

物理传奇
解锁奥秘
折服了拿破仑的人(下)
伏打为了验证自己的观点,从1793年起,用了长达7年的时间专门研究不同金属的“接触电”现象,终于取得了很大的收获。他通过将各种金属搭配成一对一对,做了许多实验后,提出了一个著名的金属序列(后来被称为伏打序列),其中一部分是锌、铅、锡、铁、铜、银、金等。只要按这个顺序使任意两种金属接触,排在前面的那种金属将带正电,排在后面的金属则带负电。从现在的观点来看,也就是这两种金属之间存在着电压。这就是伏打最先发现的“接触电位差”的现象。他还发现,如果将几种不同的金属串联起来,那么总的电压只跟首、尾两端的金属性质有关,跟中间的金属种类无关。
由于在这些年的实验中获得了许多新知识,伏打产生了制造电源的想法。开始时,他用几只碗盛了一些食盐水,把几对黄铜与锌做成的电极连接起来,就产生了电流。他把这种装置称为“杯冕”,这可以称为是世界上第一个电池。后来,他用两种金属片(如铜和锡,或银和锌)与浸透食盐水或碱水的纸或皮革接触,再把这两种金属连接起来,可以达到更好的效果。
他还发现,当把许多这样的装置(伽伐尼电池)一个接一个叠置后连接起来,就可以得到很强的持续电流。1800年3月,伏打写信给英国皇家学会,宣布了自己的这一成果。这种叠起来的装置就被人们称为“伏打电堆”。

伏打电堆
伏打制成的这种电堆,引起了人们极大的兴趣。1800年6月26日,他应邀到伦敦在英国皇家学会的一次会议上作表演。他用17枚银币、17枚锌币和用食盐水浸透的马粪纸叠置起来做成电池,当把从银币和锌币引出的两根导线的端点靠近时,立即发出了噼噼啪啪的响声,还迸发出了火花。它产生的电击虽然在爆炸声、火花的强弱和放电的距离等方面也许比莱顿瓶要略逊一筹,但它的优点却是莱顿瓶无法比拟的。
1801年11月,伏打到巴黎进行学术访问和表演。他用“电堆”做了水的分解以及将金属从溶液中重新析出等实验。法国皇帝拿破仑召见了他,并邀请他在科学会议上表演他的实验。据说,拿破仑在见到伏打时还突然向他行了一个军礼,使伏打感到手足无措。拿破仑称赞他为科学事业作出了伟大的贡献,认为化学电源“也许是通向伟大发现的道路”,并颁给他一枚特制的金质奖章,支付很高的年薪,请伏打留在法国工作。拿破仑还提议设立“伽伐尼电”奖金,每年颁给一位像伏打这样在电学研究中作出重大贡献的科学家。

伏打表演他发明的“电堆”
虽然当时伏打对“接触电”现象的解释并不正确,但是,“伏打电堆”的发明,却是电学发展史上的一件大事。它使人们第一次有可能获得稳定而持续的电流,为科学家对电的研究从静电领域跃入动电领域创造了条件,从而使人们对电现象的认识进入了一个完全预想不到的神奇的境地,并催生了一系列的发现和发明。后来,人们为了纪念伏打,便以他的名字“伏”作为电压的单位。
至于当年这一场“接触电”与“动物电”之争,直到伏打逝世10多年后,由法拉第的实验使人们认识到了伏打电源的化学作用后,才落下帷幕。不过,现在人们重新认识到了,所有动物(包括人体)的每一项生命活动确实都伴随着生物电现象。医学中还常利用人的脑电图、心电图等帮助医生对病情作出更正确的判断。科学真理就是这样从假设、证伪、真相……的不断循环中逐渐发展起来的!













