科学建立在确凿证据的基础上,但具有讽刺意味的是,我们讲述的许多关于科学家及其实验的故事并没有太多事实依据。
苹果掉到牛顿头上没有突然刺激他的重力观念;达尔文的进化论没有成立在雀类的喙上。
本杰明·富兰克林当然不是通过在暴风雨中放风筝而发现电的。
很难想象一个伟大的科学头脑站在空旷的田野里,试图吸引一道闪电一把没有任何绝缘或保护的金属钥匙——更不用说一把会让孩子陷入危险的钥匙了。
但这就是富兰克林风筝实验的许多插图(包括下面的插图)会让您相信的。
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这些图像并不是为了教育目的,但它们广泛出现在教科书、纪录片中,甚至伦敦皇家学会等科学机构中。
科学历史学家布雷诺·阿西奥利·莫拉 (Breno Arsioli Moura) 希望澄清事实。
在圣保罗研究基金会和巴西 ABC 联邦大学的支持下,他分析了 19 世纪富兰克林风筝实验的七幅插图。
不准确之处令人发笑。
这些画面,他说,主要基于二手证据,并提出“有关电力传输、导体和绝缘体的作用以及实验者保护的严重错误”。
首先,尽管你可能记得在学校里被告知,富兰克林从来不希望闪电击中他的风筝。即便如此,他也会知道致命的后果。
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不,这个实验是富兰克林精心设计的,目的是确定“含有闪电的云层是否带电”。科学家们已经知道了电。
富兰克林只是想证明上面的云层存在环境电荷。
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著名科学家小心翼翼地隐藏在掩体中建议如果有人在暴雨期间用金属杆放风筝,天空中的电流就会沿着被雨水浸湿的风筝线传输到附有的金属钥匙。
一根丝线将放风筝的人与电力分开。然而,当他们将手指靠近金属钥匙时,他们应该能够感觉到微小的火花。
这个著名的实验在逻辑上是合理的,但富兰克林是否真正实施过这个实验还不得而知。
这位科学家在他的自传中几乎没有提到风筝的想法。相反,他主要谈论“哨兵箱”实验,这是一个类似的想法,依赖于一根伸向天空的大金属棒,连接到附近避难所的一根小电导体。
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“有两点很重要,”解释莫拉。 “该实验不是在暴风雨期间进行,以利用雷击,并且该杆不会接地,而是由绝缘支架固定,以便所有提取的电力都将存储在其中。”
风筝实验的唯一其他来源是历史学家约瑟夫·普里斯特利 (Joseph Priestley) 在 1767 年撰写的一份报告。普里斯特利在报告中说,富兰克林秘密告诉他的儿子这个实验,因为他担心实验行不通。显然,作者“从最权威的人那里”得知,富兰克林的儿子在 1752 年 6 月协助他放起了风筝。
根据莫拉的说法,普里斯特利的叙述似乎是后来许多插图的主要来源。
例如,自从普里斯特利提到富兰克林的儿子后,绘画和蚀刻画中就经常出现一个孩子,但奇怪的是,这个孩子看起来比富兰克林儿子当时的21岁要年轻得多。
此外,由于普里斯特利在他的叙述中没有强调庇护所的重要性,几乎所有的插图都将富兰克林和他的儿子站在一块空地上。只有一次,他们被描绘成挤在茅草屋顶下。
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其他时候,则是钥匙丢失了。富兰克林很少描述在握住风筝时使用任何绝缘材料。两者都是至关重要的细节。
Moura 分析的最早的插图,题为哲学家和他的风筝,实际上描绘了富兰克林将风筝线握在钥匙上方。
这会毁掉整个实验,因为这意味着金属物体将接地并且无法产生火花。
“更糟糕的是,”写莫拉,其他插图表明闪电实际上击中了风筝或它附近的某个地方,“这肯定会杀死本杰明和威廉·富兰克林。”
这种误解可能源于普里斯特利错误地将富兰克林风筝线上流过的电流描述为“闪电”。
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历史学家阿尔贝托·马丁内斯是科学发现背后神话的专家,他说富兰克林的故事是他最喜欢的故事之一。
马丁内斯说:“无论真实与否,想象一下这个家伙有勇气和愚蠢地在雷暴雨中放风筝,并用儿童玩具从天上引出‘电火’,真是令人着迷。”解释说。
“它具有经典神话的形状:普罗米修斯的故事,他用一根长长的茴香从天空和雷神那里偷走了火种。
但莫拉的看法有些不同。
他认为,当我们在肯·伯恩斯的纪录片中看到风筝实验的插图时,我们看不到“有趣的细节”,而忽视了“科学错误”。
“他们想要代表的东西背后有更加复杂和有趣的历史,”说莫拉。
他们说你永远不应该让事实妨碍一个好故事,但有时,揭露真相毕竟是更好的故事。
该研究发表于科学与教育。