处发泄。一个冬夜他外出归来时,抱起床上的小女儿吻一吻,她那小脸蛋竟冻得冰凉!当晚他通宵末睡,天亮时竟发明出一种新式火炉,欧美那种散热率极低的老式壁炉一下就被淘汰了。到现在我们用的铁火炉基本上还是他设计的样子。一天他在家里请客,夫人在厨房里又忙又乱,还烤糊了一只鸡。第二天他就在自己厨房顶上凿了一个洞,上面装了一个小风车,用皮带连着下面的肉叉,制成了一个自动烤肉机。一次乘船,他见船速太慢,就叫水手将货物向后移,船头微微抬高,果然速度大快,他由此又研究了船的快慢与它吃水多少的关系。但是只可惜这里是落后的殖民地,没有像皇家学会那样的科学团体,没有许多科学家可以相互研讨,他只是自己一人摸索。好在他极聪明,发明这些总像玩一样的轻松。

一天富兰克林的朋友洛根前来看他,一进门却把双手藏在背后神秘地说:“富兰克林,今天我让你看一件东西,叫你知道世界上还有比你更聪明的人。”

“当然,世界上聪明人多得很,我算老几?不过我倒想看看你带来了什么聪明玩艺儿。”

洛根将手向前一摊,原来是一本新出的杂志,里面尽是些方格子,格里填满数字。他说:“你看这是魔方格子,那数字不管横加竖加,它们的和总是一致的。”富兰克林不看犹可,一看哈哈大笑:“这有什么了不起,我这里也有几张自制的魔方格子,你看这张,不管横竖都有八个数呢。”附表一:

526141320293645

143625146353019

536051221283744

116595443382722

555871023263942

98575641402524

506321518313447

161644948333217

“你听我给你细说。只要你进了我这个魔方阵里,就总跑不出260去。第一,不管横、竖每行每列的和都是260;第二,你从下面两角的对角各数四个数,成一段折线,则这折线上的八个数的和是260,而每条与这线平行的线上的八个数也都是260;第三,你从上面的两角出发作这么几条折线,其和也是260;第四,你从左边的两角出发,这样数,其和还是260;第五,你从右边的两角出发,这样数,其和仍是260。不信你就试试,保你逃不出这260的网去。”富兰克林说。

“魔高一尺,道高一丈,你这260有什么了不起,你看这张魔方格子,是16个数的正方形,又比你多一倍。它不管横加、竖加、对角加都是2056。”洛根说着真的又翻出一张表来。

这下富兰克林可有点傻眼。不过他并不服气,说:“且慢,现在咱们点燃一支烟,在这烟燃尽前,我立即再给你设计一张也是十六个数的魔方格子。”只见富兰克林抽出支铅笔,在一张空格纸上横填竖写,如点豆种瓜一般。一会儿那支烟还未着完,他便叫:“好了!我这格子纵横相加也是2056,虽对角相加不是这个数,可是只要你在大方格内任意挖出一块16个相连的格子组成的小方格,他们的和也是2056。”(其实这表里有两组数是错的,读者如有心可以一找,但这已是极不易了。)洛根这时方更佩服富兰克林的才智。附表二:

20021723224982540577289104121136153168181

58392672502312181991801671541351221039071

19821923025162738597091102123134155166187

60372852522292201971881651561331241019269

20121623324892441567388105120137152169184

554223102472342152021831701511381191068774

203214235246112243547586107118139150171182

534421122452362132041811721491401171088576

205212237244132045527784109116141148173180

514619142432382412061791741471421151108378

207210239242151847507982111114143146175178

494817162412402092081771761451441131128180

19622122825342936616893100125132157164189

6235303254227222195190163158131126999467

1942232262552313463669598127130159162191

6433321256225224193192161160129128979665

暂时不说富兰克林与朋友拼方格斗智,却说1745年11月科学史上出了一件值得纪念的大事。荷兰莱顿大学的教授穆申布勒克和他的朋友阿利曼特•库诺伊斯做了一个有趣的实验。他们先用摩擦机生成电,再用金属丝把电引入玻璃瓶内,可以看见闪电的火花。于是这三人就想,能不能将电保存起来呢?他们将瓶内灌满水,接通导栈,再继纽摇动摩擦机,却看不见一个火花。这时库诺伊斯像是要把电捞出来来一样,一只手端起瓶子;另一只手到水瓶里去探摸,突然他大叫一声,觉得右臂一阵麻胀,猛然缩回手来。可以说这库诺伊斯一下便占据了一个世界第一:他是世界上第一个被人工电打着的人。穆申布勒克立即由此得到启发,将玻璃瓶贴了锡箔制成了能保存电的瓶子。

真是说者无心,听者有意。穆申布勒克等人只是想实验一下摩擦主电,而富兰克林听说了这个实验,1746年到波士顿看望老母亲时,又亲眼看到了这种实验,这聪明人立即想到天上的雷电经常打死人畜,也能放出闪光,天上地下的两种电是不是一回事呢?这年富兰克林已经整整四十岁了,而且已经成了当地恨有名气的出版商,当上了州议员,可是在科学发现的诱惑下,他立即又像变成了一个十几岁的孩子。自从波士顿探亲回来后,他的妻子就成天抱怨她的厨房里再也不得安宁了。

盐、钵、醋罐常会不翼而飞,被富兰克林拿去“生电”。这还不算,富兰克林每天还冥思苦想着,怎样在打雷下雨时把天上的电引下来,好亲眼看看,亲手试试。可是在当时,雷电是天火啊,谁敢这样去想?妻子听说富兰克林竟敢有这样的狂想,一边桌前枕边地苦劝他不要去冒犯上帝,一边又在背后虔诚祷告,求上帝千万原谅自己的丈夫。

1752年6月,终于盼来了一个大雷雨的天气。这天下午富兰克林正在家里摆弄着那些瓶瓶罐罐,金属导线,突然一阵风扑来,窗户被摇得嘎嘎直叫,窗帑飞起如一面狂舞的大旗。他探头一看,见西边天上的乌云就如泼了一天墨汁,如浪如涛般地压了过来。他不觉喜上心头,忙叫一声:“威廉,准备行动。”一会儿就领着儿子,架着一架用丝绸制成的大风筝迎着狂风向野外奔去。

富兰克林选了一块广阔的草地,将风筝向天空徐徐放去。渐渐地一张桌面大的风筝已变成一本书似地一个小点,又像是升向云海里的一叶小舟,被颠着、摇着,在远处怯生生地回望着自己的主人。突然一道闪电劈开云层,在天空划了一个“之”字,接着嘎蹦一声脆雷,那如铜钱般的雨点就瓢酒盆泼般地倾了下来。富兰克林转身一看,草地上正有一间牧人用过的旧房,忙招呼儿子站到房门里,让他拉紧风筝线,这样靠近手的一节线就不会因淋湿而导电。这一切都是精心设计好了,风筝是绸子制的,不怕雨淋,线是麻绳很结实,靠手的一节又换成绸带,不导电,麻绳与绸带间用金属线挂一把铜钥匙。富兰克林站在屋檐下紧张地注视着西边的天空,只见电光闪过一道又是一道,雷声一声更比一声辨亮。他想,这些云海里的“天火”今天不知肯不肯乘我的这个风筝小船来到人间作一回客。多少年来人们与它要不就是隔天遥望,要不就是被它的震怒吓得关门闭户,还从没有过一次促膝相见,握手言欢呢。他正这样想看,突然威廉大叫:“爸爸,快看!”他顺着儿子的手指一看,那拉紧的麻绳,本来是光溜溜的,怎么现在突然怒发冲冠,那些细纤维一根一根都直竖起来。富兰克林到底聪明,他眼睛一转,突然高兴地喊道:“天电引来了!”因为毛皮摩擦带电时细毛也会竖起,这说明风筝线上已有电了。他一边嘱咐儿子小心,一边用手握成拳头慢慢接近那把铜钥匙。突然他像被谁推了一把,跌倒在地上,浑身发麻。他顾不得疼痛,也不知道害怕,喊着:“是他来了,他乘着风筝下来了!我们握手了!”(还算富兰克林幸运,第二年一个叫李赫曼的俄国人也学着富兰克林做这个实验,当场就被电打死了。)当富兰克林从地上一骨碌爬起来,将带来的莱顿瓶接在钥匙上,果然这瓶里保存了电,而且这电也有火花,可以点燃酒精灯,可以用它做各种电气实验。天电、地电原来一个样!一会儿雨停云散,富兰克林收了风筝,和儿子抱着藏有雷电的莱顿瓶,就像钓到一条大鱼一样高高兴兴地回家去了。

且不说富兰克林回家后妻子怎样地埋怨,怎样诉说她在家里担惊受怕。他一回家就爬上房顶竖起一根数丈长的铁棒,下面连上铜线,一直伸到土里。这便是世界上第--个避雷针。聪明的富兰克林,从风筝引电想到房顶上用铁棒引电,再直接导入地内,房屋自然不会遭雷击了。于是这个小小的避雷针立即风靡一时,传到英国、法国、德国.,传遍欧洲、美洲。凡高一点的房子都安上了这个装置。这根小针不知救了多少人的命。

面对这一事实,1756年,那个当初对他的论文连看都不愿看一眼的英国皇家学会,在富兰克林没有办申请手续的情况下,就主动授予他皇家学会正式会员的称号。

富兰克林发明的那根通天小针传到世界各地我们且不细说,单说它传到英国却又引出一段奇怪的故事。前面我们说过,那美洲本是英国的殖民地,英国对美洲人民只知掠夺、压迫,那顾他们的什么利益。所以美洲的一些州就联合起来向英国抗争,并且派富兰克林作为代表去伦敦谈判。这种谈判拖了很长时间毫无结果。1776年乾脆爆发了一场烛立战争,富兰克林也是独立宣言的五位签字者之一。那英王眼见美洲十三个州联合起来,用武力将自己的势力一天天地挤了出来,成立了美利坚合众国。可是,隔着一个大西洋,鞭长莫及,气得又是咬牙,又是跺脚,想方设法要出这口恶气。一天,英王乔治三世在宫前草坪上散步,正生着闷气,一抬头看到克攸王宫顶上那根尖尖的避雷针,不由又想起富兰克林这个闹独立的罪魁,便立即把大臣们召来发狠道:“富兰克林带领美洲人造反了,我们还用他发明的避雷针,真是不顾国趾,你们难道就能咽下这口气?我命令,从明天开始把全国的避雷针都拆掉!”

“陆下,这避雷针可真的是一件有用的东西,自从装上它,全国的雷击事件就基本绝迹了。您忘了,我们的火药库还是您亲自组织人装针保护的。”几个开明些的大臣连忙据理解释。

“那就把针的尖头改成圆球形的。反正不能照富兰克林那个样子。自古以来,圆就表示完美无缺!”

“可是圆的不如尖的能引电啊!”

“我是国王,我说圆的好,就是圆的好!”大臣中有那不懂科学的,就极力奉承,有那知道个中利害的,就连忙去英国皇家学会,请他们出面说句话,这时皇家学会的会长正是普林格尔,他一听这事真是哭笑不得,连忙进宫来见英王说:“陛下,许多事情都得听您的,可是这事涉及自然规律,实在不能照您的话去办啊。”

国王一听更是暴跳如雷:“在别国我可以不管,只要在英国,自然规律也要听我的!想不到你身为皇家学会的会长,竟不顾国家荣誉,也替富兰克林说话!现在有两条路由你选,要么以你的名义发表声明,说避雷针制成球形最合理,要么我就撤掉你这个会长的职!”

正是:

自然规律算什么!

是尖是圆由我定。

令出如山谁敢抗?

怎奈雷电却无情。

普林格尔原以为他进宫一劝,国王就会收回成命,再不干这些蠢事,谁知连他自己也被牵连了进去,不觉脑门上沁出细细的一层汗珠。毕竟结果如何,且听下回分解。