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数理化通俗演义: 第三十五回一条蛙腿抽动引起风波，两位能人斗法各显神通——电压的发现
上回说到富兰克林发明了避雷针，但是他又积极参予领导了美洲反英独立战争，英王乔治三世极为恼火，下令要将避雷针的尖头一律改为圆头，皇家学会会长普林格尔据理力争，也被撤职。不过那避雷针的尖头倒始终也未被改掉。 虽然官家蛮横无知，学界却细心有余。话说1786年的一天，意大利解剖学教授伽伐尼正在实验室解剖青蛙，妻子柳契雅是他的得力助手，在一旁侍候。只见他手中的解剖刀一刀下去切开青蛙的腰部，再一刀下去剥出腰部的神经，他又顺手抄过一把精巧的黄铜小钩，一钩穿了过去，随手递给柳契雅，吩咐挂将起来。妻子顺手将这死青蛙挂在实验桌上的一根横铁梁上。当伽伐尼将第二只青蛙剥开皮正准备再下刀时，突然柳契雅惊叫一声：“天呀！青蛙又活了。”她顾不上满手的血污，一把抓住伽伐尼的手臂，叫他快看这个“显灵”的青蛙。只见那只靠近铜钩的蛙腿正在一张一弛，抽搐不停。 伽伐尼向这只青蛙凝视片刻，见它还是不慌不忙地做着表演，便自语道：“我这半生也不知杀过多少青蛙，从来还没有见过这么耐活的小东西，再剥一个试试。”这伽伐尼吩咐柳契雅再取几只青蛙来，手起刀落，游刃如电，一刹时便有五只青蛙也这样铜钩倒挂，铁梁横挑，齐刷刷地排起队来。可是再定神一看，这五只青蛙又都伸开它们的右腿，齐齐地一紧一松，像哭泣时的抽搐，又像是在向教授夫妇做着友好的招手，这回柳契雅可真有点怕了。她返身抱住伽伐尼，瞪着大眼说道：“亲爱的，怕是我们荼毒生灵太多，上帝在发警告吧。”伽伐尼呢，却手握刀柄依着实验台陷入一阵沉思。一会儿他慢慢地说：“上帝如果给宇宙以灵魂，这灵魂是什么呢？是电。”他像突然来了灵感，一把抓住柳契雅大声说：“这话是谁说的？对，是德国哲学家谢林说的，电是宇宙的活力，宇宙的灵魂，无处不有。摩擦时就能发现号珀、丝绸上的电，富兰克林发现了空中的电。我们又发现了青蛙身上的电。”他将解剖刀往桌上一摔，高喊着：“我们又发现了一种电——动物电。“ 1793年的一天伽伐尼来到英国皇家学会表演他的新发现。因为这是继富兰克林之后，人们在电知识方面听到的又一个爆炸性新闻，所以这天皇家学会的报告厅里人们都摩肩接踵，引颈踮脚地来看这场奇怪的魔术。只见伽伐尼在台上布置好一个实验桌，还和那天一样打横放一根细铁梁，上面挂上一溜铜钩，将青蛙解剖一个往上挂一个，那蛙腿也就尽如人意，轻轻动弹起来，直叫在座的这些名教授、学者一个个目瞪口呆。实验完了，伽伐尼又讲了一番凡动物身上都带电的道理，大家好一顿祝贺，伽伐尼夫妇也着实光彩了一番。 不想说者无心听者有意，在台前听讲看表演的有一个中年汉子，虽目不转睛地看伽伐尼操作，却又不肯跟着人们去说一句好。读者，你道此人是谁？他也是意大利人，叫伏打(1745一1827)。这伏打从小聪慧好学，尤爱钻研刚刚露头的电学，24岁时就发表了一篇关于莱顿瓶的论文，引起人们的注意，到1777年发明了电盘，一下又闻名世界，并得到教授之职。已经是个电学行家。今天搞医学解剖的伽伐尼竟在这皇家学会大讲起灵学发现来，他哪能服气。他想，谁知那些青蛙是真死假死，有电无电，待我回家去亲自试它一番再说不迟。 果然数月后，这伏打也向皇家学会送来一个报告，说关于什么动物电，纯是胡编乱造，并说他已经解开这个谜，也要求表演。又过几天他真的又在上次伽伐尼表演的地方摆起了擂台。这天自然又是人头钻动，水泄不通。那伏打照样端来一盘活蹦乱跳的青蛙，也一一杀死剥好，横挑竖挂起来。他做定这些后说：“诸位请到近处一看，哪条蛙腿还会动弹一下？”这听讲的人真地围了上去，有的还带上夹鼻眼铐，果然一排青蛙就像泥捏纸剪就的一般，纹丝不动了，一个个不禁膛目结舌。这时伏打才放下刀子，讲开他的道理： “上次伽伐尼教授说死蛙腿会动是青蛙身上有动物电，其实那是一种错觉。这几日，我仔细研究了一下，伽伐尼教授实验时，是动铜钩钩起青蛙，再挂在铁棍上，实际只要是不同的金属接触就会产生微弱的电流。蛙腿的动是这种电流刺激的结果，而不是他自身带电。你们大概还没有发现今天我在这里表演时，用的是铁钩、铁棍，同一种金属就不会产生电，自然蛙腿也就不动了。可见伽伐尼教授的动物电说不能成立。” 这时人群里挤出一个人来，大声说：“伏打先生，话先不必说死，你有什么根据肯定动物电不存在呢？” 伏打抬头一看，不觉吃了一惊，说话的原来正是伽伐尼本人。这个老头子今天怎么也从意大利赶来了呢？他忙陪个笑脸回答道：“要找根据吗？伽伐尼先生，我刚才的实验就是根据，你看蛙腿不是已经不会动了吗？” “你刚才的表演是真是假，我回头再去检测，现在我先请你看一样东西。” 伽伐尼说罢向后一挥手，立即有他的两个助手从人堆中挤出，抬过一个大木桶来。只听里面僻啪有声，像有什么东西在动。伽伐尼将盖子打开，说声“伏打先生请看”。原来是一条三尺长的大鱼。这鱼长而不宽，圆圆滚滚，猛看倒像条蛇，正贴着桶边飞速地打旋。大概它也发觉人们在议论自己，转几圈之后突然停了下来，贴着桶壁像静听着什么声息。 伏打看这阵势一下摸不着头脑，说：“伽伐尼先生，你是不是要让我解剖这条鱼？” “大可不必，一解剖你又会址到什么铜钩、铁棍上去。我现在只要你伸手摸一下这条活鱼，我们的实验便见分晓，不知你敢无敢。” “这有什么不敢！”伏打想，这一生就是吃鱼也不知吃了多少，何必说摸呢？便卷起袖子伸手向那鱼尾抓去。说时迟那时快，伏打的手也还没弄清是否碰到鱼尾巴，就听他“哎呀”一声，连忙缩了回来，又觉全身麻酥酥，软绵绵一下跌靠在实验台旁，这位电学教授知道自己分明是中了电。 伽伐尼忙上前一步将他扶住说：“伏打先生，你今天可该相信确实是有动物电了吧。幸亏我远道而来，桶浅鱼小，要是我带一条丈余长的大鱼来，你今天真要生命休矣。”说着他又转向那些吃惊的人群说：“自从上次表演之后，我又做了多次实验，证明动物自身是带电的，这种鱼叫电鳗，在它的头脑部两侧的皮肤里就各藏着一个由纤维组织组成，并由神经纤维相连接的蜂窝状发电器。它就是靠放电击倒强敌、捕捉食物的.……” 再说伏打这时才从这突然一击中清醒过来，他听着伽伐尼的讲演，看看那些专家、教授。一般听众一窝蜂似地拥到伽伐尼的周围，倒像今天这场表演是专门为伽伐尼组织的。眼见着自己设的擂台成了别人炫耀的场所，心里好不窝火，无奈眼下一时又否定不了伽伐尼的动物电说，他只好面红耳赤地去拾检自己那些刀剪、钓棍，准备收兵。 正是： 你说绿柳一株树， 我说青松树一株。 好笑青松与绿柳， 都言对方不是木。 却说这次伏打斗法受辱后回到意大利怕维亚大学，从此闭门不出，发誓要钻出个名堂重摆擂台。他这样含辛茹苦地干了七年，终于又有一新的发现。他将一个金属锌环放在一个铜环上(银环更好)，再用一块浸透盐水的纸或呢绒环座上，再放上锌环、钢环，如此重复下去，十次、二十次、三十次叠成了一个柱状，便产生了明显的电流。这就是后人所称的伏打电堆或伏打柱。这柱叠得越高，电流就越强。这是为什么呢？原来伏打经过实验创立了一个了不起的电位差理论。就是说不同金属接触，表面就会出现异性电荷，也就是说有电压。他还找到了这样一个序行：＋ 铝、锌、锡、镉、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、铂 －。在这个序行中任何一种金属与后面的金属相接触时，总是前面带正电，后面带负电。这是世界上第一个电气元素表。只要有了电位差、电势差，即电压，就会有电流。这样人们对电的认识一下子就弹出了静电的领域，就不再是摩擦毛皮上的电，雷雨中的电，莱顿瓶里的电，也不只是动物身上的电，而是能控制流动的电。伏打堆也就成了最早的电池、电流发生器。人们为了纪念伏打，便以他的名字“伏”来作电压的单位。这都是后话。 却说当时伏打的这一发明一传出去，欧洲的科学杂志上几乎每期都是关于伏打电堆实验的报告，人们竞先试制这新奇的玩艺。俄国科学院有个院士叫彼得罗夫，他想这金属环既然是越叠得多产生的电流就越大，我何不就多多地往上叠呢。他一下就叠加了4200个，创造当时伏打电堆的世界之最，并且还出版了一本书，那书名大概也是世界上最长的《关于物理学家彼得罗夫在圣彼得堡外科医学院借助有时由4200个铜环与锌环构成的巨大电池组所作的伽伐尼——伏打实验的消息》。当时伏打电堆热的情况可见一斑。 在这种电学新突破的狂热之中，这次不用伏打自己去设擂台，巴黎科学院便主动邀请他去作一次动人的表演了。1801年11月，伏打带着他的仪器来到巴黎，不只法国的科学家和一般人等，就是伦敦那些当年看过他与伽伐尼斗法的人也有赶来看热闹的。正当大桌子上瓶瓶罐罐，环环片片已摆下一大堆时，伏打先不做实验，却退出桌子，趋前一步，面对观众说：“在表演前，请允许我先向七、八年来一直在和我激烈争论的伽伐尼教授致以崇高的敬意。很不幸的是他在三年前就退出了人世，今天不能和我们共享发现的欢乐。虽然我们观点不同，但没有他的启发和驳难也不会有我今天的发现。我永远感谢他，我们从不可忘记他。” 伏打今天表演的发明又有改进，它已不是一个个金属柱，而是一个个并行的玻璃缸，里面放上稀酸，每个缸都是这边放进铜片，对面放一块锌片，两个缸之间用导线相连，而成一个整体。它产生的电流比那金属环叠起的柱又大了许多。伏打把这装置接好后说：“我们现在就可看到这样产生的电流，第一，它能将水分解。”说着伏打将电的两极插入水中，竟顺着极板的一边冒出了氢气，另一边冒出了氧气。这时台下的人不由喝起彩来。 伏打接着说：“第二，这电还能从金属溶液里将金属重新捞出来。”说着，伏打又将电极插入蓝色的铜矾水溶液中，一个电极上便很快出现一层红色的铜，而且那铜极纯，是我们平常很难见到的。 伏打就这样津津有味地一项一项地报告着他的新发现，听讲的人也早就被他牵走了魂，会场上时而议论纷纷，惊叹不绝，时而又鸦雀无声。正当这种表演达到高潮，伏打为自己终于能有今天的胜利而喜上心头时，突然一个全副武装的法国军官走上台来，在伏打耳旁轻轻说道：“你的表演现在可以收场了，拿破仑将军已在台下听讲多时，他马上要接见你，请你立即到后面休息室去。” 伏打一听此言，真如五雷贯顶，他万没想到拿破仑这个威名赫赫，东征西讨的武人怎么也会混到人群里来听这种书生学者们关心的事。而且当初伽伐尼就是因为不愿宣誓效忠于拿破仑扶植起来的意大利政府而被他无情地解职，郁郁而死的。我今天开讲前那段颂扬伽伐尼的话，拿破仑一定也已听到，恐怕是惹恼了这位凶狠的雷公，要不然他何以要马上召见我呢？伏打越想越觉得凶多吉少，草草收起摊子，向台下的听众道声谢便向后台走去。 要知拿破仑召见伏打是凶是吉，且听下回分解。 |
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