本杰明·富兰克林

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富兰克林(Benjamin Franklin,1706~1790)是美国著名的科学家、社会活动家、政治家、外交家、哲学家、文学家和航海家以及美国独立战争的伟大领袖。他参与了多项重要文件的草拟,并曾出任美国驻法国大使,成功取得法国支持美国独立。他一生最真实的写照是他自己所说过的一句话“诚实和勤勉,应该成为你永久的伴侣。”

人物生平

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富兰克林8岁上小学,聪明、好学,成绩突出。因为家境贫困,10岁就退学,跟着父亲学做肥皂和蜡烛。12岁的时候,到哥哥詹姆士的厂里当印刷工。在这期间,他博览了许多有名的著作,不仅获得了丰富的科学文化知识,而且养成了良好的自学习惯。15岁已能写得一手好文章。1723年离开波士顿,到费城一家印刷厂当工人。后来去英国学艺,回国后制造成北美第一台铜版印刷机。1727年富兰克林组织了青年自学团体“共读社”,在这个基础上,于1731年创办了北美第一座图书馆。1743年富兰克林在费城创建了美国第一个科学团体“北美增进有用知识哲学会”。1746年富兰克林开始走上了研究电学的道路。1748年他出卖了他的印刷所,把全部时间致力于电的实验。1753年富兰克林发明了避雷针。同年,因为他在电学方面的出色成果,荣获英国伦敦皇家学会授予的科普利金质奖章。

1754年富兰克林取得美国麻省坎布里奇大学(现在的哈佛大学)文学硕士学位。1756年富兰克林被选为英国伦敦皇家学会会员。在美国独立战争期间,富兰克林积极参加反英斗争,参与1776年美国《独立宣言》的起草工作。1769年当选为美利坚哲学会会长,一直连任到他去世之日。1772年他还当选为法兰西科学院的外国院士。1776到1785年出使法国,促成1778年法美同盟的缔结。1787年被选为制宪会议代表,极力主张废除农奴制度,为解放黑奴作出了很大贡献。

1790年4月17日,富兰克林病逝于费城。

家庭生活

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本杰明.富兰克林的父亲若西亚.富兰克林(Josiah Franklin)生于1657年,是英格兰北安普顿郡的一个铁匠家庭之子。母亲艾比亚.富尔家(Abiah Folger)则是在1667年时出生于一马萨诸塞州波士顿的学校教师家庭。若西亚.富兰克林于1677年在英格兰首次结婚,生下数名儿女后,在1683年举家离开英格兰移居波士顿,以售卖杂货为生。之后他首任妻子去世,再娶的妻子艾比亚在波士顿生下本杰明.富兰克林。

本杰明.富兰克林与Deborah Read以普通法婚姻(Common-law marriage)关系结合。富兰克林与Deborah Read在1724年曾订过婚,因为女方家长反对而未能实现,Read另嫁他人。后来Deborah Read被丈夫遗弃,其夫从此不知下落,依照当时法律,Read一辈子没有再婚的自由。因此本杰明.富兰克林与Deborah Read终身不能循合法形式结为夫妻。

但是本杰明.富兰克林另有一名私生子William Franklin,生于他与read结婚之前,生母不详。后来Deborah Read及本杰明.富兰克林将其抚养长大。

科学成就

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富兰克林对物理学的贡献主要在电学方面,是探索电学的先驱者之一。

1.说明各种电现象的理论,最早提出电荷守恒定律。

就在一个简单的放电实验中,富兰克林取得了第一个重要发现。他让A、B两人分别站在木箱上,用莱顿瓶分别使他们带上玻璃电和松香电,又让A、B向站在地上的第三个人C放电,结果都有火花闪现。但是如果A、B带电后先互相握手,再向C放电,结果都没有火花闪现。富兰克林由此发现玻璃电和松香电可以互相抵消,于是总结出电荷有两类,他把玻璃电叫做正电,把松香电叫做负电,分别用“+”、“-”符号来表示。并提出了电的单流体学说,他认为:每个物体都有一定量的电,电只有一种。摩擦不能创造出电,只是使电从一个物体转移到另一个物体上,它们的总电量不变。物体上带过量电的称为带正电,不足的称为带负电。由于这些概念的引入,使电成为可以定量的物理量了。

2.揭开雷电现象的秘密,制作了避雷针

在1749年到1751年间,富兰克林仔细观察和研究了雷、闪电和云的形成,提出了云中的闪电和摩擦所产生的电性质相同的推测。1752年他在费城进行了震动世界的电风筝实验:在雷电交加的情况下,利用风筝将大气电收集到莱顿瓶中,使其充电,由此证明了他所提出的“闪电和静电的同一性”的设想。根据这一理论和他对尖端接地导体放电现象的发现,1750年提出了关于避雷针的建议。这一建议首先于1852年在法国马利大学得到应用。避雷针的发明不仅可以防止闪电所招致的严重危害,同时也破除了迷信,揭示了自然力的真实性质。

3.在工艺制作等方面的成就

富兰克林还发明了双光眼镜、宾夕法尼亚火炉(一种节约木材的炉子)、电轮(电动机的雏型)等等。

趣闻轶事

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1.用拴钥匙的风筝捉天电

18世纪中叶,科学还没有揭开雷电现象的秘密,人们常把雷电同上帝发怒联系在一起。富兰克林是不信上帝的,他想揭开这个奥秘。1752年有一天,富兰克林正在用一连串莱顿瓶作实验,在一旁观看的妻子里德不小心碰了一下莱顿瓶,顿时电光闪起,她尖叫了一声倒在地上。富兰克林扶起妻子之后,为刚才发生的轰响和电光吸引住了,他联想到雷闪现象中的雷声和电光,于是设想天上的电很可能和地上的电是一样的。为了证明天电和地电是同一种物理现象,他设计了一个著名的捉天电的风筝实验。

1752年7月的一个雷雨天,富兰克林和儿子威廉一起来到野外,在一个棚子附近放起风筝来。这是一只特殊的风筝:用两根很轻的杉木条做成一个十字架,把一块丝绸手帕的四角扎在十字架的末端。一根尖细的铁丝固定在十字架上同水平方向垂直的木条的一端,使铁丝向上伸出一英尺或更多些;在牵引风筝的线的末端,系有丝绸带,再在丝绸带同风筝线相连结的地方,拴上一把钥匙。富兰克林用一只莱顿瓶来收集天电。在一次雷闪中,风筝线上的绒毛头竖了起来,同时钥匙和富兰克林的手指间闪出一串电火花。这时候受到猛烈电击的富兰克林忘却了雷击的痛苦,欣喜地向身旁的儿子喊道:“我受到电击了!现在可以证明:雷闪就是电。”接着,富兰克林通过钥匙,使莱顿瓶充了电,用来做电气实验。就这样,他终于揭开了雷电现象的神秘面纱,原来天电和地电是完全一样的。

2.避雷针的实验

费城实验证实了雷电既不是什么上帝之火,也不是什么毒气爆炸,而是自然界里一种大规模的放电现象。消息传开来,引起了世界性的轰动效应,欧洲大陆的许多科学家都重复了这类实验,俄国物理学家里赫曼还在实验时被雷击中牺牲了生命。消息传来,富兰克林十分悲痛,又不胜感慨。原来早在几年之前富兰克林就设想了可以在建筑物的屋顶上装置尖端的铁杆,它就会把雷电引入能容纳大量电荷的大地,从而保护建筑物免遭雷击。他把这种想法写成论文,寄给了英国皇家学会,受到的却是一阵嘲笑。有的说:“他竟想把上帝和雷电分家,真是痴人说梦。”还有的说:“美洲的土包子也想研究科学,可笑。”现在他不再去理会这些讽刺和奚落,决心走自己的路了。他去铁匠铺定做了一根3米长,顶端尖尖的细铁棒,把它安装在自己家里的烟囱顶上。铁棒的下端栓上金属线,然后把金属线沿着楼梯,引到屋子里的金属水泵上,这水泵是通向地下的。他想,从烟囱顶上引下来的电,就会乖乖地泄流到地下去。为了能够知道有没有电荷通过导线流入地下,接着他又把屋里那段金属线分成两股,两股线相隔一段距离,各挂上一个小铃,如果金属线上有电流通过,两只小铃由于受到相互吸引力的作用就会晃荡起来发出叮当的响声。

一天下午,雷声隆隆,电光熠熠。富兰克林在屋里紧张地观察着自己精心设计的试验结果。每当天空出现一道强烈的闪电,那系在金属线上的铃就不住地左右晃动,小铃铛发出了一阵阵清脆悦耳的音响。富兰克林笑了,他知道避雷装置正在把天空中的大量电荷送入地下,试验成功了。

3.成功的秘诀在于勤奋自学

富兰克林的业绩遍及十九个科技领域。例如,他从实验中发现,深色对阳光吸热大,浅色对阳光反射强,就提出冬天要穿深色衣服,夏天宜穿浅色衣服。1742年富兰克林发明了一种新式取暖炉,由于它省燃料,热效高,很快得到推广,人们叫它“富兰克林炉”。他发明的双焦距眼镜既可以看近处,又能够看远处,深受老年人的欢迎。他还用玻璃杯研制成一种“玻璃琴”,据说象贝多芬(1770—1827)、格林卡(1804—1857)、莫扎特(1756—1791)等大作曲家都为这种乐器谱过曲。

富兰克林只上过两年小学,怎么会有这样渊博的知识?原来他成功的秘诀就在于勤奋自学。富兰克林常说:“读书是我唯一的娱乐。”富兰克林当印刷工的时候,天天和书打交道,读书上了瘾。他结识了几个其他书店的学徒,也经常带一些新书给他看。为了不露破绽,书一点也不能弄脏;同时,晚上借的书,必须在第二天早上送还。因此,他经常在自己的房间里读到鸡鸣天晓。一到星期天,为了抢时间,富兰克林总是想方设法逃避去教堂做礼拜。有时候为了抓紧读书,连吃饭也成了累赘,于是,面包片或者饼干,再加一杯白开水,就是他的正餐。富兰克林积极组织“共读社”,创办图书馆,有人觉得不可理解。富兰克林却深情地说,正是图书馆“补足了我失掉的高等教育”。

4.名垂青史

富兰克林的贡献世人皆知,在他与世长辞后,遵照他的遗嘱,墓碑上刻着“印刷工富兰克林”。

5.至理名言

“你热受生命吗?那么别浪费时间,因为时间是组成生命的材料。”

“经常使用的钥匙是锃亮的。”

6.谁最早发明的避雷针?

我们的祖先远在富兰克林之前就发明了避雷装置,并在实践中应用。据“后汉书”记载,一次当时的重要宫殿未央宫和柏梁台遭雷电袭击发生火灾不久,就有一位名叫“勇之”的方士向汉武帝建议,在宫殿的屋脊上安装“鸱鱼”来防止灾难。此后两千年来,我国古建筑的屋脊上大多安装了这一类金属瓦饰,有的是龙、有的是飞鱼和雄鸡。虽然它们形状各异,却都有尖状物指向天空。尽管没有引导线与地面连接,但大雨淋湿的屋檐和墙壁,自然起到了接地的作用。由于这类瓦饰高于建筑物之上,即使是猛烈的落地雷,也通常只是击毁了瓦饰而保全了建筑物主体。

大约在三国时期,工匠人们已经意识到接地的重要,他们在建造远远高于一般建筑的古塔时,顶部安装了钢铁制造的“葫芦串”,自然着眼于避雷的目的。而且还把它与涂了金属粉末容易导电的塔心柱连接起来,柱的下端又设置了贮藏金属的龙窟,组成了一套十分完整的避雷装置。如江苏省高淳县的保圣寺塔始建于公元229年的三国时期,塔高31.5米,远远高于周围的建筑群,由于塔顶安装了4米高的铁制古刹,由覆钵、木轮和宝葫芦等部分组成,至今历经千年风雨而从未遭雷击。明代,由金属杆、接地线组成的完整的避雷装置也出现了。明初工部侍郎萧询在《故宫遗事》一书中记道,他亲眼看见当时北京万寿山(今北海公园琼岛)绝顶的广寒殿旁“设有铁杆,高数丈,上置金葫芦三个,引铁链于地”,据说是为了“镇龙”,其实是为了“防雷”。1688年西方传教士马卡连来华,在《中国札记》上写道:“中国有些建筑物的屋顶上有一种叫做龙的装饰物,它头部仰向天空,张着嘴。这些怪物向上伸出的舌头是根尖端的金属芯子,另一端和埋在地下的金属相接,能让雷电跑到地面去而不伤害建筑物。”就按这位西方人的记载来算,也要比富兰克林早了70余年.

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编辑次数:1次 更新时间:2014-10-14 创建者:国搜百科

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