五、伏打电堆的发明

伏打对伽伐尼实验的解释虽然是不全面的，但是，这促使伏打产生了制造一种电流电源的想法．不久，伏打把大量铜圆片和铁或镀锌的圆片交替放置，中间再用一层层曾浸过盐水的纸片或布片隔开，制成了一种后人称之为“伏打电堆”的装置，用以产生持续电流．伏打电堆是我们今天用于照明和许多其他设备上的现代电池的雏形．1800 年 3 月 20 日，伏打从科摩写信给当时国际上科学思想交流的中心——英国伦敦皇家学会，公布了他的发明．他在信中写道：“⋯⋯是的，我向各位报告的这种仪器，无疑会使你们感到惊奇，它只是许多良导体按一定顺序排列起来的集合，有三十片、四十片、六十片或更多的铜片，用银片则更好，每一片上都镀上锡，或者最好是镀上锌，片与片之间隔以一层水，或者其他比普通水导电性更好的液体，如盐水、碱水等．也可以使用在这些液体中充分浸泡过的硬纸板或皮革等等．这些夹层插在一对对或一组组不同的金属对之间，交替放置的顺序总是不变，这就是我的新仪器的全部结构．我说过，这是模仿莱顿瓶或电池的效用而制成的，可以产生和它们同样的电击．诚然，它与上述电池高度充电时的能力差不多，就放电时所能产生的力、爆炸的声响、火花的大小和放电的距离来说，它只相当于一个容量很大的而只充电到很低程度的电池．但是除此之外，它的优点和效能都是这些电池无法与之相比的，因为它不必像这些电池那样要靠外界的电来预先充电，只要我们一碰它，它就能发出电击，而不管碰它的次数是多么频繁．”

伏打电堆的发明为人类获得比较稳定的持续电流提供了电源，使电学从对静电的研究进入到对动电的研究，导致了电化学、电磁学等一系列重大的科学发现．伏打电堆是人类制造的第一个直流电源，但当时对伏打电堆的工作原理的解释是错误的，在它发明后不久，某些科学家就提出了这一点．

关于伽伐尼电流产生的原因，伏打把它归结于不同金属的接触．按照伏打的理论，伏打电堆在工作期间不发生任何变化．但电流沿导线流动， 使它发热，可以使莱顿瓶充电⋯⋯．可是，伏打电堆本身在完成这些工作

的同时却不发生任何变化．这意味着什么呢？这意味着出现了永动机！永动机就是本身不发生变化，而使周围其它物体发生变化的一种不现实的想法．到十八世纪末，科学界已经广泛地承认不可能存在永动机．所以，有许多科学家都否定伏打关于伏打电堆工作原理的理论．意大利的法布隆尼、德国的李特尔分别于 1796 年和 1799 年提出了“化学说”，认为伽伐尼电流来源于电池中的化学反应．1800 年英国的尼科尔逊和卡利斯尔将连接电堆两极的导线浸入水中，在导线上分别析出了氢和氧，从而认识到氢和氧是水被电解的产物，并且认为电池内也应有类似的化学反应．英国化学家戴维也从同一年开始了关于电解的定量研究．他发现了电池的电动势与电解析出物的质量成正比，由此看出化学力与电力是有联系的．1834 年法拉弟在电解研究中得到的电化学当量定理，1887 年尼乌斯提出的电离解理论，都支持了化学说．现在我们把电解看成是伽伐尼电流产生的原因，电池中仅仅发生了能量的转换．