走近电池：曾有两块干电池在180多年间驱动电铃敲了100多亿次？

提到人类至今最伟大的发明，电当仁不让会占据一个席位。电的使用和推广的确很大程度地提高了人们的生活质量和生产效率。因此，现在不少设备都是靠电驱动的。为了提高生活的便利性，人类再次发明了可移动电源，即电池。

点亮了黑夜的电

可人类研究了几百年也没能让储量有效的电池在供能方面产生质的飞跃。不过，牛津大学里居然有两块干电池为电铃供电180多年。两节干电池为什么能让电铃坚持响动这么多年？这个已经敲了一百多亿次的电铃为什么备受重视？

闻名世界的牛津电铃

这个堪称“劳模”的电铃已经在牛津大学的走廊上永不停歇地响动了180多年，而科学家通过研究发现，这个电铃的电池还没有明显的枯竭现象。所以，接下来的百年内，如果没有外界刺激，这个电铃能继续运作下去。

牛津电铃

这么耐用的电铃结构却很简单，牛津电铃中间的两节干电池只是和两个最常见的铃铛以及夹在铃铛中间的金属球直接串联起来。也就是说整个电铃只有电铃与电池的连接和金属球与电池的连接，这就有效地保证了电池电量使用效率的最大化。再加上电铃和金属小球需要运转需要的能量也并不多，牛津电铃就通过用最简单而经典的静电排斥原理运转了近两百年。

电铃结构

科学家们普遍认同的是，牛津电铃能持续工作这么多年的主要原因是其电池储量较大而自身消耗很小。可如何也想不通电池原理的科学家们又不忍心就这样拆开这个跨世纪的神奇发明。所以他们只能从这个电铃的制造者入手研究。然后他们就发现这个跨世纪的经典电铃其实只是当时牛津大学的一位物理学家在从不知名地方买来后，随手放在实验室旁边的。

电荷

当时所有人都没有把这个简单的电铃看得多重要，因为它只是实验室旁边一个随处可见的电铃。所以，关于这个电铃的来历的记载也只有一些模糊的只言片语。为了保护这样堪称奇迹的现象，越来越重视牛津电铃的牛津大学还专门为这个电铃扣上一个双层隔音的玻璃保护罩来减少外界的干扰。

玻璃罩保护

也许在很多年后，因电池没电而停止运转的牛津电铃会被人们拆开，而这个困扰现在科学家们很多年的疑惑的答案会被揭晓。但现在我们只能通过各种理论知识进行猜想。

关于电铃运转的猜测

最简单的构造和最基础的电池给不停运转的牛津电铃蒙上了一层神秘的色彩。甚至在过去的很长一段时间内，人们都认为牛津电铃是传说中的永动机。

传说中的永动机

可这后来又被证实是完全错误的想法。而经过对电池发展史的反复研究，科学家们又有了一个关于电铃的电池运转原理的新猜测，那就是赞伯尼电堆。这种早在1812年就被发明出来的电池是采用将纸圆片隔在银箔和锌箔中间的方式来实现干电池的供电。这种电池能够储存大量的电能，但由于制成的电池两端的电压过大，连接这种电池的用电器需要有极强的电压承受能力。再加上赞伯尼电堆储存的电量虽然多，可由于电池内部的电阻较大，电池能输出的电流并不能让很多常用的用电器运转起来。这种原理的电池无法被应用在日常生活中。

用电堆发电

见过牛津电铃的人都知道为什么科学家会有这种怀疑了。那是因为牛津电铃的两节干电池在外形上跟赞伯尼电堆原理的电池长得十分相似。而且虽然难以验证，但科学家猜测牛津电铃的电池外层的凝固物是融化的硫。他们认为牛津电铃的电池制造者就是用这种方式来隔绝电池与外界的电荷交换。再加上电铃和金属小球的体积都很小，整个电铃运转需要的电流并不大。

硫

但由于这个猜测一直无法被验证，我们目前还无从得知事实究竟是怎样的。

“永不停歇”电铃的意义

牛津电铃之所以会引起人们的广泛关注，除了它一直不间断工作外，最大的原因就是牛津电铃的电池很可能会给人类的电池创新和发展提供一个新的思路。目前市面上的电池虽然看起来种类和功能繁多，但实际上这些电池本质上都是化学电池。

电解液

用过的人都深有体验，无论这些电池储量多大，它们当中使用时间最长的也没有超过一个星期。除了这种我们生活中常见的电池之外，人类目前还发明了另外一种供能方式的电池，那就是核电池。但核电池由于辐射较大且能量转化率较低，一直没能被推广使用。所以电池的长期供能一直是让相关研究者头疼不已的问题。可牛津电铃的电池却做到了持续供能一百多年。如果能解开它的谜题，那人类使用的电池将实现一个从地到天的跨越。因此，那么多的科学家才会对其中电池的运行原理提出各种猜测。

核电池

除此之外，牛津电铃还是一个十分经典的实验器材，它的历史意义重大。人类短短的几十年寿命并没有办法看到所有实验的结果，而且有些历时漫长的实验可能需要经过几代甚至几十代人，才能出现结果。而关于牛津电铃的电池的研究也是如此。著名的沥青滴落实验也是如此，研究人员花费70年才拍摄到沥青滴落的画面。

沥青滴落实验

这些实验就像是时代的接力棒，由前人制造，然后一代一代传下去，直到我们解出其中的真相为止。

结语

一百多年来持续响铃一百多亿次的牛津电铃确实是一个了不起的发明，也是一个十分罕见的现象。同时，它还被开发成了一个旅游景点，许多人因为它的奇迹慕名而来。这个永动机一样的奇迹让我们看到了发展的新希望。如果科学家们能研究出牛津电铃的电池原理并制造出新型电池，那到时候我们的生活质量将会比现在提高不少。