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实际上，富兰克林所创造的这些术语和他发明的其他很多描述其发现的新术语一道，沿用至今，包括电池、中性、集成和导体等。作为一名科学家，富兰克林的重要意义还在于他准确描述了实验的过程和结果。正如19世纪初英国化学家汉弗莱·戴维所指出的：“他的文章无论是门外汉还是专家都能看明白”，“他对细节的描述通俗易懂，还极具趣味性”。
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当时，人们一直认为有两种流质的电——琥珀电和玻璃电，二者是独立存在的。富兰克林则发现产生正电的同时必然产生负电，这也就是电荷守恒定律和电的“单流质说”。这些概念反映了富兰克林的记账员心态，富兰克林早在伦敦发表自己的“论文”时就指出快乐和痛苦总是平衡的。
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这是一次具有历史意义的理论突破。正如哈佛大学教授I·伯纳德·科恩指出：“作为一项经受了200多年来无数实践检验的理论归纳，富兰克林的电荷守恒定律对物理学的意义和牛顿的动量守恒定律一样重要。”
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富兰克林还发现了电流的另一个属性：“电容易被尖状物所吸引”。而这一发现很快就被富兰克林历史性地运用到了那个伟大的风筝实验上。富兰克林给一个铁球充上电，然后用软木塞接近它，在铁球的电流作用下，软木塞被推了回去。随后，富兰克林把软木塞换成了尖状的金属物，发现当金属尖靠近铁球时产生了电火花。但钝头的金属物就不容易产生这样的现象。如果换成绝缘体，就根本没有电火花。
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接下来，富兰克林用莱顿瓶（一种原始的电容器，以发明所在地荷兰莱顿命名）捕捉和储存电流。莱顿瓶是一个玻璃瓶，瓶内外分别贴有锡箔，瓶内壁上的锡箔通过导线与瓶内可充电的水或金属相连。富兰克林发现当莱顿瓶的内部充满电的时候，外部锡箔上也带有等量、性质相反的电。
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此外，富兰克林还发现，如果把一个充满了电的莱顿瓶里面的水或者金属倒出来，也会产生电火花。因此，富兰克林得出这样一个结论：“起储电作用的是玻璃瓶本身。”于是，他把一排玻璃盘连接起来，每个盘子的两侧都包上了金属，给它们充好电，然后再用导线连接，然后就发明（同时命名）了一个新装置：电池。
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富兰克林对电的研究给他那些稀奇古怪的想法注入了新的活力。他发明了一个充电的金属蜘蛛，充上电之后可以像真蜘蛛一样爬来爬去。他在自己房子的周围建起了能发出电火花的铁栅栏以博访客一笑。他还搭起了一副英国国王乔治二世的画像，当有人触摸皇冠时，就会因为“大不敬”被电流一震。富兰克林还开玩笑道：“如果一系列人都因此挨了电击，这个实验就叫作同谋者。”朋友们蜂拥而来观看他的表演，而富兰克林则再次给自己树立了爱玩的名声。（在托马斯·品钦的小说《梅森和迪克逊》中有这样一个好笑的场景，富兰克林让酒馆里的年轻人站成一排，用自己的电池给他们通电，并大喊：“把手都拉起来，你们这些花花公子。”）
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随着1749年那年夏天的来临，天气变得越来越潮湿，不适合做实验。因此，富兰克林决定暂停，等到秋天再继续。尽管自己的发现具有重大历史意义，但富兰克林当时尚无法将其应用于实践。对此，富兰克林曾向克林逊抱怨“有点儿苦恼，因为到目前为止尚未发现任何对人类有用的益处”。实际上，在多次对自己的理论进行改进，并被电击了无数次甚至昏厥之后，富兰克林这个总是保持谦虚的人，发现“目前为止，电唯一的用处就是帮助一个骄傲的人变得谦虚”。
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当实验季结束之后，富兰克林和朋友们决定在河岸边举办一个“快乐的派对”。富兰克林在给克林逊的一封信中描述了当时的场景：他们用电击杀死了准备用来做晚餐的火鸡，然后用电瓶来做“电烤火鸡”，随后在电池驱动的枪声中，以“电”的名义向英国、法国和德国所有研究电的著名科学家举杯致敬。
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他们的乐子找得不错。尽管火鸡比普通的鸡更难电死，富兰克林和朋友们用一个大电池终于达到了目的。“用这种方式杀死的禽类的肉质吃起来特别松软。”富兰克林写道，他也因此成为电烤火鸡这一烹饪方法的先锋。至于做些更实用的事，还是等到秋天再说吧。
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从苍天处取得闪电
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在富兰克林所保留的实验笔记中，他在1749年10月记录下了电流与闪电之间一些有趣的相似之处。富兰克林一共列出了12条，具体包括：发光、有光的颜色、可以弯曲前进、动作迅捷、由金属引发、能发出爆炸声……能击毙动物……有硫磺味。
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更重要的是，他将其所总结出的闪电特性与其早期关于电容易被尖状物吸引这一实验联系起来。“电流容易为尖状物所吸引。我们不知道闪电是否具有这一特性。但鉴于它们在所有我们已经比较过的方面都一致，它们有可能在这一点上也一样吗？”最后，富兰克林发出了一句具有重要意义的战斗口号：“让我做个实验吧！”
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几个世纪以来，人们一直认为威力无穷的闪电是一种超自然的现象或上帝意志的表达，所以当风暴来临时，教堂的钟声就会响起，以驱赶闪电。圣托马斯·阿奎那就曾经说过：“这些神圣金属所发出的声音把魔鬼赶走，使风暴和闪电转向他处。”但即使最虔诚的信徒也会发现这其实并不奏效。仅仅在18世纪中期的35年时间里，仅德国就有386座教堂被雷击，100多名敲钟人丧命。在威尼斯，闪电劈中了一座教堂，引爆了数吨火药，致使3 000多人丧命，正如日后富兰克林对约翰·温斯罗普回忆时说：“当钟声响起的时候，闪电似乎更愿意击中教堂的尖顶。而且无论新钟还是旧钟，皆是如此。现在是时候试试其他办法了。”
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包括牛顿在内的很多科学家都注意到了闪电和电流之间的联系。但是，没有一个人敢说“让我做个实验吧”，也没有人进行周密的测试，更没有人联想到用带尖的金属杆亲自开展实验。
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1749年4月，富兰克林第一次提出了其关于闪电的理论，当时他还没有做电烤火鸡的实验。富兰克林推测，云朵中的水蒸气是带电的，然后正电与负电分离。当这样的“带电的云朵经过的时候”，“大树、高塔、教堂的尖顶和船的桅杆……就会吸引电流，云就把自己的电释放出来”。这个猜测还挺靠谱。据此，富兰克林还给出了具体的建议：“闪电的时候在树下躲避是十分危险的。”而这一推论也促使富兰克林进行了他最有名的实验。
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在富兰克林亲自做这个实验之前，他已经在1750年写给克林逊的两封著名的信中详细描述了自己的设想。这两封信被提交给英国皇家学会，然后广为流传。其最核心的内容就是用一根长金属杆从云中引出闪电，就像他在实验室中用针从铁球引出火花一样。他详细描述了其所设想的每一个实验细节：
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在某一高塔或塔尖顶上放置一种绝缘箱，大小足够容纳一个人和一个接地的电座。在电座中央树一根铁竿，将这铁竿弯起来穿过箱门……然后垂直竖起20~30英尺[1]高，顶端十分尖锐。让一个人站在电座上，如果电座能够保持整洁和干燥，当低空的雷雨云经过时就会放出电和火花，铁竿则将把电火花从云中引向他。如果担心那人会有危险（虽然我认为没有危险），可让他站在绝缘箱充当的地板上，不时地用金属线圈接近铁竿。金属线圈的一端接在导线上，人则握着用蜡做的线圈把手。那铁竿将把电从铁竿传往线圈，对人毫无损害。
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富兰克林的错误之一就是认为人不会有危险，正如不止一个欧洲的实验者用自己的生命所证实的一样。不过，他建议使用一个用蜡做的线圈把手实在很高明。
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富兰克林在写给克林逊的另一封信中提道，如果他关于避雷针的设想没错，那么闪电——这一人们所面临的最可怕的威胁或许就能得以避免了。“房屋、船只，甚至塔和教堂可以借助它们得到有效保护，免受电击，”富兰克林预测，“我想电火会在它到达那一刻前，静静地被从云中引出。”对此，富兰克林并不肯定：“这似乎是异想天开，但目前请传阅它，直到我寄来详尽的实验报告。”
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1750年，伦敦的《绅士杂志》对富兰克林的信进行了摘要发表，并据此在来年出版了一本86页的小册子。更重要的是，1752年年初，此书被翻译成了法文，在法国引起了轰动。同年2月，路易十五要求翻译此书的法国科学家（为首的是孔德·德·布丰和托马斯–弗朗索瓦·达利巴德）为自己展示富兰克林所做的实验。路易十五观看后十分兴奋，要求他们尝试富兰克林提出的捕捉闪电的实验。在一封写给英国皇家学会的信中提到：“德·布丰、达利巴德和德·洛尔三位先生准备证实富兰克林先生对闪电和电流之间关系的推测。皇帝陛下对这一想法也十分欣赏。他们现在已经做好了准备。”
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在巴黎北郊的马尔利村，那些法国科学家搭建了一个小亭子，立起了一根40英尺高的铁竿，并强迫一名退伍士兵充当普罗米修斯来进行试验。1752年5月10日下午两点，一场暴雨袭来，而那个士兵正如富兰克林所预测的成功地捕捉到了电火花。一个兴奋的当地官员抓起绝缘线，试了又试，重复了6遍。尽管闪电一度将其击倒，所幸并无大碍。达利巴德向法国皇家学会报告称：“富兰克林先生的想法不再仅仅是推测，现在已是事实。”
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尽管并不知情，但富兰克林在欧洲已经成为了一个风云人物。远在伦敦的克林逊满怀喜悦地写信告诉富兰克林，“法国国王郑重要求”法国科学家“对费城的富兰克林先生在电学方面的发现，以及成功运用避雷针保护民众免受闪电危害方面的成就表达由衷的赞美”。
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根据富兰克林及他的科学家朋友约瑟夫·普里斯特利的描述，在接下来的一个月里，在法国实验成功的消息尚未传到北美殖民地时，富兰克林就想出了自己的天才办法来进行这一实验。当时，富兰克林一直在等待费城基督教教堂尖塔完工，这样他就可以利用那个高点进行实验了。可是，尖塔迟迟未能完工，渐渐失去耐心的富兰克林突然想到了用风筝这个从波士顿孩提时代起他就喜欢的玩具来代替实验用品。为了保密，他找了自己的儿子威廉来放丝绸风筝。“风筝的顶部放置了一根尖锐的导线，而风筝线的底端则拴了一把钥匙，这样当导线接近闪电的时候，就可以产生火花了。”
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天上的云一朵朵飘过，却没有任何反应。就在他开始感到绝望的时候，富兰克林突然发现麻绳上一些麻丝竖了起来，他立即屈指伸向钥匙，成功地捕捉到了电火花（当然，他活了下来）。富兰克林继而收集了一些闪电储存在莱顿瓶中，发现闪电和在实验室里面产生的电流性质是一样的。“因此，电流和闪电的性质是完全一样的，”富兰克林在10月写的一封信中说道，“它们完全一样。”
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