佛蘭克林 總結佛蘭克林一生的功績，最引人注目的是他的“唯實主義”教育思想。在科學文教方面，佛蘭克林一向主張正規教育與自我教育相結合，注重教育的實用價值，並率先在費城建立“文實學校”。正如教育史家傑拉德·古特克所言，“曾幾何時，當高等教育還限於古典語言學習的時候，這些民間的組織便成為了非正式教育的機構，並使得費城成為美洲主要的理智和科學中心之一。” ■楊靖 作為首位當選英國皇家學會會員的科學家，本傑明·佛蘭克林（1706—1790）的科學聲望卻時常被他政治家的光環所湮沒。傳記作家通常對科學不感興趣，科學史家則認為美洲殖民地時期的科學乏善可陳，不值得研究。上述兩種原因導致“佛蘭克林與科學”的相關研究長期被忽略。 佛蘭克林出生於新英格蘭最大城市波士頓的一個清教家庭。他的父親老佛蘭克林是一位制蠟商，也是一位虔誠的清教徒，在社會勤苦立業，在教會忠心事主，他的言傳身教對佛蘭克林道德觀的形成影響極大。佛蘭克林家中兄弟十人，他最年幼。他八歲進入拉丁文法學校，打算將來當一名牧師。在校一年，雖然他的學習成績非常出色，但因為學費昂貴，老佛蘭克林被迫將他轉入當地的一所書算學校。僅一年多時間，便退學回家（他本人坦承是因為數學成績不好）。後來他曾充當學徒，跟隨父親學習制蠟，也曾跟隨堂兄學習製作刀剪，但學非所長，總是不如意。他本人想學習航海，又遭家人反對，最後終於來到同父異母的兄長詹姆斯開辦的印製所，成為一名印刷工。 通過勤奮自學，到1730年，佛蘭克林已成北美殖民地的知名人士，並在歐洲大陸享有盛名。1732—1757年間，他開始編印《窮理查年鑒》，前後長達二十五年之久。他利用普通百姓喜聞樂見的方式、講述人生經驗和生活哲理，對於普及科學知識、教化民眾起了很好的作用。此外，他在1727年創辦的“共讀會”延續十年，成為傳播知識、增進學問的一種新型教育方式，並在此基礎上創立了“費城圖書館公司”。1743年，他在“促進英屬美洲殖民地有用知識的建議”一文中倡議建立“美國哲學會”。1760年代，費城“共讀會”與“美國哲學會”合併，成立“美國科學促進會”，它的分支機搆遍佈北美殖民地，對於北美人思想觀念的進步和社會風氣的改變，產生了重大影響。 令法國以及歐洲學術界刮目相看 佛蘭克林于1776年任美國駐法大使。此前，他的大名在法國已是家喻戶曉。他的《窮理查年鑒》是法國經久不衰的暢銷書，他在電學方面的傑出成就連法國科學院院士也自歎弗如，他的民主自由學說與法國啟蒙思想如出一轍，在法國科學家和知識份子當中更是廣受追捧。其實早在1743年，佛蘭克林便宣導並發起成立“美洲科學研究會”，其成員包括布豐、林奈、孔多塞、拉瓦錫等多位法國科學家。佛蘭克林與他們書信往來，交流科研心得，分享科學發現，可謂神交已久。抵達巴黎之後，相對晤談更是習以為常。1776年3月，佛蘭克林下車伊始，便在他的寓所帕西舉辦了一場新穎別致的哲學評論會，邀請法國科學院的朋友參加。他本人曾多次造訪科學院，並親眼目睹化學家拉瓦錫演示氧氣分離的實驗。此外，他還常常參加皇家醫學學會的會議，並於1777年當選該學會會員。他的老友勒·羅伊是法王路易十六拉·米特實驗室的負責人（國王本人也酷愛發明創造，尤其擅長木工機械和鎖藝），佛蘭克林時常去勒·羅伊家中或實驗室拜訪。此外，他還和物理學家英根豪斯探討萊頓瓶和伏特起電盤之間的差異；和圖戈特討論如何對他十年前發明的耗煙爐進行改進；和地質學家赫頓探討地殼的成因——“在我看來，假如地球一直到地心都是固體的，這個球體的表層部分的如此變化大概就不會發生。”他推測說，“所以，我想像地球的深層部分可能是一種比我們熟悉的任何一種流質更為濃稠，有著更大比重的流質；因此可以在它裡面游泳或浮在它的上面。因而，地球的表層是一層殼，可以被它覆在下面的流質的劇烈運動所打破或攪亂。”——如此富於創見的科學推斷，不得不使法國以及歐洲學術界對美洲大陸科學研究的水準刮目相看。 居留巴黎期間，佛蘭克林對即將爆發的法國大革命一無所知。他對羅伯斯庇爾的全部瞭解，僅限於後者只是阿拉地區的一名年輕律師，並于1783年10月往帕西寄送過一份法庭答辯詞，反對一項禁止在聖奧馬爾教堂使用避雷針的法令。佛蘭克林所知道的馬拉，也只是一位並不知名的火的物理性質的研究者。1779年，為了向法國科學院成功提交他的研究計畫，馬拉曾尋求佛蘭克林的幫助。佛蘭克林以他一貫的樂善好施給予後者幫助——但卻未曾想到，這兩個當時籍籍無名的小人物，在後來的法國大革命風暴中，一變而為叱吒風雲的革命領袖。 1780年11月，佛蘭克林在巴黎觀看了無人駕駛的氣球升空表演，蔚為壯觀。他不禁聯想到：氣球升空目前僅僅是一種娛樂，如同磁和電的第一次實驗一樣。但它將來會如何發展呢？他在日記裡寫道：氣球為什麼不能成為一種普通的載人交通工具呢？它的用途之一恐怕是可以用來讓統治者信服，戰爭是何等愚蠢，因為它可以使一支軍隊從天而降，令統治者防不勝防。五千隻氣球，每只可載兩人，所需的費用也不會超過五隻軍艦——可見佛蘭克林對於科學的態度是一以貫之的，即注重科學研究的實用性。 到他1785年重返國土時，佛蘭克林已是歐洲大陸乃至世界範圍內最負盛名的“美國先生”。美國第二任總統約翰·亞當斯曾用科學譬喻形象地描述佛蘭克林對美國獨立革命的貢獻：“美國獨立革命的歷史本質就像是一個持續的電流，先是佛蘭克林博士捕捉了這個電流，電流衝擊大地使華盛頓彈跳起來，華盛頓領導著美國革命向前推進。接著，佛蘭克林充滿激情地制定了有效的外交政策，積極地進行外交談判，樂觀地開展立法活動。這一切推動了獨立戰爭的前進。” “普羅米修士第二” 總結佛蘭克林一生的功績，最引人注目的是他的“唯實主義”教育思想。在科學文教方面，佛蘭克林一向主張正規教育與自我教育相結合，注重教育的實用價值，並率先在費城建立“文實學校”。正如教育史家傑拉德·古特克所言，“曾幾何時，當高等教育還限於古典語言學習的時候，這些民間組織便成為了非正式教育的機構，並使得費城成為美洲主要的理智和科學中心之一”。 另外，和他所崇敬的前輩科頓·馬瑟一樣，佛蘭克林也將大量與歐美文化界名人的通信視為自我教育的一種途徑。據勞倫斯·克雷明考證，其中所牽涉到的話題的豐富性與廣泛性簡直令人吃驚。他與安東尼·貝尼澤特討論奴隸制，與諾亞·韋伯斯特探討正字法，與簡·梅科姆探討人的品性，與大衛·休謨探討英語起源，與杜克·登雅爾探討立憲主義，與威廉·斯特拉思探討印刷出版等等——可見其本人便是將“有用的知識”和“裝飾性的知識”兩者完美結合的典範。 眾所周知，佛蘭克林在科學研究方面最為突出的成就是電學研究。對於神秘的雷電究竟為何物、其原理為何，十八世紀的人們可以說一無所知。在他首次居留倫敦（1724—1725）期間，佛蘭克林結識皇家學會會員彼得·柯林森，後者贈送他一套電學實驗器材，激發了他的研究興趣。1747年，佛蘭克林與“皮圍裙”科學協會開始研究電學及應用。1751年，他出版關於電學的《實驗與觀察》，引發轟動。1757年，他嘗試用電擊治療瘋病和憂鬱症——英國宗教改革家約翰·衛斯理1760年在書中建議除了治癒瘋病，還應當嘗試採用電擊治療罪犯，明顯是受到佛蘭克林的啟發。 佛蘭克林通過仔細觀察和科學實驗，提出自然界中存在“正電”和“負電”的假說，並推斷出電學中的“一流論”，從而揭示出雷電現象的本質。這一學說為十八世紀及以後的科學研究做出了重要的貢獻，他本人因此被譽為“普羅米修士第二”。後世科學家們由此得到啟發，大大拓展了有關電的研究領域，最終使人類能夠在日常生活中廣泛利用電能。1753年，佛蘭克林獲得英國皇家學院的“科普利”獎章，相當於十八世紀的諾貝爾獎，他也因此聲名遠揚歐洲。他先後當選為倫敦皇家學院院士以及法國巴黎皇家科學院院士，並被美國的哈佛大學、耶魯大學，英國的牛津大學、愛丁堡大學、聖安德魯大學等六七所大學授予碩士學位或博士學位。 作為當時一流的科學家，除了電學上劃時代的研究成果，佛蘭克林在光學、熱學、聲學、數學、海洋學、植物學、物理學等方面也有研究。在數學上，他創造了8次和16次幻方，這兩個幻方性質特殊、變化複雜，至今仍為學者稱道。在海洋學方面，他最早發現墨西哥灣海流，最先解釋北極光現象及其原理。在氣象學方面，他最先繪製出暴風雨推移圖，提出風暴移動理論，最後衍生出日後的天氣分析、天氣圖，改變了單純依靠目測預報的方法。在物理學方面，佛蘭克林與劍橋大學哈特萊利用醚的蒸發，得到-25攝氏度的低溫，並發明出蒸發製冷的理論。此外，他的科學研究還包括一系列應用型的發明創造，如新式火爐、避雷針、電輪、三輪鐘、自動烤肉機、搖椅、高架取書器、新式路燈等。尤其值得一提的是，他于1763年發明的玻璃琴，是一組放置于水準紡錘中的玻璃器皿，經由演奏者的腳踏板使紡錘中充滿水，再經由手指精巧的摩擦而發出聲音，在歐美大陸風靡一時。 歷史地看，由玻璃杯製成的“杯琴”由來已久。早在1627和1638年，培根和伽利略在各自著述中都提到，玻璃浸泡液體之中可以發出悅耳的聲響，佛蘭克林對此饒有興趣。後來他在倫敦現場聆聽這種樂器的演奏，但發現杯琴體積龐大、演奏不便，便萌生了改進這一樂器的想法。他把高腳杯改為底端有套接孔的碗狀玻璃，按照大小順序串聯擺放在琴架上。雖然這只是對一種現有樂器的重新設計，但據說這是他本人最得意的一件發明——他經常帶著玻璃琴在各種社交場合演奏，親自作曲（《祖國》《國王的扈從》《他們的勝利》等），並在室內演奏。湯瑪斯·潘恩在與友人書信中、奧利弗·哥爾斯密在名著《威克菲爾德牧師》（1766）中對此皆大加讚譽。佛蘭克林在倫敦的演奏驚動了詹森博士和到訪的音樂家巴赫，巴赫隨後將它引入德國。德國醫生弗朗茲·梅斯默爾用它來演奏，據說可以催眠，並將它推薦給好友莫札特。1778年，梅斯默爾來到巴黎，其琴聲甚至打動了法國王后瑪麗·安托瓦內特。 在天文學方面，佛蘭克林不僅揭示了“日全食”的成因，而且準確做出了預判。歐洲的傳統是根據《聖經》來解讀這類天文事件的，而佛蘭克林則通過科學原理的描述將人們從神秘的占星術預言中解放出來。1735年，佛蘭克林在他的《窮理查年鑒》中，進一步比較了月食與日食的不同特徵：所有的月食都是普遍存在的，即在地球上所有的地方都能看到月亮的水準，它們的大小是一樣的；但是太陽的日食在地球上的所有地方都不一樣，在某些地方能看到全貌，在其他地方只有部分。佛蘭克林希望借助這一事件，可以使得人們對宇宙和一切事物變得更加自信，並學會依靠科學知識對已有學說加以驗證——“正像新生的嬰兒一樣，科學的真理必將在鬥爭中不斷發展、廣泛傳播，無往而不勝。”用佛蘭克林本人的話說，“將來人類的知識將會大大增長，今天我們想不到的新發明將會屢屢出現，我有時候幾乎後悔我自己出生過早，以致不能知道將要出現的新事物。” 18世紀的美國從根本上說還是傳統的農業國，佛蘭克林是美國第一位將農業當做一門科學看待的科學家。他認為，農業不僅是一種生活方式，而且和商業一樣，是一門很深的學問，農村的農業資源不應被浪費。正是出於這一目的，佛蘭克林在自己所創辦的賓夕法尼亞學院，專門開設農業課程，講授種植和園藝。他曾建議美洲植桑養蠶，像中國人那樣用絲綢代替毛料和麻布。因為牧羊和種麻都需佔用土地，而桑樹可以栽在宅邊或路旁，既可美化家園，又可使過路之人在桑樹下歇足乘涼。此外，佛蘭克林還把中國產的大黃種子寄給美洲的生物學家，向他們介紹中國的大黃是一種很好的藥物，可以醫治便秘、口瘡等疾病，並建議在美洲推廣使用。 另外，在從事科學研究的第一階段，佛蘭克林還做了一次堪與第一流的氣象學家媲美的關於氣候現象（氣旋風）的觀察，同時他還對空氣和光進行了研究和思考。1752年4月，佛蘭克林在給卡德瓦拉德·科爾登的信中，就曾專門提到了光的“波動說”。佛蘭克林認為傳統的光的粒子說，不一定是正確的。他認為光也可以是流動的波——“假定宇宙空間充滿著一種微妙的有彈性的流質，當它靜止時，是看不見的，但它的震顫則影響到了眼睛的視覺，如同空氣的震動影響耳朵這種器官一樣。”20世紀科學界“波粒二象說”或受此啟發。 活生生的百科全書 佛蘭克林的研究領域涉及多重領域，連醫學器械也不例外。18世紀60年代，佛蘭克林的哥哥約翰生病，需要進行導尿，但醫院裡還沒有彈性的導尿管，所以病人導尿成了很大的問題。佛蘭克林通過思考，為他在波士頓的哥哥，製作了美洲醫學史上第一根富有彈性的導尿管。這一醫療技術的應用推廣，為無數患者提供了救助和慰藉。 作為發明家，佛蘭克林最重要的一項發明是新式取暖爐。18世紀美國大多數家庭都要依靠低效的老式壁爐來取暖。這種壁爐不僅浪費木料，不時迸出的火花也有把房子點著的危險。而佛蘭克林的“迴圈爐”或 “賓夕法尼亞壁爐”具有兩個鮮明特徵：一個中空的隔板，和一個用來阻止熱量順著煙囪流出的倒虹吸煙道，既能防火，又能有效阻止熱量散失，受到民眾的歡迎。除此而外，佛蘭克林的另一項重要發明是雙焦距眼鏡——和其他上了年紀的近視眼老人一樣，他發現在看較近的東西的時候，需要把眼鏡摘下，而看遠處又得重新戴上，令人不勝其煩。經過反復研究和實驗，佛蘭克林最終設計出一種近視鏡和老花鏡合一的雙光眼鏡。這一發明也成為老年近視患者的福音。 在佛蘭克林擔任美國郵政總局局長期間，他經常接到一些抱怨的信件，說從歐洲到美國的信件總是比回程所需的時間要多好幾周。於是在諮詢了楠塔基特島的捕鯨船長之後，佛蘭克林繪製出第一幅墨西哥暖流的地圖，北起西印度群島，向東穿過大西洋。起初他對英國商船船長們的航海建議並沒有得到重視，但後來，當船長們在制定航海路線時加入了對灣流因素的考慮後，單次航程至少縮短了兩周的運輸時間。 不僅如此，佛蘭克林還堪稱是現代汽車里程表的創建者。早在西元前一世紀，羅馬建築師維特魯威就有了測量行程距離的想法，後來達·芬奇也繼續對這個想法進行研究，但並未取得實質性進展。佛蘭克林發明了一個簡單的里程表，用來測量他的馬車在為期五個月的郵局視察工作中走過的里程。佛蘭克林丈量了他馬車輪子的周長——13.2英尺（大概4.02米），然後設計了一系列的齒輪，車輪每轉400轉，便記錄1英里（1609米）的距離。 此外，佛蘭克林還改進了航運方式。1767年他在荷蘭的時候，聽說貨船在淺水裡的航速要比在深水裡慢得多。他回到倫敦後，經過細心觀察，發現貨船在水裡航行時，必須排開和船底浸入水裡同樣容積的水才能前進。而這受排擠的水又必須擦過船的兩側，奔向船的後面。因此，貨船如果在深水中航行，由於水的浮力大，船底和水的接觸面小，划船的只要略花一些力氣，就能使它飛速前進。而航行在淺水裡的船，因為水的浮力小，擴大了水和船底的接觸面從而增加了船隻前進時的排水量，這樣划船的人就得花費很大力氣才能使它前進。弄清了這一原理，佛蘭克林就著手改進貨運的裝載方法。他建議裝運貨物時，船尾上的負荷相應地要比船首重，使船首翹起來，減少它和水的接觸面——如此一來，行駛在淺水裡的貨船也能迅速航行了。 令人稱道的還有，佛蘭克林在法國擔任大使期間，注意到石膏的特殊功用，並將石膏引入美國，主要用於建築防火材料，效果顯著。美國建築面積大、建設週期短，全靠“幹牆”的貢獻，而所謂幹牆，其實不過是玻璃纖維增強的、內部發泡的、外部牛皮紙包裹的石膏板。日後美國建築業的高效、快速和低成本，很大程度上是依靠幹牆工業支撐起來的，因為這種材料質輕體薄、隔熱阻燃、防火降噪、加工方便。作為把石膏引入美國的第一人，佛蘭克林功不可沒。 佛蘭克林的好友、“百科全書派”的代表人物狄德羅宣導擁有百科全書般知識結構的英雄人物，尤其推崇機械工藝方面的傑出人物，而佛蘭克林恰好就是這樣一本活生生的百科全書。法國著名思想家杜爾哥（1727—1781）將佛蘭克林譽為當代的普羅米修士——他“從天空抓取雷電，從暴君奪回民權”——堪稱是對佛蘭克林一生最好的概括。佛蘭克林對美利堅合眾國的傑出貢獻，使他成為“美國拱門上的冠石”，並將永遠受到美國人民的尊崇與懷念——他“是這個時代最偉大和富於光彩的人”（傑弗遜語）。然而，令傳記作者和科學史家感到遺憾的是佛蘭克林的“悖論”：他憑藉科學研究的名聲步入政壇，結果卻因政務繁忙而放棄了科學研究——美國政壇多了一名偉大的政治家，但美國科學界卻損失了一位了不起的科學家。這或許也是美國科學界迄今為止最難以彌補的一大損失。