敢嚐電流味道的人
2600年前,古希臘流行琥珀裝飾品,尤其是裏麵包藏昆蟲蜘蛛的金黃色琥珀價值連城。采集到的琥珀要用樹木、毛皮打磨光亮。公元前585年希臘哲學家塞利斯發現摩擦過的琥珀會吸引碎草、穀屑這樣的輕小物體。我國西漢時期有人發現海裏的玳瑁的甲殼經摩擦也會吸引碎草之類的輕物,並在古書中留下了“吸”的記載。東漢時,著名學者王充的《論衡》中有“頓牟掇芥”之說,“頓牟”就是琥珀,“掇”是吸引。
琥珀吸衤若、頓牟掇芥是為什麼?長達2000年中無人知曉。到公元1600年,英國女王伊麗莎白的宮廷醫生吉爾伯特觀察研究多年,發現絲綢、呢絨與玻璃、火漆、寶石摩擦都有吸引作用。他指出這是“電”的作用,並給“電”取名“ELECTRON”,意思就是琥珀浪。1650年法國人格利凱製造了世界上第一架摩擦起電機。此後各種各樣的摩擦起電機如雨後春筍般湧現出來,成為歐洲各國實驗室的重要設備。有些魔術師用它進行表演,使自己的頭發一根根直立起來,形如獅子,驚得圍觀者瞠目結舌。
人們探索電的奧秘,尋找獲取電的種種新方法。1752年,美國科學家富蘭克林在雷雨天放風箏,把“天電”引了下來,證明“天電”與“地電”原來是一家。而他和他兒子卻差一點成為雷電的犧牲品。在富蘭克林做“風箏實驗”的同時,英國商船在非洲和南美洲海域捕到一種會發電的魚——電鰻。很快,電鰻便身價百倍,變成電學實驗室中的“活電源”以及科學研究的好對象。
摩擦起電也罷,電鰻發電也罷,都不能穩恒不變,長久保持。圍繞這一難題,科學家們絞盡腦汁,有的主張用畜力代替人力搖動電機;有的提出使用風力驅動;有的製造貯存電荷的瓶子;有的試圖去多捉一些電鰻……1786年11月的一天,意大利波倫亞大學解剖學教授伽伐尼正在解剖青蛙,一邊解剖一邊記錄。當他偶然搖動了實驗室中的一架起電機時,劈啪一聲,電極閃閃出一道藍光。就在同時,伽伐尼看到一個驚人現象:吊在鐵架上的兩條蛙腿突然跳動了一下。伽代尼抓住這一“怪事”做了大量試驗,一次他用鋼絲刺穿蛙腿肌肉,當銅絲碰到鐵板的刹那間,蛙腿抽動了一下,換用木針、骨針穿刺,蛙腿不動。試驗說明鋼鐵加蛙腿能產生電流,這就是世界上第一隻電池——青蛙電池。
科學上不乏求梨得桃的事例,解剖學家伽伐尼的發現使他在電學界名聲大振,青蛙電池被命名為伽伐尼電池。伽伐尼在發表的論文中宣稱:電流是來自青蛙體的“動物電”。許多生物學家、解剖學家都讚同他的觀點。意大利帕維大學物理教授伏打,重複做了青蛙實驗,於1787年發表了自己的研究結果。他認為青蛙不是電鰻,不會產生“動物電”,電流的起源是兩種不同金屬的接觸,蛙腿肌肉不過起著驗電器的作用,出現的電流應稱為“金屬電”才對。
以伽伐尼為首的生物學派與以伏打為首的物理學派各持已見,論戰不休。為了證明“金屬電”,伏打用舌頭接觸連通的銀幣和錫片,嚐到特殊的酸味,用金和銀做實驗時是苦味。而單獨舔這幾種金屬則沒有味道,可見隻有當兩種金屬接觸時才有電流。
伏打“吃電流”的實驗轟動了科學界,人們給他一個雅號“品嚐電流滋味的人”。隨後,伏打又用實驗證明“金屬電”還能引起視覺的變化,伽伐尼終於心悅誠服,放棄了“動物電”的觀點。大論戰以科學的勝利結束,伽伐尼於1798年逝世。
經過近5000個日日夜夜,到1800年,伏打終於如願以償,用60塊銅片和銀片堆積產生電。這標誌著靜電時代的結束,動電時代的開始。3月20日他寫信給英國皇家學會會長約瑟夫,宣布已發明一種能產生持久穩定電流的“人工電器官”。