在日常生活中，電池無處不在?，F(xiàn)在每個人都離不開智能手機，但經(jīng)常會對電池的續(xù)航能力發(fā)出抱怨。除了手機和電腦，還有很多常用的電動工具，年輕人和孩子們的玩具或者機器人，乃至重要的電動汽車，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量有很大關系，因為電池用完了，就要再動一次手術專門來替換電池；假如想用風能、太陽能或者其他可再生能源，就要電網(wǎng)有很好的儲能能力；當然還有太空衛(wèi)星，這些都要電池技術。

無處不在的電池

青蛙：電池發(fā)明的大功臣

電池技術這么重要，它是怎么發(fā)明出來的呢？

1786年，在意大利博洛尼亞大學有一個解剖學家叫伽伐尼，他在做青蛙解剖實驗的時候發(fā)現(xiàn)，金屬的解剖刀觸碰到青蛙肌肉的時候，青蛙會跳，腿會有痙攣的現(xiàn)象。這個發(fā)現(xiàn)讓人非常驚訝，他認為這里有生物電。

在公元十八世紀時，人們對電的認識重要來自摩擦起電和自然界的雷電，所以之前跟電有關的現(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，在當時的確是令人驚奇的。1791年這個成果發(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教授伏打的注意。伏打重復并且檢驗伽伐尼的實驗，在重復很多次之后，他想：青蛙腿痙攣的現(xiàn)象，會不會跟生物沒有關系？蛙腿或許只是一個導體？

為了證明這個觀點，他把跟生物有關的因素都除去，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年伏打的這個研究使人們對電的認識從靜電進入到動電。當時征服了意大利的拿破侖認識到這個研究工作很重要，授予了伏打爵士身份。直至現(xiàn)在我們物理學中電壓的單位“伏特”也是以他的名字命名。

當然，這個工作的重要性不僅僅在于得了獎，它為電磁學的出現(xiàn)和發(fā)展奠定了基礎。法拉第的電磁感應實驗是在1831年做的，假如當初沒有伏打電堆，法拉第就沒有辦法做電磁感應實驗，人類就沒有辦法建立電磁學知識體系。

那么伽伐尼是不是錯了？實際上伽伐尼非常堅持自己的看法，他認為自己的實驗是沒有問題的，并且做了很長時間實驗來驗證。伏打說電流來自兩種不同的金屬，伽伐尼干脆去做一個實驗，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)青蛙腿還是會痙攣，這說明即使沒有金屬，沒有外界的伏打電堆，生物也會對電信號有反應，還是存在生物電。

所以伽伐尼也是對的。這個現(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。我們到醫(yī)院去做心電圖、腦電圖，都跟電生理學有關，無論美國還是我國，都在研究神經(jīng)科學、腦科學，這些信號傳輸都是基于人體里離子出現(xiàn)的電流。

可以想象，在十八世紀到十九世紀轉折的階段，伽伐尼和伏打的學術爭論，關于人類知識體系的構建非常有意義。123下一頁