电学最前沿（电学的开创者一）

半导体芯片为人类生产生活带来了巨大的变革，现在已经成为数字经济基础设施的核心，社会经济各领域的发展都离不开芯片。研究半导体芯片的这门学问现在被称为“微纳电子学”，而10年前称为“微电子学”，因为当时晶体管还未缩小到纳米尺度。在芯片发明之前，例如电子管时代，这门学问被称为“电子学”。如果从1897年对电子的识别算起，“电子学”已经存续了一百多年时间。如果再往前追溯电子学的发展历史，那就要考察所有与“电”相关的知识，那就是追寻谁最早打开了“电学”之门、开创并推动了“电学”这一领域的科学和技术？

这个人的名字叫亚历山德罗·伏打（Alessandro Volta，1745—1827），意大利物理学家。

亚历山德罗·伏打（Alessandro Volta，1745—1827）

在整个18世纪，对电学现象的科学研究还主要局限于静电。流动的电的偶然发现，一下就打开了通向一个全新研究领域的大门。在18世纪80年代用蛙腿所做的著名实验中，意大利科学家伽伐尼(Luigi Galvani, 1737—1798)虽然没有立即扩大电现象的研究范围，但是，他着手认真地研究了很可能是在动物身体内“流动”的那种难以捉摸的“动物电”。

同样在意大利，物理学家伏打在这些工作的基础上继续进行了研究，1793年，伏打从大量实验中得出：“电”最本质的原因是不同金属的接触。从而否定了伽伐尼的“动物电”说法，提出电的接触学说。他于1800年宣布发明了能够产生那种流动电流的“电堆”（伏打电池的原型）。伏打发明的电池，以及不久以后又出现的更大的电池，表明电和化学之间有着以前所不为人所知的深刻联系。伏打电池是把一些金属板和厚纸板层叠起来放在盐(后来是酸)溶液池里做成的，它本身是一个化学器件，因此，电流的产生显然同化学存在着某种基本的联系。他的“伏打电堆”及“伏打电池”的发明，开创并推动了以后的电学研究。

伏打电堆

爱因斯坦在20世纪初曾说过，电池的发明是 "所有现代发明的基础"。事实上，伏打发明的实际应用非常迅速地引起了轰动，甚至征服了文学领域。伏打去世40多年后，儒勒·凡尔纳写道："它是一个强大的、顺从的、快速的、便捷的药剂，它可以满足所有的用途，并能成为我的主人。所有事情都是由它来做。它是我的工具，它是我的设备。这个‘它’，就是‘电’”。

伏打的生平

伏打1745年出生在意大利科莫一个与教会有关的伦巴第贵族家庭。他是耶稣会的学生，后来进入了神学院，但他拒绝了神职和法律研究，并对科学表示出浓厚的兴趣，从十几岁开始就自学。

伏打很小的时候就开始阅读重要的科学著作，特别是电学方面的著作。当他只有24岁时，他以拉丁语发表了第一篇论文 " De Vi Attractiva Ignis Electrici, Ac Phaenomenis Inde Pendentibus"，并在1771年发表了一篇备忘录 "Novus ac simplicissimus electricorum tentaminum apparatus（新的最简单的电设备）"，这表明他已经打下了坚实的基础，培养出了不寻常的观察和实验能力。

伏打1769年的论文至今还在重印出版，可见它的价值

1771年，为了加强大学的科学教学，使帕维亚大学最终成为一所“中央级国家学校”，玛丽亚·特蕾莎皇后连续推出了两个计划，一个是为发展方向、发展科目和经济影响而制定，另一个制定了科学的框架。

1774年，伏打被任命为科莫公立学校的董事会董事；第二年，通过竞争，成为该校的实验物理学教授。

他在意大利和国外进行了几次访问研究，并与当时的顶级科学家接触，增加了科学知识。1777年，他去了瑞士、阿尔萨斯和萨瓦。1780年，他去了佛罗伦萨，参观皇家自然历史和物理博物馆，并进行自然科学方面的调查。1781年9月，他访问了瑞士、阿尔萨斯、德国中西部、荷兰、比利时，12月下旬，他前往巴黎，在那里停留了四个月，与拉普拉斯和拉瓦锡一起工作。1782年，他来到伦敦，在那里待到6月。后来，在1784年，他去了维也纳和柏林。

1778年，奥地利总督将帕维亚大学实验物理学主任的职位授予伏打。第二年，他被任命为该大学校长。1785年，为了容纳大量参加伏打讲座的人，奥地利皇帝约瑟夫二世下令为物理学教学建造一间新教室。建筑师莱奥波尔多·波拉克（Leopoldo Pollack）被委托进行这项工作，该工程于1787年完成。原来的平面天花板在1828年后的某个时候被损坏，后来被替换成了今天可以看到的漂亮、宏伟的贝壳形天花板，令人印象深刻。

伏打在18世纪80年代进行的气象学、电学、量热学、地质学和气体化学的研究，使他成为欧洲最杰出的科学家之一。1794年，也就是电堆发明前五年，英国皇家学会授予伏打著名的科普利奖章，以表彰他关于电容器和异种金属接触产生电流的论文。

1800年3月，伏打向皇家学会宣布他发明了电堆。同年6月，拿破仑向这位来自科莫的科学家确认了帕维亚大学实验物理学教授的职位。1801年，他前往巴黎，说明了推动他发明电堆的研究情况。在第一执政官拿破仑·波拿巴的见证下，他在国家科学和艺术研究所的全体会议上宣读了 "关于电液和电流的特性的情况说明"，该研究所提名伏打为协会成员并授予他金质奖章。

尽管取得了巨大的成功，但伏打仍保持着一个真正的科学家的谦逊。在这一点上，读一读伏打在1801年11月7日写给他妻子的信就会明白："在许多令我高兴的事情中，我没有虚荣到认为我比我自己更有价值，比起被虚荣心困扰的生活，我更喜欢家庭生活的宁静和甜蜜。”

同年，他被任命为里昂议会的成员。1804年，伏打向帕维亚大学提出辞职。拿破仑反对这一请求，说了下面这些话："我不能同意伏打的请求。如果教学活动使他感到疲倦，那么就必须减少。如果他愿意，他可以每年讲一节课，但如果我允许将这样一个杰出的名字从其教授名单上删除，帕维亚大学将在那一天受到巨大打击。的确，一个好的将军必须死在战场上。" 此外，拿破仑于1805年将国家荣誉勋章授予伏打，并陆续将法国海军的一些战舰以伏打的名字命名。

伏打还在1809年被任命为意大利王国的参议员，并在1810年被提名为伯爵。

随着拿破仑帝国的瓦解，奥地利帝国重新获得了对伦巴第的控制。1815年，皇帝弗朗茨一世给予伏打帕维亚大学哲学教授的称号，并授予他“奥地利帝国铁冠骑士勋章”。

1819年1月，他完成了奥地利政府委托的最后一项重要任务："围绕建立一两所培养工程师、建筑师和土地测量师的教育机构而提出的合理性报告"。伏打，这个低调而害羞的人，这个热爱感性世界的自然哲学家，在繁忙的伦巴第，能够从启蒙运动和奥地利的严谨中汲取精华，有效地处理了工程教学的诞生和发展问题。

同年，即1819年，他与家人在家乡科莫退休，过起了私隐生活。他把生命的最后几年献给了宗教实践，并根据他受的教育进行祈祷。他于1827年3月5日逝世，享年82岁。

很少有科学家能像亚历山德罗·伏打那样受到重视、获得荣誉和奖励，也只有少数人留下了如此丰富的文献资料，如出版物和手稿等。拿破仑对他是如此尊崇，以至于据说在1803年，当拿破仑参观国家图书馆时，在其中一个房间看到了一个月桂花的奖杯，上面写着Au grand Voltaire（献给伟大的伏尔泰）。拿破仑看完后，用钉子擦掉了最后三个字母，这样就可以读出 "Au grand Volta"，来纪念伏打。

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