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第7章 从蛙腿到电池

1780年,一个新的发现传遍了欧洲学术界,这就是意大利生理学家伽伐尼对蛙腿电流的发现。伽伐尼在他的论文中写道:“这一发现是这样发生的。我已经解剖好和预备好一只青蛙。当我正想做别的事情时,将该青蛙置于桌上。这桌上原有的一个电机,距它的导体相当远,而且两者之间隔着很大的空间。这时有一个在场的人,用外科小刀的刀尖偶然轻触青蛙的股神经,结果蛙腿上的所有肌肉都一再紧缩,如同用有力的夹子夹紧那样……”

伽伐尼是个很细心的人,他对死青蛙的腿为什么会抽搐进行了研究。他发现解剖后的蛙腿,只要接触到不同的金属,便能猛然收缩。于是他写了一篇论文《肌肉运动中的电力》,介绍了他的许多实验。他写道:“在这个实验中,当我们用导体的棒去接触(蛙腿)时,我们看到紧缩的现象,但当我们用绝缘体的棒接触时,紧缩现象就不见了。导体的棒是一根铁丝,钩是一根铜丝。”

伽伐尼确认,是由于电的刺激使蛙腿收缩。但是这电是从哪里来的呢?他认为这是动物体内产生的电流,应当叫“动物电”。

伽伐尼的论文发表以后欧洲学术界都很关注,“动物电”的假说也被人们承认,一时间蛙腿几乎成了每个实验室里的必备品。

消息传到意大利帕维亚大学,同样引起了许多人的赞赏。人们重复着伽伐尼的“动物电”实验,学习着伽伐尼的论文。唯独物理学教授伏打,在重复了伽伐尼实验之后,对“动物电”的说法产生了怀疑。

伏打反对“动物电”的说法,因为从实验中他知道,用两种不同的金属接触自己的舌头也可以产生电,并不一定必须接触暴露出来的肌肉,可见电并不是从肌肉中产生的。

细心的伏打又指出,产生“动物电”必须用两种不同的金属。伽伐尼用的是铁丝和铜钩,要是用两根铁丝(或两根铜钩),那蛙腿就不会收缩了。要是“动物电”是动物产生的,何必非要用两种不同的金属!

伏打决定重新研究这种现象。他想,如果用两种不同的金属,再加上动物体内的某种什么东西,就可以产生电流,那么这种东西是什么呢?

他终于想到这种物质可能是食盐溶液,因为食盐溶液广泛地存在于肌肉、神经、脂肪等组织中。他在实验中获得了成功。

伏打经过多次实验,发现了“关于各种传导物质仅依接触而激发的电”,并以此为题给英国皇家学会主席写了一份报告。

伏打原著中的图

为了缩小体积和增强效果,他用铜和锌做成了许多小圆片,然后按铜片、吸水纸、锌片、铜片、吸水纸、锌片……的顺序叠成一堆。其中每张吸水纸都饱含盐水。最后用一根电线接在最上面的铜片上成为正极,一根电线接在最下面的锌片上成为负极。于是世界上第一个电池——伏打电堆便诞生了。当时伏打把这套装置叫“杯冕”,并且附上了一张图寄给了英国皇家学会。

伏打的论文发表以后科学界轰动了,大家诙谐而亲切地把他发明的电池叫“伏打蛙腿”。1881年,国际电力学代表大会为纪念他而将电压的单位命名为“伏特”。

伏打的发明使人类第一次获得了持续的电流。直到今天,电池还在工业、民用、军事等方面广泛地发挥着作用。

伏打的发明,是在伽伐尼的发现之后而实现的。发现蛙腿收缩与电有关,这是伽伐尼的重大贡献。然而他固执地坚持认为那电产生在肌肉之中,就影响了他的进一步发展。

科学发展到了今天,人们发现,动物体内确实有电,那就是生物电,不过这和伽伐尼的猜想已经大不相同了。

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