科学实验插图在科学教育和向公众传播科学知识方面发挥着重要作用。这些对著名实验的描述印证了“一张图片胜过千言万语”这句格言，这些描述留在了那些研究它们的人的脑海中，并成为科学过程的权威版本。阿基米德在洗澡时发现浮力定律;牛顿用棱镜折射阳光并定义现代光学原理;孟德尔培育豌豆和奠定遗传学基础——这些只是几个众所周知的例子。

研究指出最著名的科学实验之一的插图中的错误

许多这些描述传达了错误的信息，要么是因为实验从未真正发生过，要么是因为它们的执行方式完全不同。试图根据插图描绘的内容复制它们的人可能根本得不到任何结果，甚至可能面临危险的后果。

一项 由巴西圣保罗州 ABC 联邦大学 (UFABC) 的研究员 Breno Arsioli Moura 支持并由 FAPESP 支持的研究调查了对这些著名实验之一的描述，其中本杰明富兰克林 ( 1706-1790 ) 飞翔从雷雨云中汲取电力的风筝。

有关这项研究的一篇文章 发表在《科学与教育》 杂志上 。

富兰克林是革命的领袖之一，也是第一任驻法国大使。他是自然神论者、共济会成员，也是 18 世纪启蒙运动最著名的化身之一。他的许多兴趣包括宗教、哲学、政治以及道德和社会改革，他是他那个时代最重要的发明家和科学家之一。“风筝实验是富兰克林最著名的科学成就。在这篇文章中，我分析了 19 世纪后来出版的事件的七幅插图，”莫拉告诉 Agência FAPESP。

事实上，他补充说，风筝实验的设计是富兰克林在 1750 年提出的另一个实验的简化版本，该实验现在被称为“哨兵箱”实验。“在塔、尖塔或山顶上设立一种岗亭，里面有一个人站在蜡制的绝缘台上，用一根长约 10 米的尖头铁棒插入哨台。它 [请参阅本页底部图库中的第一张图]. 富兰克林希望杆的尖端能从云层中“引火”。如果实验者将他的指关节靠近杆的底部，他就会产生火花，”莫拉说。“重要的是要注意两件事。实验不会在暴风雨期间进行以利用雷击，并且杆不会接地，而是固定在绝缘支架上，以便所有提取的电力都储存在其中。”

富兰克林的提议一直停留在纸上，直到 1752 年法国研究人员进行了一项高度相似的实验。它的成功引起了国际上对他在电力方面的工作的更多关注。“当他听说法国的实验时，富兰克林写信给英国的一名记者说，他居住的费城已经进行了一个更简单的实验。这实际上就是风筝实验，”莫拉说。

风筝包括一个“由两条轻薄的雪松条制成的小十字架，当伸展时，手臂的长度可以到达一块大薄丝绸手帕的四个角”，富兰克林写道。一根“非常尖的金属丝”系在“十字架上一根木杆的顶部，高出木头一英尺或更多”。原理与岗亭提案中的相同。一把钥匙系在丝带的末端，丝带又系在绳子的末端(丝绸是绝缘体)。

“实验者用丝带握住仪器，这样风筝从云层‘无声地’汲取并沿着绳子传送的电就储存在钥匙中。与岗亭实验一样，风筝是绝缘的，而不是接地的。通过接近手指或指关节，实验者可以产生火花，”Moura 解释道。

与其他 18 世纪的自然哲学家一样，富兰克林将电视为一种流体，它会积聚然后排出，从一处流向另一处。这种液体可以在实验室中通过用一块皮革摩擦玻璃管获得，并储存在荷兰科学家于本世纪中叶发明的莱顿瓶中。哨兵箱和风筝实验背后的总体思路是表明液体也可以从云层中提取。富兰克林对云带电物理学和气象学的其他方面很着迷。

例如，他认为海水中充满了电流，当海水蒸发形成高空风暴时，它会带走这种液体，因此云层中充满了电流。

“在富兰克林的著作中，没有任何细节表明是他还是其他人进行了实验，但它似乎确实发生了。15 年后，即 1767 年，约瑟夫·普里斯特利 (Joseph Priestley) 在一本名为《电力的历史和现状》的书中对实验进行了另一记述 。富兰克林帮助普里斯特利获得了本书的材料，因此被认为同意其内容。普里斯特利的描述要详细得多，包括富兰克林的儿子参与了实验。然而，它与最初的 1752 帐户在几个方面有所不同，”Moura 说。

在研究描述富兰克林风筝实验的插图时，莫拉认为这些插图是基于普里斯特利的描述。许多照片显示富兰克林和他的儿子还是个小男孩，尽管当时他实际上是 21 岁。有些照片还包含更重要的错误。“尽管富兰克林明确指出实验者必须在‘门或窗内，或在某些遮盖物下，这样丝带就不会被弄湿’，这会使其导电，但许多显示实验是在露天进行的。在大多数情况下，风筝被闪电击中，或者闪电离它很近，尽管富兰克林不想让闪电落在自己身上。大多数插图都没有显示用于隔离风筝的丝带。富兰克林只是握着绳子。如果真是那样的话，他会把风筝接地并毁掉实验。一幅插图显示富兰克林将钥匙握在绳子附近或绳子上，这在任何情况下都是不可靠的，”莫拉说。

他认为，插图不应被滥用，尤其是在科学课上。如果不加以批判地对待，它们所包含的信息可能会在历史上和科学上以令人困惑或错误的方式进行解释。正如一开始所指出的，图像留在观众的脑海中，它们造成的任何错误都难以根除。