电池发明史

 1. 制造第一个电池

古人对静电并不陌生——实际上，“电子”这个词在希腊语中的意思是“琥珀”，因为古希腊人知道，用布摩擦琥珀就能产生静电。

本杰明·富兰克林将风筝送入雷雨云，由此证明了闪电也是电的一种形式，不过直到现在，人类还是没有成功驯服闪电。要想研究“电流”的性质，科学家必须设法制造出持续的小剂量电流。

 2. 动物电

1780年，意大利科学家路易吉·伽伐尼在博洛尼亚大学完成了第一步，他提出，动物是由电驱动的。伽伐尼无意中发现，解剖台上的青蛙腿抽搐了一下，当时附近正好有一台静电发电机。伽伐尼打算把青蛙挂在铜钩上晾干，结果铜钩正好碰到了一块铁，两种金属接触的瞬间，青蛙腿再次抽搐起来。于是伽伐尼大胆猜测，青蛙的身体会产生电，虽然它很久以前就已经死了。

锌铜伽伐尼电池示意图

路易吉·伽伐尼，医生、物理学家与哲学家，生物电研究的先驱者。

时任帕维亚大学自然哲学（物理）教授的亚历山德罗·伏特对抽搐的青蛙腿很感兴趣，但他并不相信动物会产生电流。伏特认为，电实际上是两种金属接触产生的。从1793年到1794年，伏特发表了几篇论文来阐述自己的想法，并开始进行下一步的研究。

亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·阿纳斯塔西奥·伏特

 3. 不同的金属

伏特将一片锌和一片银（例如硬币）放在一起，然后用舌头轻轻舔了舔。与两种金属接触的瞬间，他感觉舌尖微微有些刺痛。为了获得更强的效果，伏特想出了个聪明的主意：他制造了许多个这样的“金属三明治”，然后把它们叠到了一起。

不过，锌—银—锌—银的组合无法达到理想的效果，因为每组金属产生的电很快就会被下一组反向叠放的金属抵消，所以伏特需要用能够导电的非金属介质把这些金属片两两隔开，换句话说，他需要的是某种非金属导体。伏特选择了泡过盐水的纸板。所以，“三明治”的结构变成了锌—银—纸板—锌—银—纸板—锌，如此排列下去。他称之为“伏特堆”，又叫“电池”。

一个伏打堆

伏特制造的原始电池相当粗糙，它产生的电压或许只有几伏，不过足以让他感受到电击的力量。伏特用导线把电池两头连接起来的时候，导线的接头也冒出了火花。

1799年，伏特就捣鼓出了电池的雏形，后来他曾为拿破仑做过演示，法国皇帝深受震撼。不过更重要的是，1800年3月20日，伏特写了一封长信给英国皇家学会的会长约瑟夫·班克斯爵士，详细介绍了自己的实验。6月26日，班克斯在皇家学会大声朗读了这封法语信的英文译本：

“我把几十个小圆片叠了起来……银片的直径大约是1英寸（约2.54厘米）锌片的大小和它差不多，数量也完全相同。我还准备了一些……圆形的纸板……它们可以吸收并储存大量……盐水。”

1801年，伏打向拿破仑解释伏打堆的原理

 4. 电击之痛

伏特在信中写道，可以用一根粗导线将电池组与一碗水连起来。“现在，如果把一只手浸到碗里，再用金属片轻轻触碰金属堆的另一头，浸在水里的那只手就会感觉到明显的电击和刺痛，直达手腕，有时候刺痛甚至会传播到手肘的高度……”

他还说：“如果在这套装置的两头分别接上一根探针，然后把两根探针放进耳朵里，那么你的听力就会大受影响。”

现在回头去看，伏打所做的不过是电了自己几下，制造了一点点火花，似乎完全不足为奇。但好戏这才刚刚开始。班克斯读过这封信以后，其他科学家立即开始动手制造电池，他们制造的电池产生了持续的电流，这是破天荒第一次。

有了这样的电池，科学家就能深入研究各种材料的性质，寻找导体和绝缘体。除此以外，他们还能探查电流本身的性质，研究电势（它的单位是“伏”，也就是“伏特”的简称）、电流（安培）、电阻（欧姆）和其他相关知识。

 5. 化学里的电

汉弗里·戴维在伦敦的皇家研究所制作了一个巨大的电池，并用它做了一些令人叹为观止的化学实验。戴维推测，不同的金属接触后一定会发生某种化学反应，因此产生了电流。所以他觉得可以用电流来诱发化学反应，根据这个思路，戴维首次分离出了金属钠和钾。

汉弗里·戴维爵士，无机化学之父

今天我们使用的大部分物品似乎都离不开电。伏特的实验或许是科学史上最为重大的发现。

选自《薛定谔的猫》（Schrodinger's Cat） 作者：（美）亚当·哈特-戴维斯 (Adam Hart-Davis)