江玉安
意大利是文藝復興的發(fā)源地、近代科學的奠基地,科學的重要據(jù)點是大學,意大利的幾所古老大學在科學的奠基與發(fā)展中起到了重大的推動作用.帕多瓦大學因維薩里的解剖教學而成為歐洲的醫(yī)學教育中心,比薩大學則因伽利略在比薩斜塔的自由落體實驗而著名,博洛尼亞大學更是世界上最古老的大學,創(chuàng)建于1088年.1988年,430所歐洲大學校長共同簽署的“歐洲大學憲章”中,博洛尼亞大學被正式認定為所有歐洲大學的母校,也即“歐洲大學之母”.但丁、彼得拉克、哥白尼、伽利略這些文藝復興時期的風云人物都曾在這里學習或執(zhí)教過,而伽伐尼與伏打開啟的化學電時代則是公元1800年前后博洛尼亞大學最激動人心的樂章!
用絲綢摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒都可以起電,這是初中物理中的摩擦起電實驗,早在古希臘時期,人們就認識到琥珀經過摩擦可以吸附羽毛.希臘人把琥珀稱為“electron”,這就是“electricity”(電)這個字的由來.古希臘人發(fā)現(xiàn)了電現(xiàn)象.但對電知之甚少,
文藝復興時期,電重新引起了人們的興趣.1745年,在荷蘭萊頓出現(xiàn)了萊頓瓶這樣的靜電收集裝置.萊頓瓶是內外表面由錫箔覆蓋的玻璃瓶,可以作為電容器收集電.1752年的一個雷雨天,美國的富蘭克林做了一個著名的電學實驗,他放飛一個特制的風箏.牽著風箏的線上連著一把金屬鑰匙.當云層中出現(xiàn)閃電時.富蘭克林立刻握住鑰匙,頓時火花迸出,就像萊頓瓶放電一樣.富蘭克林收集了雷電,并證明了閃電與萊頓瓶中產生的電相同,他還發(fā)明了第一支避雷針,
天空中有閃電,海水中有電嗎?1772年,約翰,華爾士從東印度公司退休,組織了一次航行.他想在海中尋找神奇的電.大自然的奇妙讓他在海中發(fā)現(xiàn)了電鰩,電鰩通過放電來捕獵食物,獵物被電擊中發(fā)生抽搐就失去了抵抗力.這種現(xiàn)象引起了電與生命的聯(lián)想:電可以治病,甚至可以起死回生.后來電療與電刑變成了實實在在的行動.像電鰩這樣的生命體放出的電.可以稱為生物電.
摩擦起電、大氣閃電、電鰩放電都是瞬時性的,不能持續(xù).真正發(fā)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定電流的是意大利帕多瓦大學的物理學家伏打,不過,啟發(fā)他獲得這一重大發(fā)現(xiàn)的卻是意大利博洛尼亞大學生物學教授伽伐尼.1780年,伽伐尼想研究一下生物電.伽伐尼是教授,也是解剖學家、醫(yī)生,他經常帶領學生解剖青蛙,留下的青蛙腿常常變成他的盤中美餐.有一天,他心血來潮.想試一試電對青蛙腿的作用.他發(fā)現(xiàn)起電機發(fā)出火花后.如果青蛙腿與手術刀接觸會震顫痙攣.但如果手術刀是絕緣的,就不會產生上述現(xiàn)象,他還偶然發(fā)現(xiàn).把鉤住青蛙(解剖過,去皮)的銅鉤子掛在鐵欄桿上,同時把青蛙腿也叉在鐵欄桿上時,青蛙腿就會抽搐收縮.他進一步研究發(fā)現(xiàn),只要相互連接的兩種不同金屬同時接觸肌肉,抽搐也會發(fā)生.1791年,伽伐尼發(fā)表了動物電理論,認為一切動物都帶電,電積蓄在肌肉中.金屬與肌肉接觸時,就會使動物放電.
伽伐尼的實驗震驚了科學界,一時.動物電的研究成為風潮,青蛙成為最大的受害者.意大利帕多瓦大學物理學家伏打看到這一成果后,也開始了相關研究.他發(fā)現(xiàn),如果用相同的兩種金屬接觸蛙腿,抽搐不會發(fā)生.他曾在自己身上做過實驗,把一枚銅幣和一枚銀幣分別放在舌頭上下,每當銅幣與銀幣在舌頭的側面接觸時,他就感到嘴巴里產生了明顯的味道.他認為,味道表示電荷的存在,而兩種不同的金屬才是起電的關鍵!兩種金屬外加潮濕的液體,如果形成閉合回路,就會有電流產生.通過這個原理,他制造出了最早的電池——伏打電池.1800年,伏打給英國皇家學會寫信,描述了他發(fā)明的第一個電池.另外,他把鋅片、銅片和浸有鹽水的硬紙片交替疊加起來,形成了多個電池串聯(lián)成的電池組,被人們稱為伏打電堆.伏打電堆可以提供穩(wěn)定持續(xù)的電流.伏打電池是19世紀最重大和最有影響的發(fā)現(xiàn)之一,美國《科學》雜志把伏打電池評為有史以來最重要的11項化學光輝成就之一,
電池與望遠鏡、顯微鏡一起成為科學家手中重要的科學儀器.化學家戴維用伏打電堆分解化學物質,先后發(fā)現(xiàn)了鉀、鈉等10余種元素,成為歷史上發(fā)現(xiàn)元素最多的化學家.日常生活中,電池不但能為手電筒、手機、電腦等提供電源,而日.可以為電動自行車、電瓶車、電動汽車提供能源.
伽伐尼和伏打的偉大發(fā)現(xiàn)留下了深刻的歷史印記.在英語詞匯中,電流計、電鍍、驗電器名稱中都包含了伽伐尼的名字,而電壓單位則川的是“伏特”.伏打的發(fā)現(xiàn)甚至引起拿破侖的關注,拿破侖授予伏打“倫巴第伯爵”的稱號和參議員榮譽,美劇《絕命毒師》也向伏打致敬.專門安排一集,講述白老師在荒野因陋就簡,用電池原理啟動汽車脫險的故事。endprint