电的历史与八卦

标签: 八卦 物理 原创 | 发表时间:2011-10-18 04:57 | 作者:Albert_JIAO yu
出处:http://songshuhui.net

英国《新科学家》杂志曾评选出了历史上11项“看起来不行却最终改变了世界”的科学,其中包括陀螺仪、复数概念、飞机、数字通信等,而其中排在首位是每天都伴随我们的电。

很多人对于多年前美国发生的大停电事故还记忆犹新,在2003年8月的一天下午,纽约部分地区开始了长达29小时的供电中断,原本安坐在疾驰的地铁里的乘客顿时陷入一片黑暗,困在伸手不见拇指的地铁隧道里;所有摩天大厦的空调全部停止运转,一阵阵夏日的热浪向人们扑面而来;在城市的各条街道上,大量恐慌人群不得不步行回家;工厂被迫停产,商店纷纷结业,冷藏室里的食品大量变质,通信陷入中断,就连曼哈顿岛的联合国总部也未能幸免,很多重要的国际会议都被迫推迟举行。原本繁华的城市陷入了一片死寂,据估计,这次事故造成的经济损失达数十亿美元,纽约的各行各业都受到了影响。很难想象,如果有一天电真的从这个世界上消失了,我们的生活会变成什么样子?

电的历史可以追溯到18世纪,在1745年,荷兰莱顿大学教授Musschenbroek利用盛水玻璃瓶来储存电荷,被称作莱顿瓶,也就是中学物理中学过的电容器,其后科学家证实天上的闪电也是一种放电现象。此时,人们对于电已经初见端倪,可以出乎人们意料的是,这项伟大的发明在开始的几十年里只是沦为了一件玩具,当时完全没有人预料到它日后会如此“飞黄腾达”。

[莱顿瓶的内部构造,图片来自howstuffWorks.com]

电这项新奇的东西最先吸引了魔术师们的注意,他们携带着起电器和莱顿瓶周游各地卖艺,表演的内容有许多种,有时很简单,魔术师先对一个外观与普通玻璃瓶无异、但已经充了电的莱顿瓶“施加魔法”,然后邀请一位观众上台,让他用手碰莱顿瓶两端,此时魔术师带着笑容说“你的手一定很麻吧,我的魔法奏效了”,不知情的观众对魔术师的技艺大加称赞,在花高价买了门票后争先恐后希望去体验一下“奇妙”的感觉。但好景不长,变这种魔术的表演者越来越多,同行竞争越来越激烈,这些江湖艺人不得不变着法儿发明一些更加惊险刺激的项目来,开始时表演电死青蛙,后来表演电死小狗,再后来有一位魔术师声称可以用使人复活,自然吸引了大量观众去观看。那么他是怎样做到的呢?在生物课上,很多人都做过电击青蛙腿标本的实验,已经被杀的青蛙腿神经受刺激后,蛙腿的肌肉还会有力地一下一下的收缩,这位魔术师用的也是这招啦,他找来刚刚执行完绞刑的犯人尸体,通上电后,犯人尸体的手、腿会被电的抬起来,甚至眼睛、嘴也会睁开,人好像复活了一样,台下女观众甚至被吓昏过去。这种恐怖表演在当时盛行了好一段时间。

[藏于美国Bakken博物馆的莱顿瓶实物]

作为研究电的大名鼎鼎科学家之一,富兰克林自然也对表演电的魔术深有兴趣,(关于富兰克林的风筝实验,请参见《富兰克林的风筝实验真实存在吗?》)在很长一段时间里,每个星期他都会举办一个小型聚会,为朋友们表演各种有趣的电学实验,例如制作一个纸蜘蛛,由于同种电荷相互吸引和异种电荷相互排斥,蜘蛛会在两个带有不同电荷的莱顿瓶之间飞来飞去,他有趣的表演每一次都会吸引很多粉丝前来驻足观看。此后他行情大涨,有时还会被邀请到欧洲表演。在当时欧美社会上层和皇室贵族舞会上,人们还时常玩一种“集体触电”的游戏:十几个人手拉手连成一排,排在队伍第一个和最末一个的人分别接触莱顿瓶两端,整个队伍就会同时尖叫着跳起来,很多人沉溺于这项游戏,劲头不亚于现代摇头丸爱好者。可是渐渐地,人们发现一个奇怪的现象,玩这种游戏时,有时只有队伍的前一部分人跳起来,到某一个人就停住了,这很费解,一旦某个人成为这个不幸的角色,就会被议论纷纷,有说他在不久后会遭遇大难,有说这是幸运的象征,有说这个人的生理结构与众不同。直到后来科学家总结出原因,这些人鞋底是湿的,是导电的水将电荷引导到了地下。在1748年,法国人诺莱特在巴黎圣母院外为法国国王路易十五的皇室成员做了一次特别表演,700名修道士手拉手连在电容器两端,如群众所期待的一般,700人几乎同时跳起来,场面令人惊叹不已。

由于电可以刺激人的神经,使肌肉收缩,瘫痪病人对电的治疗作用充满了期待。当时一些医生用电刺激病人的腿后发现,只有在通电时,下肢瘫痪病人的腿才会有一些颤动,停止通电后,又恢复了原样。单纯通电对于治疗瘫痪病人其实没有效果。但当年,欧洲各国的骗子庸医却建立了形形色色的组织,如电治疗协会,电治疗医院,电治疗学校……有人还声称电可以包治百病,从致命的天花到不孕不育症,法国一位医生在学习两年“电疗术”后,制作了一个电磁床,宣称只要人躺在上面就可以获得神奇的疗效,不过这些谎言都很快被揭穿。

当人们对新事物的好奇心逐渐褪去之后,接踵而来的是不断地向科学家提出电到底有什么用的质疑。1831年法拉第发现了可以用磁场来发电,在一次讲座中,一位贵妇人问他“您的发明看起来很有趣,可是实际有什么用呢?”,法拉第回答“新生婴儿有什么用呢”,这成为了经典的名言。不出法拉第所料,在短短四五十年后,19世纪70、80年代美国费城博览会和法国巴黎博览会上,爱迪生的灯泡、留声机,西门子的发电机,贝尔的电话先后展示在了人们的面前,曾经作为娱乐工具和骗子把戏的电力变成了一种新的能源,走进了世界各国。

已发表于《百科知识》杂志

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