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闪电教堂和通电的绵羊(第2页)

富兰克林建议研究者将一根铁棒升起到三十至四十英尺的空中,底部绝缘以保证电流不会逃逸到地面,然后等待坏天气的到来。这根铁棒将作为一个大气电流的收集器。如果风暴云从头顶经过,使它被通上了电—这可以通过铁棒上能引出电火花来证实—将证明闪电云的电属性。实验相对而言较为简单,但是也极为危险,这就像要求被闪电击中一样。富兰克林对危险轻描淡写,但他并没有急于在闪电云中间戳一个洞出来。反倒是两名法国的绅士,孔德·德·布丰和托马斯·弗朗索瓦·达利巴尔读到了他的想法,并决定把它付诸行动。

布丰和达利巴尔把实验安排在距离巴黎不远的马尔利城进行。他们小心地按照富兰克林的计划,将一根铁棒升到四十英尺高的空中,铁棒升起的位置在一座哨所岗亭外面,而研究者可以站在岗亭里面以保护自己不受伤害。但正像富兰克林一样,他们选择不去承受不必要的危险。

取而代之的是,他们找到了一位年老、和善,想必也不怕被牺牲的当地居民—夸菲耶先生,然后告诉他该做些什么。他们拍拍他的背,愉快地说:“如果有效记得告诉我们!”然后就返回了安全的巴黎。

夸菲耶日复一日照着他们的话,坐在岗亭里等待坏天气的到来。终于,在1752年5月10日,他的耐心得到了回报。灰色的云层翻滚而来,可以听到巨大的雷鸣声。他迅速冲进岗亭,小心翼翼地向铁棒伸出一根绝缘的铜线,紧接着就听到了噼啪的噪音,一个巨大的电火花从铁棒跳到了铜线上。夸菲耶兴奋地大嚷起来:“有效了!有效了!”马尔利修道院的院长听到他的喊声,以为发生了什么糟糕的事。他抛下自己正在读的书,赶过来要帮助夸菲耶,身后紧跟着一群教区的居民。修道院院长发现这位老人没有受伤后大松了一口气,他们两个人在接下来的十五分钟里满心激动地从电极上吸引电火花,直到这场暴风雨过去。

值得赞扬的是,富兰克林在此之后很快做了另一个实验,这个实验以风筝取代铁棒而闻名。尽管有许多图画,展现了风筝被闪电击中的场景,但从未发生过这回事。就像法国的铁棒一样,他的风筝只是从大气电流中获得了电。富兰克林称他在风筝线底端绑了一把钥匙,他伸出指关节靠近钥匙,受到了一次强烈的电击。他很幸运没有受更严重的伤,但是其他人就没他这么幸运了。1753年8月,格奥尔格·威廉·里奇曼教授在俄罗斯圣彼得堡做该实验另一个版本时,一个闪电劈死了他,富兰克林在他的报纸《宾夕法尼亚报》中指出,里奇曼的死是一个悲剧,但是他补充说:“然而这次令人难过的事故确认了关于闪电的新学说。”数年后,化学家约瑟夫·普里斯特利评论说:“任何科学家都应该因以‘如此辉煌的方式’死去而感到幸运。”

确认闪电的电属性令富兰克林在全球声名大噪,赞扬和奖项不断地降临在他头上。皇家学会颁给他科普利奖章,这相当于18世纪的诺贝尔奖。而德国的哲学家伊曼努尔·康德甚至宣称富兰克林是“现代的普罗米修斯[12]”。

雷电屋和铜制**

现在,人们终于知道诸神的怒火是怎么回事儿了,他们即刻便开始解放自己内在的闪电之神。其做法是在微缩村庄上降下闪电。微缩模型被称为“雷电屋”。它们本质上是玩具房屋,经常被造成小教堂的样子。通过诸如莱顿瓶等电设备放出的电火花添加一些假闪电,然后砰的一声!电击将木质的嵌片炸飞出来,就像房子爆炸了一样。还有更戏剧化的版本,用火药来制造真实的爆炸。有时候还会为了好玩在模型中加入微缩小人。比如,1753年,富兰克林的朋友埃伯纳泽·金纳斯利,在广告中宣传了一个他新建成的雷电屋,其特点是一束人造闪电“会击中一处小房子,然后向一个坐在椅子上的女性小人打去,然而她会被保护而不受伤害;但另一个站在旁边,看起来离危险很远的黑人形象的小人,却会受到严重影响。”

雷电屋使研究者得以用激动人心的方式演示闪电的作用,同时也使他们能够展示其新获得的能力—保护建筑不受危害,这得益于富兰克林的另一个发明:避雷针。一个电火花可以令一座雷电屋爆炸,但是用电火花击打一座得到细小的避雷针保护的微缩房子,电流则会无害地逃入地下。

设备和模型很快就变得更加复杂起来。1772年,一位伦敦的纺织品商、电学爱好者威廉·亨利认为,如果闪电来自一个真实的云朵—或者看起来类似的东西—将成为一个很不错的修饰。于是他用“最大个头的小公牛的**”制作了一个假云朵,**得自他“足智多谋的朋友”考文垂先生。考文垂先生给牛的**镀了一层铜,随后把它吊在一根木梁上。亨利给镀铜的**充上很强的电,然后用一根铜棒接近它。他这样做时,**“以完整而强有力的电火花”释放出电流。“释放**的内容物”这句话由此有了全新的解释。

根据类似的方法,丹麦科学家马丁·范马鲁姆用充满氢气的**制作了人造云朵,飘在他实验室的半空中。他给一朵云加了正电,给另一朵加了负电。当它们飘近彼此时,一个电火花从一朵云跳到了另一朵云上。有时,为了娱乐观众,他还在两朵通了电的云中间升起第三朵没有通电的云。当一个电火花穿过它时,它会发生令观众满意的爆炸。

1777年,对模型的这种狂热达到了**,在伦敦工作的研究者本杰明·威尔逊造出了一个能生成闪电的装置,长一百五十五英尺,用绳索挂在距地面五英尺高的地方,他将它安置在牛津街的一座舞厅“万神殿”[13]里。由于这一闪电装置个头太大,难以移动,他转而将微缩房屋移向机器,用一根棍子将房屋推近,直到叉状的闪电打下来劈中房屋。

浪涌发生器和现代朱庇特

即使18世纪的闪电模型制作如此精心,研究者们仍然能强烈地意识到他们模拟出来的闪电比起自然界真正的闪电力量,不过是烟花爆竹的程度罢了,他们并不知道如何制造更大的闪电。但是渐渐地,随着时间的推移,19世纪电学的发展弥补了这一缺憾。19世纪30年代,第一台电磁感应发电机被发明出来,能够比18世纪的静电设备生成大得多的电力。1882年,托马斯·爱迪生,正如我们已经看到的,在纽约市建成了第一座商业发电厂。随后在19世纪90年代,尼古拉·特斯拉在结束了和威斯汀豪斯的雇佣关系之后,作为独立发明家迈出了自己的一步,建成了大型变压器,这个设备能够在他的实验室里放出一百英尺长的电弧。

有一张著名的照片,展现了特斯拉平静地坐在变压器旁边的椅子上的场景:他若无其事地读着一本书,同时头顶上舞动着巨大的电火花。遗憾的是,这个画面并不是真的。这是用多重曝光制造出的画面,如果真的离电弧那么近,会要了他的命。而且,尽管特斯拉的电弧看上去十分震撼,并且电压很高,但其实电流强度很低,因此离真正的闪电还差得远。科学家仍未造出一台机器,并生成与闪电威力相当的电弧。人类对这一自然力量的掌控尚未实现。

接下来的二十年是电气的黄金时代。输电线蜿蜒穿过乡间,沿着仔细规划的路线将电力输送到城市和乡镇。电气设备—烤箱、电灯和收音机—在家庭中出现,发出让人放心的嗡嗡声。电这只“怪兽”被驯服和转化成为家庭的仆人。这些成就达到顶峰的标志性事件发生在1922年3月2日,这一天,通用电气公司在其纽约州斯克内克塔迪市的实验室内,发布了全世界第一台真正的人造闪电机器,该机器的技术名称为“浪涌(或脉冲)发生器”,它有两层楼高,看起来像一位疯狂科学家用发电厂的零件拼装出来的机器。上面有数层由金属杠固定住的覆箔玻璃板,一排排的真空管、绝缘器,还有其他看起来很神秘的装置。前方和中央有两个巨大的铜制球体立在木桩上。这两个球体之间构成了“球间隙”,闪电就将在这里发生。

在浪涌发生器旁站着自豪的发明者,查尔斯·普罗蒂厄斯·施泰因梅茨。他是个相貌奇特的人,当他站在如此壮观的机器旁边时这一点尤其明显。他得了侏儒症,身高只有4。5英尺。他还有驼背和髋关节发育不良的毛病,这使得他的躯干和双腿以一种别扭的角度弯曲。

为了完整描述他的外貌,不能不提他长着浓密的胡须,戴着夹鼻式眼镜,嘴里总是叼着一根雪茄烟的样子。尽管施泰因梅茨身体残疾,他的头脑却极为聪明。自1889年从德国移民美国之后,他成了通用电气最具价值的员工,他写出了能让工程师们理解交流输电的数学公式。有传言说,通用电气甚至不付月薪给他:只要他提出要求,他们就会递现金给他。传言并不是真的,但他确实有很高的收入。他的财富令围绕他的争议进一步加剧了,因为他同时还是坚定的社会主义者,曾经向弗拉基米尔·列宁提供电气服务。

斯克内克塔迪市的实验室内,施泰因梅茨在他的闪电机器前踱步。此时记者在笔记本上速记着,摄影师在拍摄照片。他向听众夸耀着其发明的强大力量:

在实验室里,我们建成了一台闪电发生器,能够放出一万安培的电,电压在十万伏特;这相当于超过一百万马力的功率,持续十万分之一秒。尽管这不过是自然界闪电能量的五百分之一而已,但它能向我们展示真实闪电那样的爆炸性、撕裂性、粉碎性的效果。

像一名真正的表演者那样,他摩擦着双手迈步向前来展示其威力。他拉下一根控制杆,巨大的机器充电的同时发出响亮的嗡嗡声。记者们紧张地向后退步。有些人用双手捂住了耳朵。突然间闪过一阵炫目的光,叉状闪电从球间隙跃出,打中了放在中间的木块。一声震耳欲聋的巨响摇撼着实验室,一股灰烟腾起来。当尘埃落定时,记者们可以看到那块木头消失了—被闪电气化了。它的碎块落到了二十五英尺远的地方。

其他用闪电击打的物件包括:一棵小树,几段金属丝,以及一座村庄的模型。第二天,激动的媒体报道了此事,几乎每份报纸都称赞施泰因梅茨为“现代朱庇特[14]”。《纽约时报》甚至将这个绰号放进了头条标题中:《现代朱庇特随心所欲地放出闪电》。本杰明·富兰克林不过得到了普罗米修斯的名字。施泰因梅茨则直接获得了宙斯的身份。这种称谓不过再一次加剧了围绕他的争议而已,因为他曾坦言自己是一名无神论者。

在接下来的一年里,施泰因梅茨去世了—并不是像萨尔摩纽斯王那样死于闪电,而是在睡梦中死于心脏病发作。出身于意大利的研究者朱塞佩·法乔利在通用电气接手他的研究,很快将闪电机器的输出功率提高到原先的两倍,使之能生成两百万伏的闪电。和施泰因梅茨一样,法乔利也身患残疾,但是施泰因梅茨尚能走路(有些困难地),法乔利却只能坐轮椅。不管他想去哪儿,都有一名个人随从推他前往。《纽约时报》认为两位现代闪电大师都身患残疾是一个有趣的巧合。“对施泰因梅茨而言,”报纸中写道,“他身体上的缺点似乎突出了而非削弱了其强大的精神能量。两个人似乎都从他们控制的巨大力量中吸纳了某种有活力、强有力的东西到体内。”

尽管身患残疾,法乔利是个偏爱冒险的人。他喜欢在闪电机器运转的时候,尽可能凑近机器。他告诉记者:“当你离这么近时,你会感觉到胡须因为电流而飘起来,很有意思。”在通用电气位于马萨诸塞州皮茨菲尔德的实验室里,他的工程师们建成了整个村庄的模型,他们向模型浇下人工雨,打下闪电。闪电来回劈打,不断重复地击中一座微型的教堂,直到最后,一名英国来访者站了出来,认为不断打中教堂是法乔利特意地安排,用来表达对宗教的抗议。“但是我要说,”来访者抱怨道,“你不觉得这有点儿亵渎神明吗?”现有的记录没有任何提及法乔利宗教信仰的内容,但是他曾是施泰因梅茨的密友,因此他很有可能一样对宗教抱持怀疑主义态度。然而,他完全没有击中教堂的打算。

他向来访者解释,教堂尖顶会反复被击中,仅仅因为它给闪电提供了最快逃逸入地的路径而已。

年复一年,人造闪电的力量在不断增长。到了1929年,皮茨菲尔德实验室已经在制造五百万伏的人造闪电了。1939年,在纽约举办的世界博览会上,通用电气发布了一台可以放出一千万伏闪电的机器,所制造的闪电可以跃过三十英尺的间隙。机器高三十四英尺。而且为了向其最初的发明者致敬,放置它的大厅名叫施泰因梅茨大厅。该机器是整个博览会上最受欢迎的展品,吸引了七百万访客前来参观。人们坐在木制长椅上,观看闪电的爆炸和劈刺。海伦·凯勒也是访客中的一员,尽管她耳聋目盲,但仍然受到了强烈的触动。她之后写道:“这前所未有地触动了我,给我一种感觉,人类虽然脆弱却不屈不挠,竟掌握了如此惊人的手艺,能够投出冒火的闪电。我坐在这里,紧张却欢欣,另一个奇迹降临了。闪电对我说话了!—不,它在用管风琴一样的轰鸣声唱歌,歌声穿透了我的整个身体。”

通电的绵羊

如今,在全球各地的工业实验室里,仍然可以看到施泰因梅茨浪涌发生器的后继型机器。它们经常被用来测试需要具备抗闪电袭击特性的物体,比如绝缘体、飞机部件,以及教堂的尖顶。但是在最近的几十年里,发生器还被用来指向一种更不同寻常的目标:绵羊。

绵羊和闪电拥有漫长交织的历史。这种动物曾经是(如今仍然是)闪电袭击的受害者(经常性的)。1939年在犹他州筏河山区,一道闪电把一侧山坡上相互靠得很近的八百三十五只羊全数击倒。当数千年前类似的场面发生时,人们一定在心里将绵羊和闪电联系到了一起。有证据表明,古代人类得出了结论,认为负责闪电的神明喜欢绵羊,因为在很多不同文化中,绵羊都成了人们选中的献祭品,用来平息闪电之神的怒火。

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