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1706293842 温思罗普并未写出什么划时代的著作，但是他却组织了一次划时代的远征考察，在他的一生中，金星凌日现象发生了两次。在此之前，一百二十五年中，迄未见过金星凌日，在此之后，又要再过一个多世纪方才出现。牛顿学说只以相对数字表述了各行星之间的距离以及它们同太阳之间的距离，就是说同地球和太阳之间的假设距离作比较。但是从遥远的地点观察金星凌日现象，可以破天荒第一次计算出地球和太阳的距离为多少英里，因而也就可以计算出其它行星与太阳的距离。这种观测的结果不仅对天文学有用，而且对航海、测量和地图绘制也有用。因此，温思罗普组织了哈佛学院远征队去纽芬兰考察，这是北美第一个天文学考察队，也是第一次由一个北美的大学发起的科学考察。弗朗西斯·伯纳德总督向马萨诸塞议会解释道：“这一现象（自开天辟地以来仅只观察到过一次）很可能解决某些天文学中的问题，其结果将对航海十分有用。因此，对航海事业有兴趣的国家都认为有必要派遣数学家到世界各地去进行观测。”总督说服了议会，派遣温思罗普和两名助手乘坐政府的单桅小帆船到圣约翰去，他们在那里的观察结果引起了全世界科学家的注意。

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1706293844 虽然温思罗普是更有学问的天文学家，但在殖民时期，大家心目中的北美天文学的代表人物却是戴维·里顿豪斯。许多北美人都同意杰斐逊的意见，认为里顿豪斯“不亚于任何在世的天文学家”，而且是首屈一指的天才，因为他是自学成器的。里顿豪斯几乎没有受过任何正规教育。他起先是一个钟表仪器匠，而且大半辈于以此为生。他的同时代人常常拿他和富兰克林相比。和富兰克林一样，他也是北美人心目中理想的全才。他是独立革命的一员干将，是宾夕法尼亚安全委员会的工程师，曾经协助修建特拉华海岸的防线，并且设计制造大炮和弹药。他是宾夕法尼亚第一次制宪会议的成员，还曾担任过该州的第一任司库和美利坚合众国造币厂的第一任厂长。他关于金属和数学的知识帮助杰斐逊简化了新合众国粗劣而又繁复的硬币。杰斐逊对里顿豪斯的科学才能评价极高，他曾说过”“里顿豪斯是举世无双的”，他甚至对里顿豪斯参加政治活动感到遗憾，唯恐这位多才多艺的天文学家会因“操劳国事而不能成为另一个牛顿”。当时北美殖民地的人们把里顿豪斯视作可以同欧洲的科学巨人们角逐的大师，正如他们对富兰克林的看法一样。富兰克林死时在遗嘱中声明把他的望远镜赠送给里顿豪斯，这是非常合适的。富兰克林死后，里顿豪斯当选为美国科学研究会会长。数年之后，里顿豪斯也逝世，美国人把他当作民族英雄来哀掉。他们没有意识到，把里顿豪斯赞为北美最伟大的天文学家，实际上正好突出了北美殖民地科学的狭隘性。把里顿豪斯称为美国最伟大的天文学家的根据十分奇特，竟然是由于他是当时最高明的测量师。在人们定居己久的欧洲，要测量小块的城市土地或农场边界，只需懂得一般的算术和少量三角学就够了。但在美国，需要测量的却是一整块大陆。旷野中大片地产的疆界不可能从一块大石头或一个大树桩上划出，而必需用天文学上的经度和纬度来确定方位。里顿豪斯最为历久不衰的贡献便是在这一方面。对他说来，天文学是一个测量师的工具。一七六四年，他协助梅森和迪克逊划定了宾夕法尼亚、马里兰和特拉华之间的边界，由此获得了六镑酬金，此后他陆续划定了美国最早十三州之间疆界的大半，最后在一七八七年他又协助划定纽约和马萨诸塞之间纷争已久的边界。但是，即使是如此大规模的测量工作也无法与牛顿在数学领域的伟大想象力相比拟。里顿豪斯也确曾投身于一些规模不大而且不甚成功的尝试以研究太阳系空间。一七六九年的金星凌日为他提供了一个巨大的机会，可以在欧洲人中树立北美科学的威信。一七六一年那次金星凌日，温思罗普组织了纽芬兰考察，与之相比，这次金星凌日的机会还更具有吸引力。一七六一年的那一次，在大多数有人定居的地区都无法进行有效的观测；但是，一七六九年的金星凌日只要天气不坏，预计在北美殖民地所有各地都可看到。至于安排观测点、提供观测仪器和协调观测结果等事项正好是北美科学家们的拿手好戏。

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1706293846 北美殖民地的公众对此事虽不十分了解，却普遍抱有兴趣。温思罗普本人曾写过一本明白易懂的小册子，向外行人介绍这一现象的重要意义、如何制造观察这一现象的烟玻璃、以及如何记录金星凌日的准确时刻与整个过程的时间。在马萨诸塞，预定以温思罗普所在的坎布里奇观象台为主要的观察站。在费城，费城学院的威廉·史密斯牧师是主要的组织者，而戴维·里顿豪斯则处于科学舞台的中心。宾夕法尼亚议会拨款一百镑建造一台望远镜，另拨一百镑在政府大厦广场建立一个观象台；此外，还为在该地区的另外凡个地点进行观察作出了安排。沿海一带，每个城市都自行准备进行观察，处在偏僻农村的业余天文学家们也都准备好他们自制的仪器。依靠如此简陋的仪器来进行这么多的“科学”计算，这一次也许是空前绝后的。

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1706293848 一七六九年六月三日，人们等待已久的时刻来到了。北美中部几个殖民地的观察者碰上了好天气，天空澄澈无云，但是，好事多磨，事到临头却出现了未曾料到的麻烦事。里顿豪斯在新建的诺里顿观象台观测这一重要的天文现象，他躺在那里由助手们扶着他的头从望远镜中进行观测，他疲劳过度，到半夜零点，正当金垦接触太阳的一刹那（这正是他们几个月来苦心经营所等待的时刻，里顿豪斯还曾为此而调整了他的特别设计的钟），里顿豪斯晕了过去。等他恢复知觉，已经只能估计错过了多少时间。

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1706293850 收集和整理各个观测点数据资料的重任落到了里顿豪斯身上。他同威廉·史密斯牧师合作，利用这些资料计算太阳视差，这是北美的一次重大尝试。这项任务非常重要，因为由于这次金星凌日发生的时刻，欧洲绝大部分地方都不可能看到这一现象。从北美各处观察人员收集来的数字相差悬殊。由于他们的观察方法简陋异常，就这些数字取一个平均数，在科学上是毫无价值的。但　是，史密斯和里顿豪斯最后得出的数字却十分幸运地与当时人们所接受的关于地球与太阳距离的数字相差不远。不过这一成果的有效性更多地是由于他们运气好而不是由于科学高明。尽管如此，北美和里顿豪斯的声誉却因而沾了不少光，史密斯声称这次对于金星凌日的观察“使我们北美立了一功，就是投入再多二十倍的经费也是非常合算的！”

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1706293852 不论把里顿豪斯置于世界伟大天文学家之列有多大的夸张成分，杰斐逊还是说了几句清醒的真话，他说：”作为一个工匠，他在机械方面所显示出来的天才不亚于世界上任何人。他确实不曾创造一个世界，但是他通过模仿的手段做到了比古往今来任何人都更接近造物主。”里顿豪斯在北美殖民地居民中之所以能成名，其主要贡献是提供了一种可以向公众传授天文知识的天才设计，即当时人们称为“太阳系仪”的一个太阳系运行模型。他的仪器并不是这类仪器中的第一个，甚至也不是在北美制造的第一个，但是它很可能是当时最精巧、最准确的天文模型。由于他从未受过正规教育，又远离欧洲的学术中心，这件事就更加难能可贵。里顿豪斯虽然是一个十分谦逊的人，但是他（用他自己的话说）“大胆断言，他的总体设计或任何主要部件的具体配搭，都不曾抄袭任何其它的太阳系仪，他也没有把任何一个从书本上查来的数据用于任何一个齿轮，所有的数据都是他自己动脑筋计算出来的。因为查来的数据都不够精确，不合他的用途。”尽管北美人对太阳系力学理论未能有所贡献，他们至少是制成了当时所知的最好的太阳系运行模型。里顿豪斯于一七六七年一月二十八日（当时他正开始构思他的计划）写道：“我想使我的太阳系仪真正有用，能够在任何时刻确实地向我们说明天文现象，而这是目前己制造的任何太阳系仪都不能做到的。”在此后几个月之内，他就向费城的美国科学研究会说明了他设想的具体细节，这些具体细节和最后成品大体符合。仪器的外框是一个漂亮的直立大柜，柜子的中心有一块大平板，两侧各有一块较小的平板。在中央平板的中心有一块四英尺见方的直立铜板，上面安装着一个镀金的铜球代表太阳，在大铜球的周围有一些代表各个行星的滚动的小铜球或象牙球，这些小球在椭圆形的轨道中转动，“它们的运行速度有时候快些。有时候慢些，使之尽可能接近一般记述中这个领域的真实运行规律。”较小的平板每块面积为四英尺长，二英尺宽。其中一块显示“木星及其卫星的全貌（它们的蚀、凌日和倾斜），还有土星以及其光环和卫星的全貌。”另一块小板则显示“月球的一切现象，特别是月蚀的确切时刻、蚀度及持续时间，以及由于月球遮蔽而引起的日浊，还有一个十分奇妙的装置，可以显示地球上任何一处地方日蚀的全相。”一旦转动曲柄，整个仪器就开始运行，行星即按其特有的周期旋转，三个标度盘精确地显示该行星出现在这些位置的年、月、日和钟点，不论是向前运行还是向后运行，可以显示的时间都是五千年。从而，一些壮观的大文现象，诸如金星凌日或旧蚀、月蚀，均可事先须知。

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1706293854 更为巧妙的是一具小型的望远镜，”庄可以从地球上瞄向任何一个行星，“然后就可以通过索引和一个刻度圆盘读出该行星的经度和纬度，正如在地球上所见一样。”根据原定计划，该仪器还要装一个设备，可以奏出“天体音乐”，作为展出上帝杰作时的伴奏。曾经在金星凌日观测中同里顿豪斯合作过的费城学院的雄心勃勃的校长威廉·史密斯牧师对这一计划非常热心。史密斯和里顿豪斯似乎部理所当然地认为这个太阳系仪在完成之后将赠送给费城学院，史密斯预料它将成为该学院引人注目的大项目。但是，刚从苏格兰来担任新泽西学院（后来改名为普林斯顿大学）校长的约翰·威瑟斯庞博士捷足先登地赶到了里顿豪斯在诺里顿的工场，说服他以三百镑的代价把太阳系仪卖给了新泽西学院。一七七○年四月二十六日，即威瑟斯庞访问里顿豪斯并顺利做成交易之后的三天，雄心勃勃的史密斯牧师在《宾夕法尼亚报》上看到这消息，得知他的学院已经失却这一当代的机械杰作时，说他“从来没有受过比这更大的委屈”，特别是由于里顿豪斯“如此看轻自己的崇高发明。竟然同意把它交给一个乡村！”

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1706293856 里顿豪斯竭力抚慰史密斯（后者已经同意购买第二个太阳系仪）。在他的安排下，把已售给普林斯顿的那台仪器先在史密斯的费城学院首次公开展出。善于搞公共关系的史密斯借此机会宣布在一七七一年三至四月间举行为数十四次的一系列公开讲演，其高潮是里顿豪斯本人讲课和做示范。宾夕法尼亚议会对此仪器热烈赞赏，决定拨款三百镑“以表示本议会高度赞赏里顿豪斯在制造上述太阳系仪过程中所表现的数学天才和机械才能”，并且指定了一个委员会，为约请里顿豪斯制造第三个（当然要更大一些的）人阳系仪进行安排。

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1706293858 许多北美人赞赏太阳系仪，认为它再次证明新世界已经可以在科学进展方面同旧世界争雄。当美国科学研究会于一七七一年出版其第一期学报时，该学报第一部分的标题为“数学和天文学论文”，而第一篇论文便是里顿豪斯关于他的太阳系仪的设计书，“因为它是北美的产品，而且比已知的任何欧洲同类产品都更为完善。”《宾夕法尼亚报》（一七七○年四月二十六日）在第一次公开报道太阳系仪时说：”我们所有热爱北美的人都将为它在最崇高的科学和各门工艺的改进中取得盛名而感到莫大欣慰。”当威瑟斯庞为普林斯顿大学撰写一篇介绍文章以吸引西印度群岛的学生来该校上学时，他着意强调学生们上天文课时将能利用“戴维·里顿豪斯阁下新近发明和制造的太阳系仪，该仪器已由权威人士公认为迄今已有的同类产品中最精良者。”宾夕法尼亚大学新设计的印章（一七八二年采用）除了刻有日期和校名外，整个图案都是里顿豪斯的太阳系仪的图象。一七七九年，杰斐逊提出的关于改组威廉—玛丽学院的法案中特别规定该学院应购买这样一台仪器——“由最伟大的天文学家戴维·里顿豪斯所构思和制造的太阳系仪器或模型”，而且它应该“以里顿豪斯命名”。杰斐逊在第二次出席美国科学研究会时又提出了一项建议，由该会一致通过。他建议的内容是请研究会订制一台太阳系仪，赠送给法国的国王，这不仅可以表示美国对于它在独立革命时期的盟国的谢意，而且可以驳斥欧洲那些恶意批评美国文化的人。詹姆斯·麦迪逊牧师为此写信给杰斐逊，热情地支持这一“绝妙而又直截了当的办法，把里顿豪斯和太阳系仪送注欧洲可以驳倒那些你公正地称之为浅薄理论家的人们。”

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1706293860 不论是里顿豪斯还是“以里顿豪斯命名的仪器”最终都没有到达欧洲。但是，由于他们是美国文化的产品，许多美国人和一些友好的欧洲人从此对美国文化抱有更多的希望了。

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1706293865 美国人：从殖民到民主的历程 [:1706291874]

1706293866 美国人：从殖民到民主的历程 三十九 朴素的见解与奇妙的方法：电学

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1706293870 北美人偶而也可能仅仅因为他们不象欧洲人那样有学问而在物理学上有所发现。由于对科学思想中的正统道路的无知，他们反而可能自由地按照事实所指示的方向探索。这并不能构成理论科学的坚实传统的基础，但是在北美的条件下，这样的做法并非绝不可能推动物理学前进。在物理学这样一门需要知识积累的科学中靠朴素之见取胜需要很高的天才，但是至少有一个北美殖民地的人做到了这一点，他就是本杰明·富兰克林。

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1706293872 富兰克林的思想概念当然是从牛顿的实验科学发展出来的，可是，富兰克林并没有熟读过牛顿派的经典作品，而且也从来没有这样夸过口。富兰克林是否读过牛顿的《光学》，证据很不确切；各种事实都说明富兰克林缺少能够读懂牛顿《原理》一书这一类深奥著作的数学知识。他对任何一门自然科学进行深造所具备的理论知识都是不足够的。

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1706293874 在北美以及在外国对富兰克林都有许多不尽不实的赞美之词，把他同一些最伟大的数学和物理学理论家相提并论，这反而遮盖了他的实际成就。约翰·亚当斯声言富兰克林的声望“比莱布尼兹或牛顿、弗雷德里克或伏尔泰的声望传得更远”。查塔姆勋爵在英国上议院赞扬说，“他的学识和智慧受到全欧洲人们的景仰，足以和我们的波义耳和牛顿平起平坐。”伟大的化学家约瑟夫·普利斯特利称赞富兰克林在风筝实验中的发现“也许是自伊萨克·牛顿爵士的时代之后最伟大的发现”。在富兰克林死后，加在他身上的没有分寸的溢美之词就更多了，反而掩埋了他的特殊的天才。

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1706293876 事实上，富兰克林的成就说明了天真的想法成胜了学问。富兰克林在物理学上之所以有非凡的成就，可以从卡德瓦拉德·科尔登失败的原因看出端倪。科尔登是纽约的一位官员，我们在上文已经提过他从事博物学的工作。他追求欧洲式的伟大。在《物质运动原理》（一七五一年）一书中，他宣称要提出一种关于万有引力“原因”的理论，从而继续牛顿的工作乃至超过牛顿。科尔登并不具备专门的学识和自成体系的才华，又没有和其他学有专长的物理学家共同切磋（缺少这个条件是难以在数学物理领域中取得伟大成就的）。但是，他却大言不惭地声称“已经发现行星和替星运动的真正原因，并从而推演出了一切现象的原由，其确切程度同各种最准确的观察资料契合无间”。他还高兴地解释说，所有这些成就的取得只需应用“算术和三角的普通定理，无需求助于圆锥曲线或任何其它知识”。和科尔登相反，富兰克林毫不妄想他能在牛顿的数学世界中有所作为，他只是企图解释某些特定的现象。如果科尔登是住在欧洲接近于古老学术中心的地方，他的工作也许会有更高的质量；但是如果是在那种环境下，富兰克林的工作可能根本不会进行。

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1706293878 富兰克林是以电学而得到物理学家的名声的，他也只有在电学这个领域中才作出了具有持久意义物理发现。富兰克林的电学发现并没有写成学术论文，也不是一项关于电的（更不是关于一切物质的）性质、来源和成因的大理论的小前提，他关于电学的文章内容广泛而庞杂。他的著名的题为《在北美费城所作的关于电学的实验和观察》的书实际上是一批书信的汇编，内容十分松散，以至于有的读者怀疑它根本不是供出版用的。它在美国也迟至一九四一年才正式出版。

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1706293880 汉弗莱·德维爵士说：“他力求清除有关这一问题的神秘和隐晦之处。他所写的东西对于门外汉和哲学家都同样合适，他把有关细节写得富有趣味，明白晓畅、文采斐然而又简洁。”即使今天读来，对这部涉及如此根本的问题的著作竟能写得如此通俗而不带数学性，也会感到不胜惊讶，这本书是富兰克林的科学声望的基础，但是它读来更象是一本家常菜谱或业余魔术指南而不象一篇物理学论文。他在一封重要的信中对于“尖形物体导致或消除电火的奇异效果”作了如下的描写：

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1706293882 把一个直径为三、四英寸的铁球放置于清洁干燥的玻璃瓶口。从天花板上吊下一根细丝线正对瓶口，线上悬挂一枚其大小如同儿童游戏用弹子的软木球，丝线的长度正好能使软木球落在铁球上。然后将铁球通电，软木球即被排斥，推开到四或五英寸之外，推开的距离多少取决于通电量。——在这种状态下，如果你把一个细长而尖的锥十尖端向铁球递出，相隔六至八英寸，排斥力立即消失，软木又飞回到铁球上。如果你使用一个钝形物体，则必须送到一英寸之内，并产生一个火花，才能得到相同的效果。在富兰克林的时代，还有可能用厨房里的器具来进行重要的电学实验，因为这门学科当时还处于孩提时期，尚未开始带有数学性。在十七、十八世纪取得重要进展的各门科学之中，电学的历史最短。和天文学或一般数学物理学相比，电学中要学的东西最少，或者说不必知道很多东西。由于当时它看来尚无实际应用意义，于是可以放手进行漫无目的的好奇的探索。富兰克林对电学的兴趣无论如何决不象当时某些人那样带有“实用性”，当时有些人预言电可以成为医学中的万应灵药，而富兰克林对此是怀疑的。他最大的优越性在于他的思路是业余式的和非学术性的。和许多作出了发现的北美人一样，他对于他所将看到的事情所知甚少，但是正因为如此，他能看到许多东西。

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1706293884 当富兰克林于一七四六年后开始对电学发生兴趣时，他对于欧洲已经做过的研究工作所知甚少。有一次他到波士顿去旅行，无意中看到了一次“电气表演”，他回到费城后很高兴地发现费城图书馆协会从彼得·柯林逊处收到了一些玻璃管。于是他就和三位业余爱好者一起，重做了他所看到的实验。那三个人中最积极的是埃比尼泽。金纳斯利。这是一个有圣职的浸礼会牧师，但是从未登上过布道坛。按富兰克林所说，这是“一位聪明的邻居，由于没有工作，我鼓励他进行表演赚钱”。另外两位是菲利普·辛格（1703—1789），他的职业是银匠，以及托马斯·霍普金森（1709—1751），是位律师，也即是富有创造性的弗兰西斯·霍普金森的父亲。这两人后来都成为美国科学研究会的发起人。至于他们各自在这个重要的初期实验阶段所起作用则颇难断定，其原因部分是由于富兰克林的叙述并没有表现得特别谦虚。但是，这一组偶然凑合在一起的人中没有一个可以称得上是位“物理学家”，也没有一个拥有大学学位，而按照英国的标准，他们之中甚至没有人堪称为知识分子。这批费城的业余电学家对欧洲物理学家的研究工作一无所知。当辛格“发明”一种简单的电机（一个在铁轴上旋转的玻璃圆球，可以产生摩擦，收集电流）时，他们认为这是一项新奇而重要的事情：这比摩擦玻璃管的“疲劳工作”是一大改进。但是类似辛格“发明”的这种机器在英国早已使用，而且已成为欧洲大陆电学研究者常用的器具。

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1706293886 看来，宫兰克林对于欧洲早期电气研究工作的了解仅仅来自他同伦敦友人彼得·柯林逊的通信，而这也很有限。富兰克林向柯林逊报告说，他和他的费城合作者们正在观察“我们觉得新鲜的奇特现象”。但是，他无从知道这些究竟是真正的新发现还是欧洲科学家早已注意到的事物。此后富兰克林致柯林逊的信件（后来收集起来成为关于电学的著作）仍然带有这种令人不安的味道，好象是位不知道是否己有别人到过他新发现的土地的探险家的札记。

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1706293888 如果富兰克林十分了解欧洲科学家已有的成绩的话，他也许就没有足够的胆量提出他那异常大胆而简单的设想：电不论是从哪里产生，都是一种单一的流体。这就是富兰克林的基本电学发现，他根据他所认为的电流方向，把两种形式的电简单称为“正电”和“负电”。

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1706293890 在欧洲，关于这一问题已有颇为深奥的研究，“进展”到夏尔。弗朗索瓦·迪费的那种比较复杂的理论：

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