一切都始于火花

    电是18、19世纪的一个新奇的东西,人们对它充满了好奇以及恐惧。因为当时的人们大多都理解电为自然界的一大现象,而它在大自然中最有危力的展现就是闪电。而当时的人们对闪电是没有多少了解而且比较惧怕的,而当时的科学家却用理性看这个世界,所以电不久之后将被人们熟知并且广泛应用。那么电到底是什么呢?它的本质又是什么呢?它的作用和危力有多大呢?电又是如何从当时人们的恐惧甚至新奇,变到现在的广为人知、广泛应用的呢?

    现在,闭上眼睛,想象一个没有电的世界,那是黑暗的,寂静的。没有了电,这个世界将会完全变成另外一个样子,而18世纪正是这样的时刻。一切都始于一个火花,18世纪初,牛顿的头号对手胡克死了,所以牛顿开始着手把自己的朋友和信任的人安插在各个地方,而霍克斯比就是其中之一,而他演示了一个实验叫做“旋转的玻璃球”。过程是这样的:从玻璃球中抽出空气,旋转球体,把手放在旋转的球体上,球内有一股奇妙的光标出现在了手的轮廓上,那是一股蓝光,随着旋转,这股蓝光有规律的分散到别的地方。这是一个非常神奇的实验,对当时的人们来说,这简直就是不可思议,因为在18世纪的欧洲人们认为上帝控制这一切,这种光是多么的神奇。而霍克斯比没有意识到,也正是他的这股蓝光引起了人们的思考。虽然说这部机器没有让大部分科学家接受,但是电狂热的席卷欧洲,人们开始思考,我们可以如何控制电?而控制的电之后又有什么用处呢?

      而霍克斯比的实验,引发的很多科学家们对电的思考以及猜想。就比如斯蒂芬格雷,他就认为电可以移动,就像水一样,水可以流过很多地方,而电也可以流过很多地方。所以他认为,有一个叫做电流的东西,而这种电流可以通过某些物体,不能通过其他的物体。所以他就把物质分成了两类,一类是绝缘体,一类是导体。绝缘体就是将电荷保留在自身,不让其通过;反之,导体就是允许电荷通过的,而如今电塔的工作原理正是这样的。格雷也做了一个实验证明了他的猜想,但是他的这种实验不能长期的储存电,那么人类如何储存电呢?当时的一位学者莱顿对这个问题有了突破,他想如果电可以流动,像水一样,那就可以尝试用储存水的方法储存电。他的实验是这样的:把一个玻璃瓶装四分之一的水,然后把导线放入,用发电机导电,把瓶子的盖子盖上,然后把瓶子放在绝缘体上。但是经过了很多次实验,这样都是无法储存电的,有一次,不知道是怎么的,他忘记了把瓶子放在绝缘体上的这个步骤。他放在手里,然后用手去摸了瓶盖上的导线,极强的电击使他几乎要摔倒,而神奇的是,这种瓶子可以储电几个小时,甚至几天。而把水倒在地上,电击性更强,这是传遍了全球的科学新闻,多么神奇的事情。但是人们对它的原理一无所知,只是对它感到惊奇和新鲜。但为什么泄露电越强?电是什么?原理又是什么呢?一切都是谜。

      而此时突破又出现了,这个人是本杰明富兰克林,他是一个英国殖民地的美国人,他对电也很感兴趣,但是他研究电的其中一个重要目的是想要支持美国独立的。因为当时英国政府一直在压迫美洲的人民,所以他想要证明英国政府不了解电,但是他了解,他可以用理性来解决电,也可以让自己的国家稳定的立在这个土地上。而和英国人有很大瓜葛的法国人非常支持他反英,支持他的方法就是支持他的实验。而富兰克林认为闪电和人造电是相同的,但他并没有做实验来证明,于是法国人就按照他的思路做出了实验,他们用长杆立在户外的地上,长杆会捕捉电(也就是闪电),捕捉之后就可以知道闪电到底是什么。暴风雨来临了,电的火花揭示了闪电和人造电是相同的。可能在于我们看来,这可能只是一个非常微小的结论,但是对于当时的人来说,这是一种重大的结论,因为电属于自然力量,而人竟然可以造出和自然力量相同的东西,这就说明人是可以控制自然的。不敢想象当时的人们听到这样的消息会对上帝有一种怎样的思考。因为是莱顿发明了储存电的瓶子,所以可以储存电的瓶子的名字就叫莱顿瓶。而富兰克林开始思考:为什么莱顿瓶放在手里时电最大呢?为什么电不会一次用完呢?

      现在我们知道了电的本质是正电荷的流动抵消了负电荷,而莱顿瓶就是一个典型的例子。如果瓶子放在绝缘体上,只有少数的电荷积聚在水中,因为负电荷通过导线进入了水中,只会堆积在水里。而如果手拿着瓶子,正电荷会从地面通过人体被吸引到瓶子外面,并试图抵消屏中的负电荷,但是正负电荷无法互相抵消,因为玻璃是绝缘体,所以玻璃两边的电荷越来越多,再用另一只手触摸顶部时,就构成了一个回路,允许屏中的负电荷通过手传递到外面与正电荷相互抵消,而电荷的运动会导致电击,通常会产生火花。

但电的进一步发展是在两个意大利学者之间,一个人名叫路易加尔瓦尼,一个人叫做伏特。他们两个是完全不同的人,加尔瓦尼是一个思想保守的人,伏特是一个思想不受约束的人,这是他们最大的区别,但也是最重要的区别。他们唯一相同的地方可能就在于他们两人对电都十分着迷。加尔瓦尼认为动物的肌肉中有一种特殊物质,他称为动物电,生物体上独有的东西。就是说,他把青蛙的下半身给截下来,然后把皮尽可能的剥掉,显现出肌肉中的神经,然后用导线去刺激神经,这样蛙腿就会动,但实际上导线是没有连接电的,所以他就认为:生物的体内是有电的,这种很特殊的物质,他称之为生物电。而伏特认为动物电简直就是瞎扯,在理性的世界里根本没有它的容身之地,它认为不是肌肉在释放电,电一定是来自其他地方。但是到底来自哪里呢?他开始寻找外界的电源,他把金属含在一起,舌尖会有一种很微弱的刺痛感,那么怎样可以使它变强呢?在阅读了大量书籍之后,他产生了一个想法:电鳐的不同腔室里都有电,每一个电都很微小,但在一起就可以发出成倍的电。于是通过这个启发,他决定建造人工电鳐,从而捍卫他的观点。

      他仿造的电鳐的多个腔室,只不过是用金属制成的,他起来了一𠆤铜板,在上面放了一张浸泡了稀酸的纸片,然后在上面放另外一个金属板,他重复的这个过程。他做的是一个金属堆,后来称之为电堆。这是科学史上的里程碑,然后他把两根导线分别连接在电堆的两边,用导线的另一端碰触舌头,他能尝到电的味道,但是比两块金属更强,更稳定。这种从电堆里流出的电叫做电流,而这可以说就是纯粹的电器设备,可以说是第一个电池,因为它所产生的电是持续的。在后来两百年的探索之中,我们终于明白电是什么。金属中的原子像所有原子一样,有电的电子围绕着原子核,但在金属中,电用自己独特的方式共享外层原子,电子可以从一个原子移动到另外一个原子,如果再从时间内,沿同方向移动,累积的效果就是电荷的运动,而电子的流动就是电流。而电预示着的,是新时代的开始,这一个时刻标志着一个时代的结束和另外一个时代的开始。当时最出名的科学家是戴维,他在研究持续性放电,他有两根碳棒连接在电池上,然后把尖端靠近持续的电流,碳棒的两端发出炫目的火花,光明冲破黑暗,戴维的弧光标志着一个时代的结束,而也正是我们这个时代的开始。电似乎有着起死回生的力量,充满了奇迹和浪漫的世界结束,理性、工业、科学开始主宰世界。

      后来法拉第发现了电磁之间的关系和他们之间的作用,工程师们和科学家们把美洲大陆到欧洲大陆之间的电缆建立了起来,爱迪生的团队发明出了白炽灯,更是有数学家用公式揭示了电的无形的磁场。科学家们一批又一批的去研究,去证明,去猜想,他们用电改变了世界,他们又发现了那些与无伦比的东西,所以电对于他们来说是意义重大的,毕竟放在当时那个大背景下来说,这种思想是超前的,是前无古人的,他们在烛光照亮的实验室中,第一次有了电光,第一次有了被电光、被自己“创造”的电光照亮的感受,那对于人类的科学史来说,也是如此的伟大。

      火光的出现,正是电的时代的开始,但是在这背后显现的都是什么呢?是当时自由的思想,是人们渴望探究的热情,是人们的热爱,是环境的自由,是不被约束,追求理性和真相的科学。但这一切都可以包含在那个时代的风气中,那样的风气实在是令人向往,到处都充满着热爱、理性这样的氛围,人们对于探究这个世界的热情都是极高的,而这也正造成了那个时代独有的风气。毫无疑问,电的作用和危力是巨大的,但它所代表的意义和使命也是非凡的。那么如今我们时代的风气又是怎样的呢?21世纪,我们的思想是怎样的呢?用大人们的话来说,21世纪是我们的时代,曾经的时代将过去,而我们即将走得更远,走得更高,那是一种期望和寄托。但是我希望这是真实的,我希望21世纪就是我们的时代,不会停滞不前,会加足马力向前冲刺。我们的风气是我们自己来定的,正所谓长江后浪推前浪,一代又一代的人所留下的根基和真理,让我们少走了许多弯路,让我们少见了许多痛苦,为的是我们可以在这样的基础之上,打造那座华丽的宫殿,可能我们只能把宫殿的地基打好单,那就足够了。谁知道我们会创造出怎样的风气呢?我们又会创造出什么样的世界、什么样的科技呢?可能现在无法想到,毕竟18世纪的科学家们肯定也不会想到,如今我们的通讯设备发达,都可以在整个全球范围之内毫无阻碍的进行交流和通话,我们可以用电器探究整个世界的奥秘,甚至我们可以利用电飞上太空,探寻宇宙,他们尽管思想超前,也绝对不会料到,我们如今生活在一个怎样的世界,和他们又是如此的不同。

      所以可能在未来,我们的世界又将是另一个样子,将会变得翻天覆地,和现在毫不相同。科技更发达,更先进,更超前,以至于超前到我们无法想象到。人类的探究是无止境的,也是充满动力和热爱的。这种力量和内心的坚守会支持我们一直探索下去,直到灭亡,直到消亡,我们生来总会生出许多好奇,总会去质疑整个世界。但是随着好奇心的消失,对于世界的好奇也就逐渐越来越少,很多神奇的奥秘,被人们看来是理所当然的,所以一直都充满着好奇心的人真的少之又少,他们发现了这个世界的不同之处,以及不合理之处,和他们现在所接触到的观点和理论不一样。他们会质疑,会猜想,然后再进行实验和证明,然而这就是科学诞生的过程吧。如果人们不质问这个世界,科学自然就不会产生了,所以其实在不知不觉中,就已经爱上科学了,当你的大脑进行的思考,并提出了带有理性的质问的时候;在你经过缜密的猜想和有逻辑的实验的时候;在你做出实验得出暂时性结论的时候,科学就已经诞生了。所以接着质问下去吧,会发现更多更新奇,更有趣,更有意义的东西。会攀上更高的山,会擦出更大的火花,那就是我所憧憬和向往的。但那不仅是憧憬,不仅是向往,总有一天,那会成为现实,那难道不是肯定的吗?这世界上还有许多神奇的充满奥秘的东西,我们只不过揭开了冰山一角而已,可以做的事情还有很多,可以发现的东西更多,还等什么呢?擦出火花,用一种理性的科学力量,擦出那小小的火花吧!

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