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239、伏特的“堆”与新的视野 ...

  •   就在维也纳的社交微澜与东方的战略博弈同步推进之时,位于维也纳新城边缘、紧邻“帝国材料实验室”的一栋不起眼石砌建筑内,亚历山德罗·伏特教授正面临着他科学生涯中一次关键的“堆叠”尝试。

      这里原本是拉瓦锡化学实验室的一个附属工坊,专门进行电学相关实验。空气中常年弥漫着臭氧、金属和某种酸液的混合气味。伏特,这位来自意大利帕维亚的物理学家,自被沃尔夫冈以“提供无限研究资源与绝对学术自由”的条件招揽至维也纳后,便将全部热情投入到了对“动物电”与“接触电”现象的深入探究中。他坚信,伽伐尼关于青蛙腿抽搐源于“动物体内电流”的理论是片面甚至错误的,电的本质源于不同金属在潮湿环境中的接触。

      过去几个月,他进行了数百次实验,系统地将各种金属两两配对,浸泡在不同浓度的盐水、酸液或碱液中,测量它们之间产生的电势差和短暂电流。锌、铜、锡、铅、银、铁……各种组合的数据密密麻麻记满了十几个笔记本。他验证了自己的猜想:电的产生无需动物组织,仅靠金属与电解液的接触就能实现。但单个“电偶”产生的电流太微弱、太短暂,无法实用。

      “如果能像砌墙一样,把许多个这样的‘电偶’垒起来……”这个念头在他脑海中盘旋已久。今天,他决定付诸实践。

      实验台上,摆放着他精心准备的元件:数十片打磨光亮的圆形锌片和铜片,浸泡在稀硫酸中的浸透盐水厚毛毡垫,以及一些作为绝缘和支撑用的硬橡胶圈。他的助手,一位同样痴迷于电学现象的年轻奥地利学生,屏息凝神地在一旁协助。

      伏特深吸一口气,用镊子小心地夹起一片锌片,放在干燥的台面上,然后盖上一片浸透电解液的毛毡垫,再放上一片铜片。这就构成了一个最基本的“锌-电解液-铜”单元。他重复这个过程:铜片上放浸液毛毡,再放锌片,再放毛毡,再放铜片……

      一层,两层,三层……实验台上渐渐垒起了一个由金属片和湿毛毡交替叠加而成的圆柱体。空气中弥漫的酸味更浓了。助手在一旁用最原始的验电器(金箔片)和刚刚改进过的、灵敏度稍高的电流计(基于磁针偏转原理)随时准备检测。

      当垒到第十五层时,伏特示意助手将电流计的两根引线金属探针,分别接触“堆”最底端的锌片和最顶端的铜片。

      瞬间,电流计的磁针发生了清晰可见的偏转!并且,在接下来的一段时间内,偏转角度保持稳定,没有像单个电偶那样迅速衰减!

      伏特的心脏狂跳起来,但他克制着激动,示意助手记录数据。然后,他继续小心地叠加。

      二十层,二十五层,三十层……

      电流计的偏转角随着层数增加而显著增大!当这个简陋的“堆”达到四十层时,磁针的偏转几乎达到了仪器量程的极限。更令人振奋的是,这种电流是持续的!只要金属片和电解液没有耗尽或彻底腐蚀,它就能一直提供稳定的电动力!

      “成功了……我们成功了!”年轻的助手忍不住低呼,脸上满是兴奋的红晕。

      伏特紧紧盯着那不断释放着稳定电流的“金属-电解液堆”,双手微微颤抖。这不是偶然的火花,不是转瞬即逝的静电,这是人造的、可控的、持续的电流源!他找到了将化学能直接转化为稳定电能的方法!

      他立刻想到了一系列激动人心的可能性:更持久、更明亮的电弧灯?无需外部磁铁就能驱动的电磁装置?甚至……远距离通信?(伯爵曾模糊地提过“电信号传递信息”的构想)。这个“堆”(Pile,他脑海中已经为它命名)将打开一扇全新的大门。

      “快,”伏特回过神来,声音因激动而有些沙哑,“记录所有细节:每种金属片的厚度、纯度,电解液的精确成分和浓度,毛毡的浸润程度,环境温度……还有,立刻准备材料,我们要搭建更大、更稳定的‘堆’,测试它的最大输出和持续时间!另外,准备一份详细的实验报告,我要立刻呈送给莫扎特伯爵!”

      他知道,伯爵对任何能产生“持续动力”或“可控能量”的突破都抱有极大兴趣和远见。这个“伏打电堆”(Voltaic Pile),必将引起伯爵的高度重视。

      ---

      消息在当天傍晚就传到了沃尔夫冈的书房。他正在审阅东行团队穿越印度洋后发回的第一份航行简报(一切顺利,未遇英国舰只直接拦截),伏特派来的信使几乎是小跑着将厚厚的实验记录和一份简明摘要送到了他桌上。

      沃尔夫冈放下东方的文件,拿起伏特的报告。他的阅读速度极快,目光扫过那些严谨的数据记录、实验步骤描述,以及伏特对原理的初步阐述和前景展望。当他看到“稳定持续电流”、“随叠加层数增强”、“化学能直接转化”等关键词时,眼中骤然爆发出夺目的光彩。

      “好!太好了!”他难得地出声赞叹,手指轻轻敲击着报告封面,“持续电流……这才是电学从现象走向应用的基石!”

      他立刻意识到“伏打电堆”的划时代意义。这不仅仅是实验室里的新奇玩具。有了稳定可控的电源:

      1. 电化学研究将突飞猛进,可能引发电镀、电池(可充电版本)、甚至金属冶炼新方法的诞生。
      2. 电磁学研究将不再依赖于不稳定的静电或偶然的磁石,可以系统地进行定量实验,电磁铁、电动机的实用化成为可能。
      3. 电报!他脑海中那个模糊的构想瞬间清晰起来——用电流的通断来编码信息,通过导线进行远程传递!有了稳定电源,这不再是空想。
      4. 基础物理与化学:为研究电阻、导体性质、电解定律等提供了关键工具。
      5. 医疗与生物:或许能更深入地研究电对生物体的影响(虽然要警惕滥用)。

      “立刻回信给伏特教授,”沃尔夫冈对侍从命令道,“以我个人和帝国工矿总局的名义,向他致以最热烈的祝贺!他的发现具有里程碑式的意义。授予他‘帝国特级研究员’津贴,并拨付专款,用于扩大实验室规模、购置更精密的测量仪器、以及招募更多助手。要求他尽快提交一份关于‘电堆’标准化制造与性能优化的详细方案,同时,开始探索其在不同领域的应用可能性,优先顺序是:更强大的电源、电磁效应研究、以及……远程信号传递的可行性论证。”

      侍从领命而去。

      沃尔夫冈坐回椅中,心情久久不能平静。东方的事务、维也纳的赌局,此刻似乎都暂时退居次席。他仿佛看到,一条由“伏打电堆”点燃的、全新的科技分支,正在他面前轰然展开,其潜力或许不亚于蒸汽机带来的动力革命。

      电的时代,或许将由这个维也纳的实验室,这个由他聚拢而来的意大利科学家,正式拉开序幕。而他将有幸,不,是必须,引导这股新生的力量,将其纳入“帝国引擎”的宏伟蓝图,照亮更广阔的未来。

      他望向窗外渐暗的天空,那里还没有被电弧灯点亮。但他知道,那一天,不会太远了。

      莫扎特业绩进度:998% (“伏打电堆”诞生,获得稳定直流电源,为电气时代奠定最关键基石,科技树取得重大突破。)

      个人理想准备度:1010% (敏锐把握基础科学突破的战略意义,迅速调动资源支持,并将之纳入长远规划,展现了引领科技潮流的卓越远见与执行力。)

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