认识电的历程

自6.28号回来，今天7.3号都快过了一个星期，这一周看了遍高中电学选修物理课本，把有关电的信息又理清了一遍，之前很多零散在思维中的概念经过信息的反刍也发现了它们原本就存在的联系。

人类的科学建立在对周边存在现象探索的基础上，电作为一种人的感官能够直接感知到的现象，无论是视觉观察到的闪电还是触觉感知到的静电，人类对这种现象早已不陌生，但由于观念统治下的差异，人对它的认识一直停滞，直到近代二百多年来，用科学的思维去研究和探索电这种现象，由此衍生出来改变这个世界的电的一系列应用。

了解一种事物的历史可以更客观的了解它的演进和发展脉络。先扯下电学小史。

无论是1748年在路易十五面前做“电震实验”的魔术师诺莱特，还是1752年在费城雷雨天中做风筝实验的富兰克林，他们对电的认识可能还不如当下的一个小学生，前者是知其然不知其所以然，仅仅是对一种把戏的利用，其实当下很多人也和他一样，对电几乎没什么了解，却能熟练运用大多数电器，这种对工具加以利用是人类的本能，后者却已经具备了相当的科学思维了，那是自培根以来就受推崇的理性探索的精神。不谈观念差异，这两人的工具中有一些共同点，莱顿瓶和金属线，现在我们当然清楚，这不过是电容器和导线罢了。

电学中最早的定律大概就是法国人库伦（1736-1806）于1785年提出的库仑定律了，他研究电荷之间的作用力，并得出了计算真空中两个静止电荷之间作用力的公式，这事最初孤立研究电荷的时代，由于没有固定方便获取和存储的电源，对电的研究和实验收到极大的限制，同时代的意大利人解决了这个矛盾，意大利医学教授伽伐尼（1737-1798）作为电学外行，发现了用相连的两种不同金属分别接触青蛙肌肉两个位置会引起肌肉收缩，这个被他称为“动物电”的现象被小他几岁的意大利物理和化学家伏打（1745-1827）又经过几次实验检验后，得出了产生电流的关键在于两种不同金属的连接的相对正确的结论，后来于1800年他发明了最早的能够提供持续电流的最早的直流电源，这个发明直接导致科学家的研究对象从不好把握的静电到容易研究的电流，为十九世纪电学研究的辉煌提供了前提。

联系是普遍的，孤立的研究大多会钻到死胡同里，将电和磁两个现象放在一起研究极大拓展了研究边界。

电从应用定位上有两个方向，一个是作为一种能量，一个是信息传播和存储的载体。

传播方面的应用要比能量方面的应用早了半个世纪，这方面的原因，最大的是需求，哲人曾说社会需求的作用顶得上五所大学，在煤炭为主的能源消费结构里，几乎没有任何电器设备，除了科学家的实验室里，外界的平民大众可能对电的印象还如魔术的把戏那样，中看不中用。可能只有法拉第这样伟大的科学家才能看透历史，将用电磁感应发出的电比做婴儿，相信它能在以后的社会生活中大放异彩。

而通讯的需求却是有的，与蒸汽机带动的火车和汽船带动的运输革命比之前帆船和马车运输相比要在运力和速度上提高一个量级，而通讯也是沾了蒸汽的光，在用电通讯以前，除了飞鸽，烽火传递军情等使用场景受限的方式，大多情况下，通讯牢牢依靠于运输，运输也限制了通信，与新兴的运输工具相匹配，也是电学已经发展到一定阶段的客观产物，莫尔斯，历史垂青于这位有好奇心的画家，作为美国画家协会主席，拥有这样的好奇心并愿意为之探索，这是相当难得的。从1832年偶然了解到法拉第一年前刚刚发现不久电磁感应到1844年第一份电报里那句“上帝创造了何等的奇迹”十二年磕磕绊绊的努力为通信史翻了崭新的一页。正如铁路的野蛮生长，电报也积极地投入使用，1861年从美国东部的电报线已经通到了旧金山，1866年大西洋电缆投入使用，而横跨美国的中央太平洋铁路直到1869年才通车，与铁路热终究要由于运力需求有限而被浇凉水，人类对于信息传递快速准确的需求却不可能被压抑。

电报发展已到相当规模的时候，基于法拉第电磁理论，更可靠和低廉的生产电成为可能，一些最初的电器也逐渐被发明出来，而我们最熟悉的家用电器莫过于电灯和电话了，正是一系列家用电器和用电来驱动的工业设备的产生所诞生的巨大的用电需求才确定了电作为一种稳定的易控制和使用的二次能源在现代社会的无敌地位。1876贝尔的电话，1879年爱迪生的电灯，一系列电器设备如火如荼的被研制，那个时代的人对于电的狂热正如同当下的互联网+一样，想着把一切存在和不存在的应用都用电来驱动。等到西屋电气赢得交流电之战后，这种趋势变得更加没有悬念和明显，电作为一种二次能源，可以让我们随意控制和使用，可以轻松实现各种能之间的转换，千年以来以人畜为主的机械能可以用电动机来产生机械能，千年以来煤油灯为主的产生光能的照明方式可以用电灯来代替，游离于其他形式能量之间，自由灵活的使用方式使它成为人类青眯的能量形式。这种倾向到现在已经成为无人怀疑的常态，而且随着电器的多样化不断得到强化。

麦克斯韦系统总结了前人的研究成果，库伦研究了孤立静态的电荷，奥斯特发现了电能生磁，安培将电与磁放在一起研究发现了动态下力的作用，法拉第发现了磁能生电，这些发现一环扣一环，直到麦克斯韦，将这些理论与实验结果用数学的语言表示出来，将电这种现象和磁这种现象之间的关系深刻地揭示出来，同时也把另外一种人类最熟悉的现象光整合到这个系统进来。而他在深入了解电磁关系而推断出电磁波这种人类用感官器官没有意识到物质的存在，后经过赫兹的实验证明电磁波的存在，他推断的电磁波和留下的另一个遗产：卡文迪许实验室，似乎预兆着20世纪物理大多是现象背后理论类的探索，毕竟19世纪的电学家大多研究的是直接可以感测到的现象，他们遗产，目前电学的基本单位都是这些人的名字。