برخی معتقدند که الکتریسیته را بنجامین فرانکلین به وسیله یک بادبادک کشف کرده است اما آیا چنین ادعایی صحت دارد یا خیر؟
بنجامین فرانکلین در یک شب تاریک و طوفانی تابستانی در سال 1752، یک بادبادک را با یک کلید به نخی متصل کرد و منتظر اصابت صاعقه ماند. داستان از این قرار است و بنجامین فرانکلین آن را آتش الکتریکی مینامد.
اما آیا این داستان حقیقت دارد؟ آیا واقعاً فرانکلین الکتریسیته را با اصابت یک صاعقه و در طول این آزمایش کشف کرد؟ گر چه اکثر مردم بنجامین فرانکلین را به عنوان یکی از پدران بنیانگذار ایالات متحده آمریکا و کسی که تصویرش روی لایحه صد دلاری آمریکا نقش بسته میشناسند اما فرانکلین در زمان خودش به عنوان یکی از دانشمندان و مخترعان مهم بود؛ یک همه چیزدان!
او عضو چندین انجمن علمی و یکی از اعضای مؤسس انجمن فلسفی آمریکا بود. در نتیجه وی در مورد مهمترین سوالاتی که دانشمندان زمان خودش را سخت مشغول کرده و یکی از آنها ماهیت صاعقه بود، آگاهی داشت. مثلاً در خصوص آزمایش بادبادک و کلید، اکثر مردم میدانستند که کلید فلزی به عنوان یک صاعقه گیر عمل میکند و به این ترتیب فرانکلین الکتریسیته را کشف کرد.
بنجامین فرانکلین و ماجرای کشف الکتریسیته
با این حال، جزئیات متعددی درباره این آزمایش، از جمله زمان و مکان وقوع آن ناشناخته است. برخی از مورخان حتی شک دارند که رخ داده باشد. برای شروع بد نیست بدانیم که این یک افسانه رایج است که فرانکلین الکتریسیته را کشف کرده است. الکتریسیته قرنها قبل از آزمایش فرانکلین کشف و استفاده شده بود.
فرانکلین بین سالهای 1709 تا 1790 زندگی میکرد و در زمان او، الکتریسیته به عنوان برهمکنش بین دو ماده سیال مختلف شناخته میشد که بعدها فرانکلین از آن بهعنوان «مثبت» و «منفی» نام برد. به گفته شیمیدان فرانسوی، Charles François de Cisternay du Fay، موادی که سیال هستند در برخورد باهم به عنوان دافع عمل میکنند در حالی که مواد دیگر یکدیگر را جذب خواهند کرد.
حالا میفهمیم که این سیالات، بارهای الکتریکی هستند که توسط اتمها تولید میشوند. اتمها از الکترونهای منفی باردار شده تشکیل شدهاند که یک هسته بار مثبت را (ساخته شده از پروتونها و نوترونها) شکل میدهند.
پیش از آزمایش فرانکلین، این سوال مطرح بود که آیا صاعقه ماهیت الکتریکی دارد یا خیر؟ البته برخی از دانشمندان من جمله خود فرانکلین همین حدس را زده بودند. پیج تالبوت نویسنده و ویراستار بنجامین فرانکلین و رئیس و مدیرعامل اسبق انجمن تاریخی پنسیلوانیا در فیلادلفیا در کتاب «در جستجوی جهانی بهتر» گفته:
فرانکلین به این سوال علاقه خاصی داشت زیرا صاعقه باعث آتش سوزیهای فاجعه باری در شهرها و شهرکهایی شده بود که در آنها خانهها از چوب ساخته شده بودند. در آن زمان اغلب خانه از همین جنس بود. تالبوت در جایی گفته است:
بنجامین با چسباندن یک کلید به بادبادک و در نتیجه ایجاد رسانایی برای بار الکتریکی صاعقه، نشان داد که چگونه یک جسم فلزی نوک تیز که در ارتفاعی از ساختمان قرار گرفته، میتواند جریان برق را از ساختمان دور نگاه دارد.
به عبارت دیگر بنجامین فرانکلین با ایجاد میلهای فلزی (میله صاعقه) و نصب آن در بالاترین نقطه ساختمان از خانهها و ساختمانهای چوبی در برابر برخورد مستقیم صاعقه محافظت میکرد. صاعقه گیرها میلههای فلزی هستند که در بالای سازهها قرار میگیرند و با سیم به زمین متصل میشوند. اگر صاعقه به ساختمان برخورد کند، احتمالاً به جای خود ساختمان به میله رسانای الکتریکی برخورد کرده و با خیال راحت از سیم به زمین منتقل میشود.
مسئله اینجاست که آزمایش فرانکلین چگونه کار میکرد؛ فرانکلین در میانه طوفانی از صاعقه با یک بادبادکی که از یک دستمال ابریشمی ساده ساخته شده، ایستاده بود. دم بادبادک از دو ماده مختلف ساخته شده بود: انتهای بالایی آن از یک رشته کنف ساخته شده بود که به سر آن یک کلید فلزی متصل میشد در حالی که بخش پایینی از ابریشم درست شده بود. بدین ترتیب با بارش باران، کنف خیس میشود و رسانای خوبی برای انتقال جریان خواهد شد حال آنکه ریسمان ابریشمی به خاطر اینکه در زیر پوشش میماند، خشک خواهد ماند.
همانطور که فرانکلین در حال تماشای بادبادک پرنده خود بود، دید که رشتههای کنف در حالی که شروع به جمع آوری و جذب بار الکتریکی از هوای پیرامون میکنند، سیخ ایستادهاند. زمانی که انگشت خود را به نزدیکی کلید فلزی برد، گفت که جرقه به عنوان بار منفی که روی کلید جمع شده با بار مثبت دستانش برخورد کرده است.
در آن زمان چندین نشریه مختلف این آزمایش را منتشر کردند. تالبوت گفته:
فرانکلین در مورد آزمایشی که انجام داد، بیانیهای در روزنامه پنسیلوانیا و در 19 اکتبر 1752 منتشر کرد. سپس متن بیانیهاش را برای یکی از حامیان انجمن فلسفی آمریکا به نام لوئیس کالیسون فرستاد. فرانکلین چند سال اخیر عمرش را صرف انتقال نظریههای خود و پیشنهاد آزمایشات خود درباره صاعقه به کالیسون کرده بود.
به گفته تالبوت، فرانکلین به آزمایش الکتریسیته خود در زندگینامهاش اشاره کرد و سایر همکاران وی نیز در خصوص این آزمایش مطالبی را منتشر کردند. از همه مهمتر اینکه در سال 1767، این آزمایش در کتاب «تاریخ و وضعیت کنونی برق» نوشته شیمیدان انگلیسی، جوزف پریستلی، ظاهر شد.
پریستلی 15 سال بعد از انجام آزمایش کلید و بادبادک توسط فرانکلین، واقعیت را از زبان خود بنجامین شنید و سپس در کتاب خود نوشت که این آزمایش حوالی سال 1752 اتفاق افتاده است. با این حال، اینکه دقیقا چه زمانی این آزمایش به فرانکلین رسید و چه زمانی انجام داد، محل بحث است.
برخی از مورخان همچنان شک دارند که آیا فرانکلین خودش این آزمایش را انجام داد یا اینکه صرفاً امکان تحقق چنین آزمایشی را مطرح کرد. تام تاکر، نویسنده کتاب «سرنوشت آذرخش: بنجامین فرانکلین و حقه بادبادک برقیاش» گفته:
فرانکلین در آن زمان میخواسته با ویلیام واتسون که یکی از اعضای انجمن سلطنتی لندن و یک آزمایش کننده برجسته الکتریسیته بوده، مخالفت کند و تلاشهای او را عقیم سازد. زیرا واتسون برخی از گزارشات قبلی فرانکلین را خراب کرده و آزمایشات او را در انجمن سلطنتی مسخره کرده بود.
تاکر همچنین اشاره میکند که شرح فرانکلین درباره آزمایشش که در روزنامه پنسیلوانیا چاپ شده، به صورت مشروط به وقوع امری در آینده شده است. مثلا آنجا که میگوید:
به محض اینکه ابرهای غران به سمت بادبادک بیایند، سیم نوک تیز جریان الکتریکی آن را به خود جذب میکند.
فرانکلین به سادگی میتوانست بگوید این آزمایش به لحاظ تئوری میتواند انجام شود. با توجه به اینکه اظهارات او چندین مولفه گمشده و پنهان دارد – برای مثال فرانکلین تاریخ، زمان یا مکان این آزمایش را ذکر نکرده – ممکن است دیپلمات آمریکایی خودش این آزمایش را انجام نداده باشد.
با این وجود برخی از مورخان همچنان مردد ماندهاند که واقعاً این آزمایش انجام شده باشد و به خاطر احترام زیاد به فرانکلین آن را در مسیر پیشرفت و توسعه دانستهاند. برخی دیگر همچون منتقد و زندگی نامه نویس فرانکلین، کارل ون دورن، به این واقعیت اشاره میکنند که پریستلی تا ماهی را که آزمایش در آن به وقوع پیوسته را مشخص کرده است، بنابراین پیشنهاد میکند که ممکن است بنجامین سایر جزئیات این آزمایش را به او داده باشد.