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人类对电的认识,可以追溯到遥远的古代。据说早在公元前2750多年,古埃及的书籍中就有了发电鱼的记载。公元前585年左右,希腊的哲学家泰勒斯记录过,用毛皮与琥珀相互摩擦后,琥珀会吸引羽毛之类的轻微物体,假如摩擦时间足够长,甚至会出现火花。中国晋代张华的《博物志》对人们生活中的电现象有明确的记载:“今人梳头,解着衣,有随梳解结,有光者,亦有喧声。”15世纪以前,阿拉伯人就了解了雷闪的本质是电,并提出“闪电”这个词,他们可能是最先认识到闪电本质的。
1600年英国医生威廉·吉尔伯特发明了一种可以探测静电的验电器,即静电验电器。他对电磁现象做过很仔细的研究,指出琥珀不是唯一可以经过摩擦而产生静电的物质,并且给出了电与磁的区别。他撰写了人类历史上第一本阐述电和磁的科学著作《论磁石》。吉尔伯特创建了术语“electricus”(源于希腊文的“琥珀”),意指摩擦后能吸引轻小物体的性质。
英文词汇“electric”和“electricity”,最先出现于1646年托马斯·布朗的著作《Pseudodoxia Epidemica》(英文书名《Enquries into very many receivedtenets and commonly presumed truths》)。1660年,奥托·冯·格里克发明了静电发电机,这可能是历史上第一台静电发电机。他将一个硫磺球固定于一根铁轴的一端,一边旋转硫磺球,一边用干燥的手摩擦硫磺球,使硫磺球产生电荷,能够吸引轻小的物体。
对电进行量化研究,是18世纪以后才开始的。1732年美国科学家本杰明·富兰克林认为电是一种没有重量的流体,存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称其带正电;若少于正常份量,就称其带负电,所谓“放电”就是正电流向负电的过程。该理论并不完全正确,但是正电、负电两种名称则被保留下来并沿用到现在。富兰克林做了多次实验,进一步揭示了电的性质,并提出了“电流”这一术语。
1752年富兰克林做了风筝实验,他把绑上钥匙的风筝用金属线放到云层中,被雨淋湿的金属线连结着风筝和钥匙,手指触碰钥匙时能感受到电击,这说明闪电沿金属线被引到了钥匙与手指之间,证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。这个新奇的结论让风筝实验成为轰动一时的大事,一年后富兰克林根据风筝实验的原理,发明了世界上第一个避雷针。
最早针对电流进行研究的是意大利的解剖学教授伽伐尼。他的发现源自于1780年的一次闪电现象,闪电使伽伐尼解剖台上一只两端分别与钳子和镊子相接触的青蛙腿产生了痉挛。严谨的科学态度使他对这个“偶然”的怪异现象展开了研究。伽伐尼花费了整整12年,研究类似青蛙腿这种肌肉运动中的电流动作。他发现如果使神经和肌肉与两种不同的金属(例如铜丝和铁丝)接触,青蛙腿就会发生痉挛,伽伐尼认为蛙腿的痉挛现象是“动物电”的表现。
伽伐尼的看法在科学界引起了巨大波动,而另一位意大利科学家伏特(有的翻译成伏打)不同意伽伐尼的看法,他认为电存在于金属之中,不是存在于肌肉中。两种说法引起了争论,并使科学界分成两大派。1799年伏特以浸过盐水的湿布夹在银和锌制成的圆形板中间,堆积成圆柱状,制造出世界上最早的电池——伏打电池。1800年初,伏特在英国皇家学会发表了关于伏打电池的论文。
有关电流的研究,对于人们深入探索电的本质和电磁现象具有重要的意义。1820年丹麦物理学家奥斯特以电流使小磁针发生偏转的实验证实了电流的磁效应。英国的法拉第从中得到启发,设想假如磁铁固定,其附近的通电线圈就可能发生运动。1821年法拉第根据自己的设想,成功地发明了最简单的电动机,就是通电线圈绕着一块磁铁不停地转动。这是世界上第一台电动机,是第一台利用电流驱动物体运动的装置,虽然简陋,但却是当今世界上所有电动机的祖先。
1831年法拉第又发明了世界上最早的发电机。他发现当一块磁铁穿过一个闭合线路时,线路内就会有电流产生,这个效应叫电磁感应。法拉第的电磁感应定律一般被认为是他最伟大的发现。
1866年德国的西门子制成世界上第一台工业用发电机,此后电气技术的发展带来了电气化工业革命,将人类历史推进到“电气时代”。直到今天,人类生活的方方面面都已经与电力及电器密不可分。