綜述人之所以能夠在世界上占據生物鏈的頂端，除了龐大的數量優勢外，還有我們優秀的大腦。通過不斷地學習交流，一代又一代的文明延續，使人在智力上變得比以往更強。借由人類強大的大腦，我們把想法變為現實，這之中的過程雖然充滿波折，但不停的嘗試便有創造

綜述

人之所以能夠在世界上占據生物鏈的頂端，除了龐大的數量優勢外，還有我們優秀的大腦。通過不斷地學習交流，一代又一代的文明延續，使人在智力上變得比以往更強。借由人類強大的大腦，我們把想法變為現實，這之中的過程雖然充滿波折，但不停的嘗試便有創造一切的可能。

從石器時代創造的簡單工具，到青銅時期開始學會金屬冶煉技術，我們有了基本的加工手段。在此后的發明創造中，出現了許多科學技術，讓人類走在了時代前沿。例如近代的飛機、輪船、汽車，進一步加強了世界各地的聯系，文明交流變得愈加頻繁。

而眾多發明創造中，電池可謂是人類偉大的發明之一。電力在這小小的“盒子”中運作，給機器或物體帶來能量。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，大部分的電子設備都需要電池才能運作。

電池?

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

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。后來在變化中出現了一種以糊狀的電解液為主的電池，這便是干電池的發展由來。

液體電池在長期的使用時，已經開始逐漸被淘汰，因為它在制作和攜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。

當然，現在仍有一些為不間斷電源供電設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計考慮，制作時也對其進行了免維護設計。

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

目前最為先進的電池技術是核電池，不同于傳統性能的任何電池。核電池通過放射性同位素衰變產生的能量來生成電力，往往這種電池有著遠比化學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?發展史

電池的發明創造在學術界認為是亞歷山德羅·伏特在發現“伏打堆”后，由伏打制作的伏打堆電化學電池。

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，在伊拉克發現的巴格達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反應。

歷史學家推測巴格達陶罐很有可能是用來給銀器鍍金的，不過巴格達陶罐所產生的電力沒有什么效率，同時也缺乏相對應的歷史記錄記載。如今我們也一直把這個陶罐作為電池來假設它曾經的作用，如果這個假設完全成立，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，直到19世紀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。在后來的日常生活中，電池起著非常關鍵的作用。

不過在英國的牛津大學里，有一個非常特殊的電鈴裝置，僅僅憑借著兩節干電池，在發現至今近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，通過串聯的方式，驅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，從而推動金屬球進行往復運動。

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

牛津電鈴在大學里存放了很長一段時間，研究學者對其仔細研究后感到非常詫異。裝置本身并不稀奇，主要是從發現至今，這個電鈴的運作幾乎從來沒有間斷過，只出現過幾次因為高濕度變化導致鈴聲中斷的情況。

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的存在。首先我們來看看關于永動機的描述。

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作的機械。

歷史上關于對永動機的構想也不在少數，科學界里即便像達芬奇、焦耳這般優秀的人物，也不能制作出一個可行的基本模型。牛津電鈴看起來確實也像是靠著自身單一的電驅動，似乎沒有外界能源的輸入進行運動。

但焦耳所提出的熱力學第一定律也從根本上說明了，第一類永動機是不可能存在的。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動中也存在著自我消耗，電子也會在轉移過程中一點一點地丟失。

另外在后來對熱力學定律的補充，以及現代物理的發展，所有類型的永動機構想從理論上來講，都是不可能成立的。而且根據熱力學第二定律顯示，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作。

而拋開這些想象，最令研究學者好奇的是干電堆里面的結構到底是什么樣子，理論上來說要產生靜電驅動鐵球進行運動，應該需要一定的高壓電才能讓靜電發揮作用。而這個裝置如今響了一百多年，電量應該早就用光了才對。

研究者認為最大的可能性是鐵球需要驅動的電量非常小，同時在鈴鐺之間運動所轉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。

漫長的實驗?

牛津電鈴的實驗周期可謂是非常的漫長，不過在以往眾多的實驗當中，像牛津電鈴這樣超長時間，還沒出個像樣成果的實驗不止它一個。

1879年，雜交玉米的先驅者威廉·詹姆斯·比爾，在他生前就開始了一個非常著名的發芽實驗。

實驗要用瓶里準備的沙子和種子進行播種，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掘一個并進行播種，然后觀察其中的發芽狀態。后來為了擴大實驗范圍，在開瓶的時間上增加到了二十年一次。

直到今天，這個實驗仍在繼續進行。另外還有對紅狐的馴化、大腸桿菌進化實驗都已經持續進行了上百年，這些實驗都有望在本世紀完成。

如今牛津電鈴仍舊在正常運轉，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構，可能得等到鈴鐺停止運動的那天。根據目前的推測，鈴鐺應該還能夠響鈴100年以上。

瓶頸?

牛津電鈴里的電池形態讓人費解，而電池的問世已經有上百年，同時隨著電池發明創造的許多裝置或者機器設備，在如今有了更高層面的發展。計算機問世不過幾十年，已經完全突破當初的樣子，成為了當今的先進科技，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理論，仍舊處在電化學、化學能的形態上構建。雖然鋰電池的問世在很大程度上給電池界帶來了新的轉變和商機，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度的使用。

在電池界的另一頭，半導體同樣也是現代最重要的發明創造之一。早先人們對半導體用“摩爾定律”進行了預測，結果事實和預測吻合。半導體行在后來快速的發展中，也更加印證了這個理論。

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

摩爾定律并非物理定律，更多的與經濟學相關，是由經驗論總結出來的現象。鋰電池的發展每年都有一定程度的加強，也讓許多人仍對電池技術充滿期待，希望電池技術能夠得到革新，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上，科研人員也在對可控核聚變進行著深入的研究，核電池在未來同樣也是非常重要的研究方向之一。

結語?

牛津電鈴在校園里繼續運作著，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的觀測手段來探尋里面的結構，隨之啟發了科學界發明了新的電池。

又或者在未來某天科學家創造出了跨時代的電池，牛津電鈴完全失去了它的神秘性，成為了博物館里的一員。

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展。許多科技發明的創造都離不開科研人員夜以繼日的研究，隨著新科學技術的進步，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，科技進步往往源于此。