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17c起草在线(líng)電池告訴你-電池的發明(míng)史
1786年,在意大利博洛尼亞大學有一個解剖學家叫伽伐尼,他在做青蛙解剖實驗(yàn)的時候發現,金屬的解剖刀觸碰到青蛙肌肉的時候(hòu),青蛙會跳,腿會有痙攣的現象。這個發現讓人非(fēi)常驚訝,他認為(wéi)這裏有生(shēng)物電。
在(zài)公元十八世紀時,人們對電的認識主要來自摩擦起電和自然(rán)界的雷電,所以之前跟電有關的現象,皮毛摩擦(cā)、萊頓瓶等都是靜電。在青蛙腿上發現跟摩擦生電一(yī)樣的現象,在當時的確是(shì)令人驚(jīng)奇的。1791年這(zhè)個成果發表以後,引起人們很大重視。
比如,它引(yǐn)起了意大利另外一位大學教授伏打的注意。伏打重複並(bìng)且檢驗伽伐尼的實驗(yàn),在重複很多次之後,他想:青蛙腿痙攣的現(xiàn)象(xiàng),會(huì)不會跟生物沒有關係(xì)?蛙腿(tuǐ)或許隻是一個導體?
為了證明這個觀點,他把跟生物有關的因素都除去(qù),用兩種不同的金屬來產生電流。的確,最終他用像活潑的鋅和不活潑的銀或銅這(zhè)樣不同的金屬,浸在有鹽水的紙板裏,產生了持續的(de)電流。這就是人類曆史上第一(yī)個電池——伏打電堆。
伏打親手製作的“伏打(dǎ)電堆(duī)”,現藏於意大利伏打博物館,圖片來源:維基百科
1800年伏打的這個研究使人們對電(diàn)的認識從靜電進入到動電。當時(shí)征服了意大利的拿破(pò)侖認(rèn)識到這個研究工作很重要,授予了伏打爵士身份。直(zhí)至現在我們物理學中電(diàn)壓的單位“伏特”也是以他的名字命(mìng)名。
當然,這個工作(zuò)的重要(yào)性不僅僅在於得了獎,它為電磁學的出現和發展奠定了基礎。法拉第的電磁感應實驗是在(zài)1831年做的,如果當初沒有伏打電堆,法拉第就沒有辦法做電磁感應實驗,人類(lèi)就沒有辦法建(jiàn)立電(diàn)磁學知識體係。
那麽伽(gā)伐尼是不是錯了?實際上伽伐尼非常堅持自己的看法,他認為自己(jǐ)的實(shí)驗是沒有問題的,並且做了很長時間實驗來驗證。伏打(dǎ)說電流來自兩(liǎng)種不同(tóng)的金屬,伽伐尼幹脆去做一個實驗,不用任何金屬,他(tā)用(yòng)青蛙的神經(jīng)去(qù)碰青蛙腿的(de)肌肉,發現青(qīng)蛙腿還是會痙攣,這說明(míng)即使沒有金屬,沒有外界的伏打電堆,生物也會對電信號有反應,還是存在生物電。
所以伽伐尼(ní)也(yě)是對的。這個現象在(zài)經過(guò)多年深入研究後,最(zuì)終(zhōng)產生了現代的電生理學。我們到醫院去做心電圖、腦電圖,都跟電(diàn)生理學有(yǒu)關,無(wú)論美國還是中國,都在研究神經科學、腦科(kē)學,這些信號(hào)傳輸都是基於人體裏離子產生(shēng)的電流(liú)。
可以想象(xiàng),在十八世紀到十九世紀轉折(shé)的階段,伽伐尼和伏打的學術爭論,對於(yú)人類知識體係的構建非常有(yǒu)意義