伏特發(fā)明電池的故事

伏特出生于意大利科莫一個富有的天主教家庭里。他對科學(xué)的愛好似乎是自然而然發(fā)生的。十九歲時他寫作了一首關(guān)于化學(xué)發(fā)現(xiàn)的六韻步的拉丁文小詩。伏特在青年時期就開始了電學(xué)實驗，他讀了許多書，他的好友加托尼送給他一些儀器，并在家里讓出了一間房子來支持他的研究。

伏特十六歲時開始與一些著名的電學(xué)家通信，其中有巴黎的諾萊和都靈的貝卡里亞。貝卡里亞是一位很有成就的國際知名的電學(xué)家，他勸告伏特少提出理論，多做實驗。事實上，伏特年青時期的理論思想遠(yuǎn)不如他的實驗重要。隨著歲月的流逝，伏特對靜電的了解至少可以和當(dāng)時最好的電學(xué)家媲美。不久他就開始應(yīng)用他的理論制造各種有獨創(chuàng)性的儀器，用現(xiàn)代的話來講，要點在于他對電量、電量或張力（如他自己所命名的）、電容以及關(guān)系式Q＝CV都有了明確的了解。

伏特制造的儀器的一個杰出例子是起電盤。一塊導(dǎo)電板放在一個由摩擦起電的充電樹脂"餅"上端，然后用一個絕緣柄與金屬板接觸，使它接地，再把它舉起來，于是金屬板就被充電到高電勢，這個方法可以用來使萊頓瓶充電。這種操作可以不斷地重復(fù)。這一發(fā)明是非常精巧的，以后發(fā)展成為一系列靜電起電機(jī)。

伏特強(qiáng)烈地感到，他必須定量地測定電量，于是他設(shè)計了一種靜電計，這就是各種絕對電計的鼻祖，它能夠以可重復(fù)的方式測量電勢差。他還為他的靜電計建立了一種刻度，根據(jù)電盤的發(fā)明，根據(jù)他的描述，我們可以確定他的單位是今天的13，350伏。

1775年由于起電盤的發(fā)明，使伏特?fù)?dān)任了科莫一些學(xué)校的物理教授。他的名聲開始擴(kuò)展到意大利以外，蘇黎世物理學(xué)會選舉他為會員。伏特的興趣并不只限于電學(xué)。他通過觀察馬焦雷湖附近沼澤地冒出的氣泡，發(fā)現(xiàn)了沼氣。他把對化學(xué)和電學(xué)的興趣結(jié)合起來，制成了一種稱為氣體燃化的儀器，可以用電火花點燃一個封閉容器內(nèi)的氣體。他在三十二歲時去瑞士游歷，見到了伏爾泰和一些瑞士物理學(xué)家。回來后他被任命為帕維亞大學(xué)物理學(xué)教授，這是倫巴第地區(qū)最著名的大學(xué)。他擔(dān)任這個教授職務(wù)一直到退休，正是在那里他作出了他的劃時代的發(fā)現(xiàn)。

伏特于1792年去國外作另一次長途游歷，到了德國、荷蘭、法國和英國。他訪問了一些最著名的同行，例如拉普拉斯和拉瓦錫（1743－1794），有時還和他們共同做實驗。他當(dāng)時還被選為法國科學(xué)院的通迅院士，不久又被選為倫敦皇家學(xué)會的外國會員。

伏特在四十五歲生日后不久，讀到了伽伐尼1791年的文章，這促使他去作出了最大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。他開始還有些猶豫，但不久他就開始了工作，用伏特的話說，他實驗的內(nèi)容"超出了當(dāng)時已知的一切電學(xué)知識，因而它們看來是驚人的"。起初他同意伽伐尼用蛙做萊頓瓶的觀點，但幾個月后，他開始懷疑蛙主要是一種探測器，而電源則在動物之外，他還注意到，如果兩種相互接觸的不同金屬放在舌上，就會引起一種特殊的感覺，有的是酸性的，有時是堿性的。他假定，并且也能令我們驚嘆的靜電測量證明，兩種不同的金屬例如銅和鋅接觸時會得到不同的電勢。他測量了這種電勢差，得到的結(jié)果與我們現(xiàn)在所知的它們之間的接觸電勢差沒有多大差別。至少當(dāng)連接肌肉和神經(jīng)的金屬電弧是雙金屬時，只要假定蛙是一種非常靈敏的靜電計，伽伐尼實驗就到了解釋。當(dāng)然，伽伐尼回答說，甚至當(dāng)金屬電弧是單金屬的時，他也能夠觀察到肌肉的收縮。這是一種嚴(yán)峻的反對意見，伏特對這些指出了金屬的不純和其他原因來為自己辨解。

伏特對這個問題進(jìn)行了更深入的研究，使他發(fā)明了伏特電堆，這是歷史上的神奇發(fā)明之一。伏特發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電體可以分為兩大類。第一類是金屬，它們接觸時會產(chǎn)生電勢差；第二類是液體（在現(xiàn)代語言中稱為電解質(zhì)），它們與浸在里面的金屬之間沒有很大的電差。而且第二類導(dǎo)體互相接觸時也不會產(chǎn)生明顯的電勢差，第一類導(dǎo)體可依次排列起來，使其中第一種相對于后面的一種是正的，例如鋅對銅是正的，在一個金屬鏈中，一種金屬和最后一種金屬之間的電勢差是一樣的，仿佛其中不存在任何中間接觸，而第一種金屬和最后一種金屬直接接觸似的。

伏特最后得到了一種思想，他把一些第一種導(dǎo)體和第二種導(dǎo)體連接得使每一個接觸點上產(chǎn)生的電勢差可以相加。他把這種裝置稱為"電堆"，因為它是由浸在酸溶液中的鋅板、銅板和布片重復(fù)許多層而構(gòu)成的。他在一封寫給皇家學(xué)會會長班克斯（1743－1820）的著名信件中介紹了他的發(fā)明，用的標(biāo)題是《論不同導(dǎo)電物質(zhì)接觸產(chǎn)生的電》。電堆能產(chǎn)生連續(xù)的電流，它的強(qiáng)度的數(shù)量級比從靜電起電機(jī)能得到的電流大，由此開始了一場真正的科學(xué)革命。

伏特最偉大的成就是在他達(dá)到相當(dāng)高齡（五十五歲）時得到的，它立即引起所有物理學(xué)家的歡呼。

1801年他去巴黎，在法國科學(xué)院表演了他的實驗，當(dāng)時拿破侖也在場，他立即下令授予伏特一枚特制金質(zhì)獎?wù)潞鸵环蒺B(yǎng)老金，于是伏特成為拿破侖的被保護(hù)人，正如二十年前，他曾經(jīng)是奧地利皇帝約瑟夫二世的被保護(hù)人一樣。1804年他要求辭去帕維亞大學(xué)教授而退休時，拿破侖拒絕了他的要求，賜予他更多的名譽(yù)和金錢，并授予他伯爵稱號。他對政治毫不關(guān)心，只專心于他的研究。

伏特在完成了電堆工作后，實際上就從舞臺上消失了。對他的發(fā)現(xiàn)的利用完全落在其他人身上。他可能是年紀(jì)太大了，無法再與年青的新生力量競爭，也可能在心理上受到了他以前的巨大成就的阻礙。他沒有脫離過學(xué)校，他的工作可能太個人化了，他的著作與教學(xué)中缺乏正規(guī)的數(shù)學(xué)，可能限制了他表達(dá)自己思想的能力。伏特最后八年是在他的坎納戈別墅和科莫附近度過的，他完全過一種隱居的生活。1827年伏特去世，終年八十二歲。