动物电的发现

动物电的发现

18世纪末，电学研究从静电领域发展到电流领域，这是一个了不起的飞跃，这个飞跃发端于动物电的研究。意大利学者伽伐尼和伏打在这方面起了先锋作用。

伽伐尼是一位解剖学教授，他是在解剖青蛙时偶然发现电效应的。1780年9月的一天，他和学生一起做解剖实验，一个学生用手术刀轻轻触到了青蛙的小腿神经，这只青蛙立即抽搐了起来。当时，另一学生正在附近练习使用摩擦起电机。伽伐尼注意到青蛙抽搐时，正好是起电机发出电火花的那一瞬间，他没有放过这一机会，立即研究起来。他早就知道，动物有某些特殊行为与电有关。例如从古代人们就发现有两种会放电的鱼，叫电鳗和电鲔。莱顿瓶发明后，人们开始考虑电鳗的电效应可能与莱顿瓶类似。1772年，英国的华尔士发现电鳗的放电是在背脊和胸腹的两点之间，解剖的结果是在鱼体内有一长圆柱体，电就是从那里发出来的。伽伐尼敏锐地感到这是研究动物电的一个极好案例。他想会不会在青蛙体内也有类似的组织？这个现象和手术刀有什么关系？为什么正好在这时起电机也放电呢？

为了掌握其中的规律，伽伐尼安排了一系列实验，选择不同时间，采用不同材料，改变地点和条件，重复进行青蛙试验。起先只用万尖触青蛙神经，然后只让起电机打电火花，但都不能使蛙腿抽搐。

接着，伽伐尼把青蛙用铜钩子挂在花园的铁栏杆上，结果发现在闪电来临时，青蛙也会抽搐，似乎是大气的电进入了青蛙体内。他没有认识到这是两种金属联结的作用，只注意电是如何发自青蛙体内。

后来，伽伐尼又把青蛙放在铁桌上，用铜钩子碰青蛙腿，只要铜钩子另一端触及桌面，即使没有任何其他带电体在场，青蛙都会抽搐。显然，他已触及到了现象的要害，可是，由于动物电的观念太深，他坚持用动物电解释所有现象，以致没有完全解开蛙腿之谜。

在1780年伽伐尼的著作发表以后，欧洲各国对动物电（也叫伽伐尼电）形成了研究热潮，很多人投入到这项实验研究中。其中有一位意大利的自然哲学教授伏打，他细心重复了伽伐尼的实验，发现伽伐尼的神经电流说有问题。他拿来一只活青蛙，用两种不同金属构成的弧叉跨接在青蛙身上，一端触青蛙的腿，二端触青蛙的脊背，青蛙就可以抽搐；用莱顿瓶经青蛙的身体放电，青蛙也发生抽搐，说明两种不同金属构成的弧叉和莱顿瓶的作用是一样的。换句话说，这些现象是外部电流作用的结果。

于是，在伏打的外部电理论（金属接触说）和伽伐尼的内部电理论（神经电流说）之间展开了长期的争论。为了阐明自己的观点，伏打继续进行了大量的实验。他比较了各种金属，按金属相互间的接解电动势把各种金属排列成表，其中有一部分是：锌—铅—锡—铁—铜—银—金—石墨。只要将表中任意两种金属接触，排在前面的金属必带正电，排在后面的必带负电。这样，伏打一举就解释了伽伐尼和其他人做过的各种动物电实验。

1800年，伏打进一步把锌片和铜片夹在用盐水湿浸的纸片中，重复地叠成一堆，形成了很强的电源。这就是著名的伏打电堆。把锌片和铜片放在盐水或稀酸杯中，也可以形成电源，叫做伏打电池。伏打为了尊重伽伐尼的工作，在自己的著作中总是称之为伽伐尼电池。所以，以他们两人名字命名的电池，实际上是一回事。

伏打电堆的发明，提供了产生恒定电流的电源，使人们有可能从各方面研究电流的效应。也可以说由于伽伐尼和伏打的工作，电学进人了一个新的发展时期——研究电流和电磁学的新时期。这个新时期最主要的新发现有三：一是欧姆定律，再就是电流的磁效应和电磁感应。下面就来讲讲电流磁效应的发现。