主题：【原创】电的故事 -- 温暖的夜

先前，从吉柏到富兰克林，人类总算是如愿和琥珀仙子成功搭讪，但她总是犹抱琵琶半遮面，带有半分羞涩。我们先后使用出起电器来引她出现，莱顿瓶来向她示好，现在需要面对面进一步加深交流。不难发现，莱顿瓶中的电在导通时便会瞬间放电，想进行真正意义上的电学实验，必须要能提供持续不断的电流。解决这个问题的是一只青蛙，外加一些看起来不太适合上桌的脑袋。

1780年，意大利的解剖学教授Luigi Galvani发现在起电器没有给蛙腿通电时，青蛙腿也会发生痉挛。当蛙腿两端连接在两种不同的金属上，蛙腿产生抖动现象。Luigi Galvani认为，这是一种由动物本身的生理现象所产生的电，称为动物电。他的好友伏特在重做这个实验多次后提出新的观点，伏特认为电是由不同的金属所产生，即两种不同的金属在一定条件下会产生电流。

关于化学变化引起的电能，还有这样一个故事。瑞典一位失明了23年的妇女，拔去几颗蛀牙以后，重见光明了。医生分析了她重见光明的原因：失明前她补过牙齿，补牙的东西里含有金和银，这两种金属和唾液作用形成了一个小“电池”。“电池”发出的微弱的电流刺激了她的神经。由于她对这种刺激特别敏感，便失明了。如今“病根”一除，便复明如初了。

伏特不断重做Luigi Galvani的实验，有时候还把自己当作青蛙，用不同的金属触在舌头的两端。他的努力最终获得了回报，他把一张硬纸放在盐水中浸湿，然后夹在铜片和锌片之间，果真得到了比较稳定的电流。这其实上就是电池的原理，将化学能转化成电能。把铜和锌两端各引出一根导线，两根导线相互靠近时，便发出火花和爆炸的声响，甚至能把人的手臂击麻。

有意思的是尽管和 Galvani发生过激烈的争辩，当人们把电池取名为伏特电池时，伏特还是谦虚的说应该叫Galvani电池。

1801年伏特在法国科学院表演了他的实验，当时拿破仑也在场，他立即下令授予伏特一枚特制金质奖章和一份养老金。伏特的电池发明为后面的电学实验铺平了道路，为了表彰他的贡献，科学界将电动势的单位规定为伏特。

在十七世纪的欧洲，殖民的需要使磁学受到极大的重视。例如前文所述的吉尔伯特他最大的成就就是那部《论磁》，他宣称地球本身是一个巨大的磁体，这在当时是超时代的思想。而电的研究似乎仅仅出自于对自然现象的好奇，这只是尝试一种解释的艺术。牛顿在想出万有引力时并不知道这个公式有什么用，然而解释到最终也只是解释，它只代表人类的认知。通常，一个理论必然先有一个假设，比如光速不变之于狭义相对论，之后所有的推论必须在逻辑上存在相容性，而只有非常成熟的理论才可以用数学公式的形式表达出来。对于通俗意义上的电磁学，这个公式便是麦克斯韦方程，因此电的研究故事应该到麦克斯韦为止，之后的以爱因斯坦为代表的几位科学家努力使电变得有用，从在纽约铺设电网开始，人类进入了电的时代，电的故事才算讲完。

老鼠拖油瓶,大头在后头呢.

而且是一个油瓶后头又带两个油瓶,每个后头又带两个...

在序中，被伽利略称做伟大到令人嫉妒的吉尔伯特（William Gilbert，1540年－1605年）发明了起电机并提出了电的概念。而英国人格雷和法国人杜菲发现了导体和存在不同种类的电荷，对于进行真正的电实验还有许多难题要解决。其中最先解决的是电的存储问题。

由于起电机只能产生瞬间的电流，于是许多人对如何储存电荷产生了极大的兴趣。

1745年普鲁士的一位副主教克莱斯特（Ewald Georg von Kleist，1700-1748）在实验中利用导线将起电机发出的电引向装有铁钉的玻璃瓶。当他用手触及铁钉时，受到猛烈的一击，由此发现了放电现象。

1746年，荷兰莱顿大学的物理学教授马森布罗克（Pieter von Musschen,1692～1761）总结出了把带电体放在玻璃瓶内可以把电保存下来。他和他的律师朋友先后被带电的玻璃瓶电击，他写信给巴黎学会说，这是一个可怕的实验，我提醒你们千万别去尝试，不过为了法兰西帝国，还是再试一次吧。

这种可以保存电的莱顿瓶在当时引起极大的轰动，人们用莱顿瓶进行了大规模的实验。有用来电杀老鼠的，有用来点酒精和火药。其中规模最壮观的一次示范表演是法国人诺莱特在巴黎圣母院前作的。诺莱特邀请了法王路易十五的皇室成员临场观看表演。他调来了七百个修道士，让他们手拉手排成一行，全长达900英尺，约275米，队伍十分壮观。让排头的修道士用手拿住莱顿瓶，排尾的修道士手握莱顿瓶的引线，接着让莱顿瓶起电，结果七百个修道士因受电击几乎同时跳了起来，在场的人无不为之目瞪口呆。

在18世纪中叶，欧洲正在就莱顿瓶的用途和为什么能存储点产生激烈的辩论，这股风潮同样吹到北美。一位英国学者向富兰克林邮寄了一只莱顿瓶。是的，就是那个benjamin.Franklin，拥有传奇的一生，因为他的卓越贡献，美国人曾通过全民表决奖励了他100美元。自从获得了莱顿瓶，富兰克林立即沉迷了。富兰克林创造出了电蜘蛛（黑色蜘蛛，处于电场中会转圈跳起来），电鱼（水平举着，当你松手时它会快速飘向导体，就像在游），魔画（画中的英国国王戴着王冠，试图拿走皇冠的人都会受到重重的电击）等消遣之物，但他并未发现电的其他用途。他写信给他在英国的朋友道：“就算电的发现没有其他用途，他也起码可以让自负的人变得自卑。”富兰克林和大多数人一样，相信没有不同类型的电，只有带有正负极的电流。他懊恼的是，没有创造出任何证明电对人类有用的东西。

富兰克林在河边举行了一个盛大的宴会。“有只倒霉的火鸡将被电死，然后电烤叉将会用来做我们的晚餐，火是用电瓶点燃的，所有来自欧洲的著名电学家们，都举起从起电器里放出来的带电美酒。”富兰克林如是说。结果是倒霉的富兰克林在电火鸡的时候自己晕倒了，电全方位，从头到尾，贯穿了他，使他麻木，一直到第二天清晨才恢复。

1952年，富兰克林进行了著名的引雷实验。将用十字架和丝带做成的风筝在雷雨天放飞，一开始，并未出现他所期待的闪电。正当他感到失望时，雷声轰隆，松弛的麻绳不断向上紧绷，被电击过的富兰克林小心翼翼去触碰麻绳的末端，结果看到清晰的电火花。幸运的富兰克林逃过一劫，因为闪电并未直接击中他的风筝。而另一位喝伏特加的朋友就没有这么幸运了，根据富兰克林在书中的记载，住在圣彼得堡的瑞典科学家Georg Richman重复了一个实验，不幸的是，他受到电击，当场死亡。

大难不死的富兰克林名声鹊起，很快成为欧洲名人，被人们称为18世纪的普罗米修斯。早有欧洲学者偶然发现莱顿放电的声音有点类似闪电声，富兰克林的实验证明闪电只是云层放电的电火花而已，只是比较激烈。富兰克林提出假说：电是一种在平常条件下以一定比例存在于一切物质中的要素。他还发现，电可以从一个物体转移到另一个物体，在任一绝缘体中，总电量是不发生变化的。这一结论就是近代电学中所谓的电荷守恒定律。他还第一次用数学上的正负概念来说明两种电荷的性质，说明了电的来源和在物质中存在的情况，说明了一些电介质的特性。

富兰克林根据雷电的性质发明了避雷针，只是当时被雷击还被视为是上天的惩罚，直后来，在装有避雷针的建筑完好无损，而周围的建筑被毁灭，科学才战胜了愚昧。

benjamin.Franklin，一位宣扬诚实和节欲的清教主义者，在政治，哲学等领域有不错的成就，居然还能在电学上占有如此重要的地位。“诚实和勤勉，应该成为你永久的伴侣。”，富兰克林给人类留下了许多科学财富的同时，他的自传也给后人留下了精神财富。出身平民的富兰克林，在工作繁忙的同时，利用个人努力，造就了一个传奇。

序

注：由于是重温历史，所以假设我们现在并不知道任何关于电的东东。

公元前600年，希腊七侠之一的泰勒斯在家玩弄一块珍贵的琥珀，恋物癖发作，不断反复用自己的长袍去摩擦琥珀，让它看起来更光亮，最后把它放在桌上，突然，泰勒斯发现桌上的一片羽毛向琥珀飘去。泰利斯拿开羽毛，一松手，羽毛依然被琥珀吸住了。泰兄不知道为什么琥珀可以吸引小物体，但是他还是把这个现象记录下来。

《吴书》曰：虞翻年十二，客诣翻兄，不遇之，乃与客书曰：“虎魄不受腐芥，慈石不受曲针。”这句虎魄不受腐芥很值得玩味。虎魄不受腐芥，那么虎魄必然有“受”的东西，那么倒底是“受”什么，也就可想而知了。

古人在很早便发现静电现象，可是却未总结出静电。一直到16世纪末，才有人对静电现象进行了深入研究。并且提出了英语中“电”感念，electricity，这个词来源于古希腊字“ηλεκτρου”，它本来的意思是“琥珀”。

这位“电学之父”较少出现在物理课本上，以至于当和别人谈起吉尔伯特这个名字时，通常对方的反应是他进了几个球。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、明矾等做样品，作了一系列实验，发现经过摩擦，它们都可以具有吸引轻小物体的性质。当时已经有了磁的概念，吉尔伯特指出，琥珀现象与磁现象有本质区别的另一类现象，他第一个称电吸引的原因为电力。为啥不同呢？经过实验，带电体被加热或放在潮湿的空气中，它的吸引能力就消失了，这显然和磁体不同。

吉尔伯特还发明了第一只试验用的验电器。原理很简单，他用一根极细的金属棒，中心支承在支座上，使棒可以自由转动。当摩擦后的带电物体靠近金属棒时，金属棒会被吸引而向带电体转过来。由此可以探测物体是否带电。

吉尔伯特首次证实电是可以人为产生的，自从他去去世以后的半个世纪，电学的发展缓慢。

直到1660年，继吉尔伯特之后，马德堡市长格里克继续做起摩擦起电实验。这位一般人都比较脸熟，因为他强迫很多马去拉开一个抽空空气的球，还以此为乐。做静电实验时，他把小硫磺球放在木盘中滚动，由于摩擦而使硫磺球带电，当其他东西与硫磺球接触的瞬间，便会产生电火花。1672年，他又做了改进，把更大的硫磺球装在一个轴上，用架子架起来，摇把使硫磺球旋转，用手或布接触球体，就能摩擦起电，产生比以往大得多的电荷．这在当时可算得上是一台比较完善的摩擦起电机了。

这时，一些科学巨匠，例如牛顿和波义耳等都先后注意到静电现象，可是未做出深入研究。对静电研究起决定性作用的是两位小人物。

英国人格雷是一位染匠，晚年在英国卡尔特修道院靠养老金生活。但他不因此而虚度光阴，在修道院里做起了静电实验（格雷：哥玩的不是静电，是寂寞）。1729年，格雷在实验中发现，插在带电玻璃管端部的软木塞也能够像玻璃管那样吸引羽毛，这位老人敏感地意识到木塞不是靠摩擦而是靠传导带电的，这可是一个了不起的发现。格雷通过实验发现，金属丝、湿绳子等能传导电，而蚕丝等不能传导电。1733年，格雷正式发表了他的研究成果。

杜菲是法国皇家花园的管家，他在格雷的基础上继续进行研究。发现玻璃带电和琥珀带电是不同的，他总结出”同性相斥，异性相吸“的规律，并改进了尔伯特的验电器作了改进，制成了金箔验电器。当通电时，金箔会打开。

值得一提的是，杜菲开创了用电“自虐”的先河，他曾用自己的身体作带电实验。他让别人用丝绳把自己吊起来，当他身体带上电而别人靠近时，他感觉到针刺般的电击。之后在电学发展史上，出现了用电容自虐的莱顿热等潮流，这不得不说明人们对新鲜事物的探索和好奇，至少现在没有哪个傻瓜会没事想电自己一下。

至此，人类发现了静电现象，并知道了异性相吸，存在导体等规律。此时还没有任何理论基础出现，围绕这些现象，背后的思考开始展开，电学也开始发展了。

楼主啊，做银腰猴稻……