这skr什么样的研究，让两位科学家“相爱相杀”，不能自拔？

作者：圆的方块

编辑：小柒

故事要从一只1786年的青蛙讲起。

作为“被选中”的蛙。它，准确地说，是它的一部分——大腿，正被铁丝挂在意大利北部一处宽敞的阳台上。

此刻的窗外，早春的风搅动着气旋，天空阴云密布，电闪雷鸣，一场暴雨即将倾盆。

一位头发灰白的微胖大叔，没有被耀眼的闪电蛊惑，而是目不转睛地盯着青蛙腿。

他叫 伽伐尼 ，是位科学家。从这一天起，青蛙，将成为他生活的一部分。

伽伐尼关于露天测试青蛙腿的论文插图。图片来源：Helix.com.

1伽伐尼开始研究青蛙也是事出有因。

当时，伽伐尼正在研究四足动物的听觉，而实验对象正是青蛙。于是，他自然而然地把“电”这种新鲜事物，应用到了自己的青蛙研究中。

他将死去青蛙的坐骨神经挑出，用发电机产生的电刺激这些神经，就可以造成青蛙腿的跳动，说明人工电可以让青蛙恢复一定“生命”的迹象。

人工电如此？那么自然电呢？大自然中的电闪雷鸣，会不会也能让蛙腿“起死回生”？

于是，就有了故事开头那个暴雨的夜晚。

同样站在闪电之下，伽伐尼没有风筝，他选择的，是青蛙腿。

实验结果是，蛙腿仍然抽动。背后的原因也似乎简单直接——人工电和自然电，都可以刺激了神经，从而带动蛙腿。

然而，随后的一次偶然，去让伽伐尼百思不得其解。

在一次实验时，助手的手术刀碰了青蛙腿，青蛙腿仍然出现了轻微的跳动。但此时，这把手术刀却没有连着导线，那台老式发电机距离试验台，可有着几米的距离。

这只蛙腿的抽动，可能受到了旁边的发电机的影响，伽伐尼这样想。于是，他把发电机移动到远处，又做了次试验。结果，蛙腿还是动了，而且抽动的幅度一样，说明，这好像跟发电机没啥关系。

伽伐尼画像，图片来源：维基百科

随后，他又找了个晴朗的午后，用铁钩子把一排青蛙腿挂在自家阳台，用另一个铜棒去触碰它们。结果，青蛙腿还是动了。

远远放置的发电机，晴朗无电的午后——在这些在没有电的环境中，青蛙腿也有抽动的现象！

伽伐尼决定来个绝的，他创造了一个小的真空环境，把蛙腿放入其中，再用导体接触。没错，还是跳！

这一切都说明： 电来自青蛙本身，而不是环境的影响。

原来青蛙是自带电源呐！于是，伽伐尼创造了 “生物电” 的理论，认为金属导体激发了原本储存在青蛙腿里的电，从而带动了它的运动。

他后来还把这套理论扩展到人身上，他说人跟青蛙一样，体内带有电，有的人带电多，所以容易暴躁，甚至癫痫。如今看来，这一猜想当然十分荒谬，但也说明“电”的神秘,留给了人们巨大的想象空间。

伽伐尼论著的插图，显示了不同条件下的“青蛙腿”实验，图片来源：Eoht.info

2经过青蛙们的铺路，伽伐尼“生物电”的研究声名鹊起，风头正盛。

然而，另一位意大利科学家，突然跳出来实名反对伽伐尼，他就是 伏打（特） 。

伏打也是当时“电学大军”中的一员。他从十六岁就开始研究电，在这行干了三十年。起初，他读到伽伐尼的论文时，感到这位大佬的理论甚是惊为天人，于是便开始重复伽伐尼的实验。

伏打画像，图片来源：维基百科

现象是重复出来了，可渐渐的，伏打却有了别的看法。

伏打提出了自己的理论：“蛙腿抽动的电能，不是来自青蛙，而是来自与蛙腿接触的金属”。

为了证实自己的假设，他把两种金属放到自己舌头上，此时会有微麻的感觉，这说明在不同的金属间产生了电。而蛙腿，只是受到了金属电的影响，作用跟个电流计一样。

伏打发表了这一结果，当众打脸伽伐尼。

伽伐尼岂能坐以待毙，“既然伏打说不同金属间有电压差，那我用一样的总可以了吧”。他立刻找了两个相同的铁钩子去触碰蛙腿，照样观察到了抽动。

伏打也不是吃素的，他反驳道：“伽伐尼，你的金属不纯啊，里面杂质太多，肯定有小电流。”

伽伐尼压住心里的火儿，找来了高纯的汞来重复实验，结果也成了。青蛙腿一蹦哒，伽伐尼笑嘻嘻。

伏打的打脸被反弹了，开始有点耍无赖，“不管不管我不管，你那个汞也不纯，爱咋咋地”。

“生物电”和“金属电”，似乎都能解释“青蛙腿跳动”现象，二人你来我往，十分热闹。

3就在伽伏二人争执不下的时候，突然传出一个劲爆的消息，有人用木炭成功带动了青蛙腿！

伽伐尼一下乐了——“你不是说金属带电吗？那我不用金属，我用木炭还不行吗。”

胜利的天平开始向伽伐尼倾斜。

伏打受到了挫折，但他也没有低头，他此时的理由是：木炭也是导体，导体本身都自带电荷。

伽伐尼逼急了，面对伏打近乎耍赖般的理论，他决定来一个绝杀——啥都不用了，就用青蛙。

随后，伽伐尼小心翼翼地用青蛙的神经去碰青蛙腿的肌肉，蛙腿还是跳了！

从两种金属到同种金属，从杂质金属到高纯金属，从金属到木炭，从木炭到纯青蛙。伏打怼了伽伐尼一路，但每次都被伽伐尼“见招拆招”，强势碾压。屡败屡战的伏打似乎也偃旗息鼓，渐渐不再发声。

如此一来，当时的伽伐尼的“生物电”理论大获全胜。

在当时，人们甚至觉得“电”可能成为联系生死的一种桥梁——诗人雪莱的妻子玛丽·雪莱受到伽伐尼的研究报告启发，写下了人类历史上第一本科幻小说——《弗兰肯斯坦》，讲的就是疯狂科学家通过电击复活死尸。这也从侧面反映出伽伐尼理论对当时社会的影响。

科幻小说——《弗兰肯斯坦》内页。图片来源：维基百科

1798年，伽伐尼死了。他的整个后半生，都在孜孜不倦地电着青蛙腿。

4然而，故事还没完。

伏打其实并没有泄气，转身酝酿了另一个大招——他不再跟青蛙们较劲，而换了一种不用杀生的方式来证实自己的“金属电”理论。

伏打找来一块锌板和一块铜板，把它们分开浸泡在盐水中（代替原实验用的青蛙腿）。在这个简单的设计里，他居然检测到了电流。这一装置，后来被命名为 “伏打堆” 。

伽伐尼电池。 图片来源：维基百科。

而这个“伏打堆”，就是人类历史上，第一块电池！

1800年，伏打最终证明了自己的理论。但人们的鼓掌欢呼，在伏打看来无关紧要，因为他最想给展示的那个人——伽伐尼——已经在坟墓里躺了两年。

伏打没有停下脚步，而是进一步改进了伏打堆。因为两块金属板产生的电压太低，他就将六个这样的单元串在一起，得了将近4V的电压。这个电压在今天不算什么，几个小电池串起来就能办到。然而，在当时 ，伏打堆已经可以为科学实验提供足够的电能了，从而为随后的“电气时代”拉开了帷幕。

伏打亲手制作的“伏打堆”，现藏于意大利伏打博物馆，图片来源：维基百科

另外，幸亏伏打想到用盐水作为电解液（这一思路一直延续到现在），否则，今天的手机大概就要塞进几个青蛙腿了（误）。

后来，拿破仑征服了意大利，特意在巴黎接见了伏打。为了表彰他对科学所作出的贡献，封他为伯爵，并给予了伏打一大笔钱。

伏打给拿破仑展示“伏打堆”，图片来源:Vox.com

“科学致富”的伏打，名声越来越大，以至于“电压”的单位“伏特”，就是以他命名的。

伏打死后，为了纪念他，当年意大利的官方货币上画上了“伏打堆”，甚至连他出生的小镇，都改名叫了科莫伏打（Camnago Volta）。

5故事说到这里，就算收场了。

从当代科学的角度看，伽伐尼和伏打的理解都没错。 伏打研究的是金属间的电位差，而伽伐尼发现的“电”则来自于生物体内的细胞——每个小细胞，其实都是一个小电池，伽伐尼的“生物电”，是这些“小电池”作用的积累。 这也解释了为什么青蛙神经连接蛙腿，也能造成蛙腿跳动的现象。

伽伐尼和伏打二人相爱相杀，虽然分歧严重，但仍然彼此尊重。伏打甚至以伽伐尼的名字发明了“Galvanism”这一术语，以描述化学活动产生的直流电。

现在的电池，即叫伽伐尼电池，又叫伏打电池。

当然，我们也要感谢青蛙。这个物种作为小型实验动物，与果蝇、小白鼠一道，极大促进了人类的科学进步。

小彩蛋—伽伐尼伏打的互怼“番外篇”当年，伽伐尼与伏打争得不可开交。因为二人都是权威人物，“生物电”和“金属电”各有一众“电粉儿”。为了记述当时的情景，人们甚至创作了一首歌谣：

打南边来了个伽伐尼，手里提拉着二斤青蛙腿。

打北边来了个伏打，腰里别着两块金属。

南边提拉着青蛙腿的伽伐尼说青蛙腿带电，金属只是激发用，

腰里别着两块金属伏打说金属带电，才让青蛙腿跳。

伽伐尼非说是青蛙腿不是两金属，

伏打坚持是两金属不是青蛙腿，

伽伐尼抡起青蛙腿抽了别金属的伏打一青蛙腿，

伏打摘下金属打了提拉着青蛙腿的伽伐尼一金属。

也不知是提拉着青蛙腿的伽伐尼抽了别金属的伏打一青蛙腿，

还是别着金属的伏打打了提拉青蛙腿的的伽伐尼一金属。

（注：本歌属作者虚构，如有雷同实属巧合）

作者名片

排版： 昕旸

参考文献：

[1] Pera, M. (2014). The ambiguous frog: the Galvani-Volta controversy on animal electricity. Princeton University Press.

[2] Galvani, L. (1953). Commentary on the effects of electricity on muscular motion (No. 10). Burndy Library.

[3]Johnson, G.(2008)The Ten Most Beautiful Experiments