綜述人之所以能夠在世界上占據(jù)生物鏈的頂端，除了龐大的數(shù)量優(yōu)勢外，還有我們優(yōu)秀的大腦。通過不斷地學(xué)習(xí)交流，一代又一代的文明延續(xù)，使人在智力上變得比以往更強(qiáng)。借由人類強(qiáng)大的大腦，我們把想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這之中的過程雖然充滿波折，但不停的嘗試便有創(chuàng)造

綜述

人之所以能夠在世界上占據(jù)生物鏈的頂端，除了龐大的數(shù)量優(yōu)勢外，還有我們優(yōu)秀的大腦。通過不斷地學(xué)習(xí)交流，一代又一代的文明延續(xù)，使人在智力上變得比以往更強(qiáng)。借由人類強(qiáng)大的大腦，我們把想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這之中的過程雖然充滿波折，但不停的嘗試便有創(chuàng)造一切的可能。

從石器時代創(chuàng)造的簡單工具，到青銅時期開始學(xué)會金屬冶煉技術(shù)，我們有了基本的加工手段。在此后的發(fā)明創(chuàng)造中，出現(xiàn)了許多科學(xué)技術(shù)，讓人類走在了時代前沿。例如近代的飛機(jī)、輪船、汽車，進(jìn)一步加強(qiáng)了世界各地的聯(lián)系，文明交流變得愈加頻繁。

而眾多發(fā)明創(chuàng)造中，電池可謂是人類偉大的發(fā)明之一。電力在這小小的“盒子”中運(yùn)作，給機(jī)器或物體帶來能量。而電池在今天的生活隨處可見，成為了必不可少的生活物品，大部分的電子設(shè)備都需要電池才能運(yùn)作。

電池?

電池在今天有著非常多樣的類型，化學(xué)電池、電化電池、干電池等等許多種。最常見的化學(xué)電池和電化電池便是通過氧化還原反應(yīng)，把正負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

另外常見的干電池和液體電池在早期沒有非常明顯的區(qū)分，這類電池最早是通過玻璃容器里裝滿的電解液和電極組成。后來在變化中出現(xiàn)了一種以糊狀的電解液為主的電池，這便是干電池的發(fā)展由來。

液體電池在長期的使用時，已經(jīng)開始逐漸被淘汰，因?yàn)樗谥谱骱蛿y帶性上往往不如干電池方便。同時液體電池需要容器來保存電解液，體積往往比較大而且笨重。

當(dāng)然，現(xiàn)在仍有一些為不間斷電源供電設(shè)備而使用的液體電池，比如較為常見的鉛酸蓄電池。通常這類電池也為了設(shè)計考慮，制作時也對其進(jìn)行了免維護(hù)設(shè)計。

為了應(yīng)對更多的供電需求，電池如今在發(fā)展上也開始進(jìn)行多樣化的發(fā)展。例如燃料電池，通過氫氣陽極氧化反應(yīng)，分離出氣體中的氫離子，氧氣陰極還原反應(yīng)。兩者離子結(jié)合又生成水，這一過程中便能夠產(chǎn)生電流。

目前最為先進(jìn)的電池技術(shù)是核電池，不同于傳統(tǒng)性能的任何電池。核電池通過放射性同位素衰變產(chǎn)生的能量來生成電力，往往這種電池有著遠(yuǎn)比化學(xué)電池更高的使用時間和電力輸出。但由于制作成本非常高，同時也缺乏較為高效的能源效率，使用范圍并不廣泛。

電池?發(fā)展史

電池的發(fā)明創(chuàng)造在學(xué)術(shù)界認(rèn)為是亞歷山德羅·伏特在發(fā)現(xiàn)“伏打堆”后，由伏打制作的伏打堆電化學(xué)電池。

主要是將銅鋅作為兩個金屬電極，在稀硫酸中電解氫離子和硫酸離子，在銅鋅兩級中電極捕捉電解過程中生成的電子，兩極相連便會產(chǎn)生電流。

電池的使用歷史也許能追溯在更早以前，在伊拉克發(fā)現(xiàn)的巴格達(dá)陶罐就是伏打電池以前最早使用的干電池。

與其他普通的陶罐不同，巴格達(dá)陶罐在罐體的組成上有一個用卷起來的銅片做成的銅柱，銅柱中剛好還有一條鐵棒。

陶罐頂端還有用瀝青做的塞子把銅柱和鐵棒分離開，鐵棒和銅柱也在陶罐的開口被緊密地裝好。由于銅柱是卷制而成的，不能將液體隔離，因此如果陶罐里裝滿大量的酸性液體，鐵棒周圍會有微弱的電化學(xué)反應(yīng)。

歷史學(xué)家推測巴格達(dá)陶罐很有可能是用來給銀器鍍金的，不過巴格達(dá)陶罐所產(chǎn)生的電力沒有什么效率，同時也缺乏相對應(yīng)的歷史記錄記載。如今我們也一直把這個陶罐作為電池來假設(shè)它曾經(jīng)的作用，如果這個假設(shè)完全成立，那這便是歷史上最早的電池。

長鳴不止的電鈴?

電池在很長一段時間里都是較為原始的狀態(tài)，直到19世紀(jì)下半葉開始才有了較好的制作水平，電池的樣貌上也逐漸接近今天的形態(tài)。在后來的日常生活中，電池起著非常關(guān)鍵的作用。

不過在英國的牛津大學(xué)里，有一個非常特殊的電鈴裝置，僅僅憑借著兩節(jié)干電池，在發(fā)現(xiàn)至今近180年的時間里，響鈴100多億次。

這個電鈴裝置主要由兩個黃銅鈴鐺、兩個干電堆作為電池，通過串聯(lián)的方式，驅(qū)動干電堆之間一個直徑4毫米的金屬球。

金屬球在受到靜電力的影響下，便會開始發(fā)生擺動，在觸碰到其中一個鈴鐺時，便會被鈴鐺的靜電所排斥，從而推動金屬球進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動。

牛津電鈴最早由當(dāng)時的神職人員兼物理學(xué)家羅伯特·沃克收藏購買而來，此后便一直存放在牛津大學(xué)克拉倫登實(shí)驗(yàn)室旁邊的走廊中。電鈴能夠一直不停的發(fā)生聲音，為了降低電鈴的噪音，實(shí)驗(yàn)人員放置了一個雙層的玻璃罩扣在了電鈴上。即便是這樣，仍舊可以聽到細(xì)微的鈴聲。

牛津電鈴在大學(xué)里存放了很長一段時間，研究學(xué)者對其仔細(xì)研究后感到非常詫異。裝置本身并不稀奇，主要是從發(fā)現(xiàn)至今，這個電鈴的運(yùn)作幾乎從來沒有間斷過，只出現(xiàn)過幾次因?yàn)楦邼穸茸兓瘜?dǎo)致鈴聲中斷的情況。

盡管這期間人們對于電鈴的研究很多也都只放在了表面上，但是至少我們知道了，牛津電鈴使用的干電堆用融化了的硫進(jìn)行涂抹覆蓋，這能夠起到絕緣的作用。

永動？?

也許看到這里有人會猜測牛津電鈴是否是一種永動裝置或者類似永動機(jī)的存在。首先我們來看看關(guān)于永動機(jī)的描述。

這類裝置多是指不需要外界輸入能源、能量或者僅在單一的動能條件下便能夠不斷運(yùn)作的機(jī)械。

歷史上關(guān)于對永動機(jī)的構(gòu)想也不在少數(shù)，科學(xué)界里即便像達(dá)芬奇、焦耳這般優(yōu)秀的人物，也不能制作出一個可行的基本模型。牛津電鈴看起來確實(shí)也像是靠著自身單一的電驅(qū)動，似乎沒有外界能源的輸入進(jìn)行運(yùn)動。

但焦耳所提出的熱力學(xué)第一定律也從根本上說明了，第一類永動機(jī)是不可能存在的。牛津電鈴從根本上來說也不是一種永動裝置，很明顯金屬小球的運(yùn)動中也存在著自我消耗，電子也會在轉(zhuǎn)移過程中一點(diǎn)一點(diǎn)地丟失。

另外在后來對熱力學(xué)定律的補(bǔ)充，以及現(xiàn)代物理的發(fā)展，所有類型的永動機(jī)構(gòu)想從理論上來講，都是不可能成立的。而且根據(jù)熱力學(xué)第二定律顯示，物體輸出功率也不可能大于輸入功率，因此牛津電鈴也會在未來某天停止運(yùn)作。

而拋開這些想象，最令研究學(xué)者好奇的是干電堆里面的結(jié)構(gòu)到底是什么樣子，理論上來說要產(chǎn)生靜電驅(qū)動鐵球進(jìn)行運(yùn)動，應(yīng)該需要一定的高壓電才能讓靜電發(fā)揮作用。而這個裝置如今響了一百多年，電量應(yīng)該早就用光了才對。

研究者認(rèn)為最大的可能性是鐵球需要驅(qū)動的電量非常小，同時在鈴鐺之間運(yùn)動所轉(zhuǎn)移的電子只有非常小的量，幾乎能夠維持兩個鈴鐺的電荷平衡。這使得長期以來的耗電微乎其微，看起來就像沒有耗能一樣。

漫長的實(shí)驗(yàn)?

牛津電鈴的實(shí)驗(yàn)周期可謂是非常的漫長，不過在以往眾多的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，像牛津電鈴這樣超長時間，還沒出個像樣成果的實(shí)驗(yàn)不止它一個。

1879年，雜交玉米的先驅(qū)者威廉·詹姆斯·比爾，在他生前就開始了一個非常著名的發(fā)芽實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)要用瓶里準(zhǔn)備的沙子和種子進(jìn)行播種，而每個瓶子里包含21種植物，一共有20個瓶子。種下的瓶子里每五年發(fā)掘一個并進(jìn)行播種，然后觀察其中的發(fā)芽狀態(tài)。后來為了擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)范圍，在開瓶的時間上增加到了二十年一次。

直到今天，這個實(shí)驗(yàn)仍在繼續(xù)進(jìn)行。另外還有對紅狐的馴化、大腸桿菌進(jìn)化實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)持續(xù)進(jìn)行了上百年，這些實(shí)驗(yàn)都有望在本世紀(jì)完成。

如今牛津電鈴仍舊在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為了不破壞電鈴本身，研究人員也一直沒有把電鈴拆解開來，沒人知道里面是啥樣子。為了防止電鈴的元件構(gòu)造被氧化，甚至沒有人打開過扣在上面的玻璃罩。

想要真正的了解里面的結(jié)構(gòu)，可能得等到鈴鐺停止運(yùn)動的那天。根據(jù)目前的推測，鈴鐺應(yīng)該還能夠響鈴100年以上。

瓶頸?

牛津電鈴里的電池形態(tài)讓人費(fèi)解，而電池的問世已經(jīng)有上百年，同時隨著電池發(fā)明創(chuàng)造的許多裝置或者機(jī)器設(shè)備，在如今有了更高層面的發(fā)展。計算機(jī)問世不過幾十年，已經(jīng)完全突破當(dāng)初的樣子，成為了當(dāng)今的先進(jìn)科技，而電池基本上還是在原地踏步。

今天的大部分電池基本上都沒有脫離原有的基礎(chǔ)理論，仍舊處在電化學(xué)、化學(xué)能的形態(tài)上構(gòu)建。雖然鋰電池的問世在很大程度上給電池界帶來了新的轉(zhuǎn)變和商機(jī)，但如果要作為高效持久的動力源，鋰電池仍舊不能夠滿足更高強(qiáng)度的使用。

在電池界的另一頭，半導(dǎo)體同樣也是現(xiàn)代最重要的發(fā)明創(chuàng)造之一。早先人們對半導(dǎo)體用“摩爾定律”進(jìn)行了預(yù)測，結(jié)果事實(shí)和預(yù)測吻合。半導(dǎo)體行在后來快速的發(fā)展中，也更加印證了這個理論。

晶體管的體積也在越變越小，甚至在當(dāng)前有突破這一定律的跡象。微型處理器的研發(fā)正從納米級開始轉(zhuǎn)為納米級，在未來還能夠制作出更小更強(qiáng)悍的處理器。

摩爾定律并非物理定律，更多的與經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)，是由經(jīng)驗(yàn)論總結(jié)出來的現(xiàn)象。鋰電池的發(fā)展每年都有一定程度的加強(qiáng)，也讓許多人仍對電池技術(shù)充滿期待，希望電池技術(shù)能夠得到革新，就像摩爾定律展示的那樣，只不過速度顯得非常慢而已。

同時在核動力的研究開發(fā)上，科研人員也在對可控核聚變進(jìn)行著深入的研究，核電池在未來同樣也是非常重要的研究方向之一。

結(jié)語?

牛津電鈴在校園里繼續(xù)運(yùn)作著，也許不用等到它被拆開的那一天，研究人員就能夠用更加先進(jìn)的觀測手段來探尋里面的結(jié)構(gòu)，隨之啟發(fā)了科學(xué)界發(fā)明了新的電池。

又或者在未來某天科學(xué)家創(chuàng)造出了跨時代的電池，牛津電鈴?fù)耆チ怂纳衩匦裕蔀榱瞬┪镳^里的一員。

但無論是哪種方向，人類都會在未來的探索道路中不斷尋求新的發(fā)展。許多科技發(fā)明的創(chuàng)造都離不開科研人員夜以繼日的研究，隨著新科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我們或許能夠成為一個時代的見證者。就像你身邊最不起眼的電池一樣，科技進(jìn)步往往源于此。