要想把氣球貼在牆上,既不用膠帶,也不用膠水,只需要在頭髮上蹭一蹭就可以了,而且很長時間都不會掉下了,這是為什麼呢?
因為氣球在頭髮上蹭一蹭就蹭出了電,而有了電,氣球對於牆壁也就有了吸引力。兩個物體相互接觸能夠產生電,這是人類最早發現的電現象,也正是因為這一現象,人類才發現了電的存在,但時至今日,對於為什麼物體接觸就會產生電,人類依舊不是特別清楚,而這一問題最早可以追溯到16世紀。
“電”這個詞的英文是“electricity”,而這個詞的發明是仿照希臘字中的κεχριμπάρι,也就是琥珀的意思。電與琥珀有什麼關係呢?關係還真是不小。
琥珀的本質是一種生物化石,是樹脂滴落後被掩埋於地下,在高溫高壓的作用之下歷經千萬年才得以形成的,所以十分珍貴。
自古以來,琥珀被人們視若珍寶,而如此珍寶,把玩的時候自然要時常擦拭,就在人們用毛皮擦拭琥珀的過程中意外發現,被擦拭過的琥珀可以吸引一些細小的毛髮和碎屑,而當時人們還不知道這就是電,只是認為這種現象是琥珀特有的一種吸引力所導致的。
到了16世紀後期,人們相繼發現了玻璃、鑽石等物品在擦拭之後一樣會具有這種吸引力,也就是說這種吸引力並不是琥珀所特有的,而是由擦拭所產生的,於是就仿照希臘字中的琥珀發明了electricity這個詞,也就是電,至此,人類算是真正發現了電的存在。
那麼電到底是一種什麼東西呢?
很快,各個國家的科學家和學者就都投入到了有關“電”的研究之中,很快他們就發現,電這種東西並不一定要透過擦拭才能產生。人們用絲綢來擦拭玻璃棒,之後玻璃棒會產生吸引其它物體的能力,而當人們用這根具有吸引力的玻璃棒去接觸其它物體之後,這些被接觸的物體也具有了或多或少的吸引力,也就是說“電”這種東西是可以傳遞出去的,於是乎人們得到了一個結論,“電”是一種流體,而且是一種獨立的物質,並不是任何物體的附加屬性。
不久之後人們又發現,世界上實際有兩種“電”,因為有些物體帶電之後會產生吸引力,而有些物體之間則會產生排斥力,比如兩根用絲綢擦拭過的玻璃棒之間會產生輕微的排斥,而一根擦拭過的玻璃棒和另一塊擦拭過的琥珀則會相互吸引,於是人們將這兩種不同的電命名為“玻璃電”和“樹脂電”。
人類對於電的認知似乎走入了某種“歧途”。將人們對於電的認知重新拉回正路上的人就是名聲赫赫的富蘭克林,他認為電只有一種,並不存在什麼“玻璃電”和“樹脂電”,吸引力和排斥力的產生是電的“盈餘”和“缺額”所導致的。
富蘭克林認為電本身就存在於所有的物體之上,這種認知在當時而言是非常具有前瞻性的,因為任何物質都是由原子所組成的,而電子是原子不可或缺的重要組成部分。
既然所有物體都有電,那麼吸引力和排斥力又是怎麼回事呢?這是因為在擦拭的過程中,一些物體上的電會減少,而減少的電並不會消失,它們會跑到另一個物體上,於是一個物體上的電就發生了缺額,而另一個物體上的電則出現了盈餘。一個電盈餘的物體與一個電缺額的物體之間會產生吸引力,而兩個電盈餘的物體或兩個電缺額的物體之間則會產生排斥力。富蘭克林的解釋與我們現在對於電的認知已經十分接近了,唯一的缺陷就是它把盈餘和缺額給搞反了。
富蘭克林認為用絲綢擦拭玻璃棒之後,玻璃棒上的電子會跑到絲綢上,所以玻璃棒是電缺額,而絲綢則是電盈餘,但實際情況恰恰相反,出現盈餘的其實是玻璃。
物體在相互接觸擦拭之後為什麼會產生電,現在已經搞明白了,但有一件事情卻是我們至今都弄不明白的,那就是物體之間的相互接觸,為什麼會導致電子的缺失和盈餘,為什麼接觸之後,有些物體就傾向於失去電子,而有些物體就傾向於獲得電子呢?而且不同的物體失去電子和獲得電子的能力也不相同,而外部環境也會使物體獲得和失去電子的能力發生變化。我們感覺我們對於電已經有了較深的認知,但實際上就連最基本的接觸為什麼會生電,我們也還沒有完全弄明白。