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发明伽伐尼电池
来源:世界科技百科 专题:发明时代 ( 字号:   )

1780年11月的一天,意大利生物学家伽伐尼教授正在厨房里做菜,今天他准备做的菜是烩蛙腿——这是一道传统的波洛尼亚名菜.教授是位解剖专家,操起手术刀来游刃有余,把一只只青蛙整治得十分妥贴.他的妻子柳契卡站在旁边看得津津有味.看着,看着,柳契卡也一时兴起,拿起一把小刀,用刀尖去拨弄一条蛙腿.刀尖触及到蛙腿外露的神经时,死蛙突然颤抖了几下.“啊呀,青蛙又活了.”伽伐尼赶紧走过来,他注意到离桌子不远的地方,自己的助手正在调试一架起电机.“会不会是起电机打火而产生的感应? ”想到这里,伽伐尼产生兴趣了.他立即调试起电机,使它连续打火,但却看不出死蛙有什么反应.这时教授想起了富兰克林的话,大气中的电和莱顿瓶中的电具有相同的性质.于是他用铜钩把蛙腿挂在花园里的铁栅上,每当雷雨天气时,果然可以看到蛙腿会颤动.不过这种奇怪的颤动有时在大晴天里也可以看到,这又是为什么呢? 伽伐尼百思而不得其解。

6年后,一艘英国船从南美把几条电鳗带到伦敦.电鳗是生长在南美的一种特殊的热带河鱼.当地土著人都知道在捕捉电鳗的时候会遭到它狠狠的一击,捕鱼人因此会身体灼痛、发热、发胀、发麻.于是土著人就利用电鳗的这种攻击来治疗风湿痛.这次由轮船带来的电鳗被放养在伦敦的水族馆里,引起了市民们的极大兴趣.有人去摸鱼的头部,尝到了攻击的滋味,这种滋味与莱顿瓶放电时给人的电击是一样的.后来,有位科学家让电鳗给莱顿瓶充了电,从此大家都相信了电鳗的攻击是一种动物放电现象.消息传到意大利,伽伐尼顿觉眼前闪过一道亮光.6年前的往事又历历在目.青蛙颤动的原因并不是起电机放电,也不是大气放电,而是在于青蛙体内本身就储藏着电.是啊! 世界上有着各种各样的电: 有摩擦产生的玻璃电和树脂电;有富兰克林发现的空中的电;还有我发现的动物身上的电,也就是动物电.想到这里,伽伐尼兴奋地高声背诵起德国哲学大师谢林的名言: “啊,电是宇宙的活动,宇宙的灵魂! ”

为了证实自己的想法,1786年9月20 日伽伐尼在一间密闭的房间里作了这样的实验: 他用铜钩勾住蛙腿,平放在玻璃板上,再用一根细长的弯铁杆,一端去接触铜钩,另一端去碰蛙腿.果然看到了蛙腿会颤动.但是换一根玻璃弯杆去试验,青蛙却一点也不会动.这样就更证实了伽伐尼的设想,动物体内存在着“动物电”,金属弯杆只是起着一种传导作用.于是伽伐尼在1792年发表了《论肌肉中的电力》一文,向科学界宣布他对“动物电”的论述: “在紧缩现象发生时,有一种很细的神经流体从神经流到了肌肉里去了,这就像莱顿瓶中的电流一样……”

伽伐尼的研究成果立即受到了欧洲学术界的普遍赞扬,大家推崇说这是科技史上一件有意义的大发现。

再说伽伐尼成名之后,到各地去演说,宣扬他的“动物电”观点.1793年某日,他应邀来到伦敦皇家学会的大厅作演讲.由于“动物电”学说是科学界里继富兰克林之后又一次爆炸性的新闻,所以大厅里掌声如雷,盛况空前.此时前排坐着一位中年人,虽然全神贯注地听演讲,但自始至终却一声不吭.此人是伽伐尼的同乡,名叫伏打,是电学界里一位新秀.他在几年前因为发明了起电盘而升为教授,两年前还被选为伦敦皇学家学会会员.今天见搞解剖的同乡伽伐尼在讲台上大谈电学,心里颇不服气.他想,死青蛙体内究竟有没有电,得让我回家后细细琢磨才知道哩! 伏打回到家里,潜心研究了几个月,居然提出了一种新的观点.他认为: “蛙腿本身不放电,而是外来电使蛙腿神经兴奋产生抽搐,蛙腿只是起了个电流计的作用而已.电的真正来源是铜和铁两种金属的接触.”为了证实自己的观点,他只用一种金属来替换伽伐尼实验中的铜钩和铁杆,结果蛙腿一点也不会颤动.于是伏打认为伽伐尼在实验里发现的电流,不应该叫动物电,而应该叫“金属电”或者“接触电”.伏打的观点受到了电学家们的支持,而伽伐尼的学说得到了生理学家们的赞同.这两种学说之间的争论一直延续了几十年之久。

伏打是一个脚踏实地的人,他并不去理会众说纷纭,决心要让事实来说话.他闭门谢客,经过7年含辛茹苦地钻研,他在“接触电”的研究上取得了重大的突破.他发现了一种金属序列: 铝、锌、锡、镉、铅、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、钯等.只要把两种金属接触,序列中排在前的金属带正电,排在后的金属带负电.这个序列称为伏打序列.更有意思的是用一根导线把两片不同金属片联起来,再把两片金属片浸入到电解液里,线路里就会产生电流。

1800年6月26 日伦敦的皇家学会演讲厅里又像过节般的热闹.这次轮到伏打在这里演示他的新发明了.只见伏打把17 枚银币和17 枚锌片,一片隔一片叠放起来,并在银币和锌片之间放了一层浸透了盐水的马粪纸.34 片小圆片叠放起来有几十厘米高.然后他从顶、底两片金属片上各引出一根导线.令大家惊诧的是,这些天天都看到的银币和锌片叠放起来后,真的产生了电.伏打把两根引线的外端靠近时,响起了噼啪声、迸发出火花,引得大厅里发出阵阵掌声和赞叹声.伏打示意大家静下来说: “如果用30、40、50或者更多的银币和锌片来做实验,效果会更好.它产生的电击虽然不如莱顿瓶放电那样的强烈和激动人心,但它的优点却是莱顿瓶无法与之相比——它不需充电! 只要我们去碰它,它就会产生电击,而且无论碰它的次数多么频繁……”伏打一边说,一边使两根引线不住地相碰,迸发出一连串爆鸣声,闪烁起一簇簇火花.使大厅里的观众热情高涨,欢声雷动.最后他提议把自己发明的电堆称为“伽伐尼电池”,以此来表达自己的感激之情.他说: “没有他的启发,我是不会获得今天的成就,我永远感激他,我们永远不可忘记他.”

几个月后,伏打带着他的仪器来到了巴黎,正当他在科学院演讲大厅的讲桌摆起瓶瓶罐罐、环环片片准备演讲时,突然一位全副武装的法国军官走上台来,在伏打耳边轻声说: “请等一下开讲,有人在休息室里要接见你.”伏打一看这架势,知道有大人物想见自己,心里有点忐忑不安.跟着军官来到了后台休息室,推门进去,只见一个小个子的将军向他立正敬礼.伏打定神一看原来是威名赫赫的拿破仑皇帝.只听拿破仑大声宣布: “你为科学事业干出了伟大的业绩,我宣布授予你侯爵封号,任命你为意大利王国的上议员.”拿破仑是识人才的,伏打的发明具有重大而深远的意义.伽伐届电池是世界上第一种可以控制的制造电流仪器,戴维就用这种电源发现了许多种元素,法拉第用它发现了电解定律,早期的电弧灯、电动机、电报等新技术都是用它来作为能源的.它对近代科学技术的发展有着巨大的促进作用。

伽伐尼电池的发明轰动了整个欧洲大陆,当时各类杂志都相继报道这种仪器,又有许多学者仿造和改进这类装置.俄国有个科学院院士名叫彼得罗夫,竟别出心裁地用4 200 片金属叠起了一个伽伐尼电池的世界之最.可惜当时还没有“吉尼斯”记录,否则倒可以留下一个名字来。

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