在日常生活中，電池?zé)o處不在?，F(xiàn)在每個(gè)人都離不開智能手機(jī)，但經(jīng)常會(huì)對(duì)電池的續(xù)航能力發(fā)出抱怨。除了手機(jī)和電腦，還有很多常用的電動(dòng)工具，年輕人和孩子們的玩具或者機(jī)器人，乃至重要的電動(dòng)汽車，核心都要用到電池。

除了這些大家耳熟能詳?shù)奈锲?，其它方方面面也都要用電池。比如，有一些病人安裝心臟起搏器，心臟起搏器電池壽命就和病人的生活質(zhì)量有很大關(guān)系，因?yàn)殡姵赜猛炅耍鸵賱?dòng)一次手術(shù)專門來替換電池；假如想用風(fēng)能、太陽(yáng)能或者其他可再生能源，就要電網(wǎng)有很好的儲(chǔ)能能力；當(dāng)然還有太空衛(wèi)星，這些都要電池技術(shù)。

無處不在的電池

青蛙：電池發(fā)明的大功臣

電池技術(shù)這么重要，它是怎么發(fā)明出來的呢？

1786年，在意大利博洛尼亞大學(xué)有一個(gè)解剖學(xué)家叫伽伐尼，他在做青蛙解剖實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，金屬的解剖刀觸碰到青蛙肌肉的時(shí)候，青蛙會(huì)跳，腿會(huì)有痙攣的現(xiàn)象。這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓人非常驚訝，他認(rèn)為這里有生物電。

在公元十八世紀(jì)時(shí)，人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)重要來自摩擦起電和自然界的雷電，所以之前跟電有關(guān)的現(xiàn)象，皮毛摩擦、萊頓瓶等都是靜電。在青蛙腿上發(fā)現(xiàn)跟摩擦生電相同的現(xiàn)象，在當(dāng)時(shí)的確是令人驚奇的。1791年這個(gè)成果發(fā)表以后，引起人們很大重視。

比如，它引起了意大利另外一位大學(xué)教授伏打的注意。伏打重復(fù)并且檢驗(yàn)伽伐尼的實(shí)驗(yàn)，在重復(fù)很多次之后，他想：青蛙腿痙攣的現(xiàn)象，會(huì)不會(huì)跟生物沒有關(guān)系？蛙腿或許只是一個(gè)導(dǎo)體？

為了證明這個(gè)觀點(diǎn)，他把跟生物有關(guān)的因素都除去，用兩種不同的金屬來出現(xiàn)電流。的確，最終他用像活潑的鋅和不活潑的銀或銅這樣不同的金屬，浸在有鹽水的紙板里，出現(xiàn)了持續(xù)的電流。這就是人類歷史上第一個(gè)電池——伏打電堆。

伏打親手制作的“伏打電堆”，現(xiàn)藏于意大利伏打博物館，圖片來源：維基百科

1800年伏打的這個(gè)研究使人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)從靜電進(jìn)入到動(dòng)電。當(dāng)時(shí)征服了意大利的拿破侖認(rèn)識(shí)到這個(gè)研究工作很重要，授予了伏打爵士身份。直至現(xiàn)在我們物理學(xué)中電壓的單位“伏特”也是以他的名字命名。

當(dāng)然，這個(gè)工作的重要性不僅僅在于得了獎(jiǎng)，它為電磁學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。法拉第的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)是在1831年做的，假如當(dāng)初沒有伏打電堆，法拉第就沒有辦法做電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，人類就沒有辦法建立電磁學(xué)知識(shí)體系。

那么伽伐尼是不是錯(cuò)了？實(shí)際上伽伐尼非常堅(jiān)持自己的看法，他認(rèn)為自己的實(shí)驗(yàn)是沒有問題的，并且做了很長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。伏打說電流來自兩種不同的金屬，伽伐尼干脆去做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不用任何金屬，他用青蛙的神經(jīng)去碰青蛙腿的肌肉，發(fā)現(xiàn)青蛙腿還是會(huì)痙攣，這說明即使沒有金屬，沒有外界的伏打電堆，生物也會(huì)對(duì)電信號(hào)有反應(yīng)，還是存在生物電。

所以伽伐尼也是對(duì)的。這個(gè)現(xiàn)象在經(jīng)過多年深入研究后，最終出現(xiàn)了現(xiàn)代的電生理學(xué)。我們到醫(yī)院去做心電圖、腦電圖，都跟電生理學(xué)有關(guān)，無論美國(guó)還是我國(guó)，都在研究神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)，這些信號(hào)傳輸都是基于人體里離子出現(xiàn)的電流。

可以想象，在十八世紀(jì)到十九世紀(jì)轉(zhuǎn)折的階段，伽伐尼和伏打的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論，關(guān)于人類知識(shí)體系的構(gòu)建非常有意義。123下一頁(yè)