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1786年,在意(yì)大利博洛尼亞大學有一個解剖學家叫伽伐尼,他在做青蛙解剖實驗的時候發現,金屬的解剖刀觸碰到青蛙肌肉的時候,青蛙會跳,腿會有痙攣的現象。這(zhè)個發現讓人非(fēi)常驚訝,他認為這裏有生物電。
在公元十八世(shì)紀時,人們對電(diàn)的認識主要來自摩擦起電(diàn)和自然界的雷(léi)電,所以之前跟電有(yǒu)關的現象,皮毛摩擦、萊頓瓶等都是靜(jìng)電。在(zài)青蛙腿上發現跟摩擦生電一樣的現象,在當時的確(què)是令人驚奇的。1791年這個成果發表以(yǐ)後,引起人們很大重視。
比如,它(tā)引起了(le)意(yì)大(dà)利另外一位大學教授伏打的(de)注意(yì)。伏打重複並且檢驗伽伐尼的實驗,在重複很多次之後,他想:青蛙腿痙攣的現象,會不(bú)會跟生(shēng)物沒有關(guān)係?蛙腿(tuǐ)或許隻是(shì)一個導體?
為了證明這個觀點,他把跟生物有關的因素都除去,用兩種(zhǒng)不同的金屬來產(chǎn)生電流。的(de)確(què),最終他用(yòng)像(xiàng)活潑的鋅和(hé)不活潑的銀或銅這(zhè)樣不同的金屬,浸在有鹽(yán)水的紙板裏,產生了持續的電(diàn)流。這就是人類曆史上第一個(gè)電(diàn)池——伏打電堆。
伏(fú)打親手製作(zuò)的“伏打電堆”,現藏於意大利伏打博物館(guǎn),圖片(piàn)來源:維基(jī)百科
1800年伏打的這個研究使人們對電的認識從靜(jìng)電進入到動電。當時征服了意大利的拿破侖(lún)認識到這個研究工作很(hěn)重要,授予了伏打爵士身份。直至(zhì)現在我們物理學中電壓的單位“伏特”也是(shì)以他的名字命名。
當(dāng)然,這個(gè)工作的重要性不僅僅在於得了(le)獎,它為電磁學的出現和(hé)發展奠定了基礎。法拉第的(de)電(diàn)磁感應實驗是在1831年做的,如果當初沒有伏打電(diàn)堆,法拉第(dì)就沒有辦法做電磁感應實驗,人類就沒有辦法建立電磁學知識體(tǐ)係(xì)。
那麽伽伐尼是不是(shì)錯了?實際上伽伐尼非常(cháng)堅持自己的看法,他認為自己的實(shí)驗是沒有(yǒu)問題的,並且做了很長時間實驗來(lái)驗證。伏打說電(diàn)流來自兩種不同的金屬,伽伐尼幹脆去做一個實驗,不用任何金屬,他用青蛙的神經去碰青蛙腿(tuǐ)的肌肉,發現青蛙腿還是會痙攣(luán),這說明即使沒有金屬,沒有外界的伏(fú)打(dǎ)電堆,生物也(yě)會對電信號有反應,還是存在生物電。
所以伽伐尼也是對的。這個現象在經(jīng)過多年深入研究後(hòu),最終產生了現代的電生理學。我們到醫院去做心電圖、腦電圖,都跟電生(shēng)理(lǐ)學有關,無論美國還是中國,都在研究神經科學、腦科學,這些信(xìn)號傳(chuán)輸都是基於人體裏離子產生的電流。
可以想象,在十八世紀到十九世紀轉折的階(jiē)段,伽伐尼和伏(fú)打(dǎ)的學術爭論,對於人(rén)類知識體係的構建非常有意義(yì)