前言

曾有科学家进行过研究，在面包片落下时，抹了黄油的那一面会比较重，所以有黄油的那一面会先着地。

有网友笑称：让猫从桌子上落下，猫的四肢会先着地，那么若是在猫身上绑上抹了黄油的面包片，二者不断地来回朝着地板反转，岂不就是“永动机”？当然，这也只是一句玩笑话。

传说中的“永动机”是一种不用靠外界能量，或是仅仅有一个初始力量便能永远做功的机器。自13世纪开始就已经有人试图研制永动机了，但是一直到本世纪都未有人取得成功的研制成功。

“永动机”这种机械装置违反了能量守恒定律、热力学定律，所以永远不可能被制造出来。

这几乎是科学家们已经达成的共识。但是，曾有两节被发明于19世纪的干电池却被人称为“当代永动机”，这是为何？

电池的发展历程

年，意大利解剖学家伽伐尼在解剖青蛙时无意用双手拿着金属器械碰上青蛙的大腿，看到青蛙的肌肉仿佛遭到了电流的刺激而抽搐，从而发现了“生物电”。

而物理学家伏特并不认同伽伐尼的观点，为了找到有力的证据。伏特开始进行实验，发现只要将两种不同的金属片浸在盐水中便能产生电流，由此制作出了世界上第一枚“电池”，取名为“伏特电堆”。

后续科学家们继续在“伏特电堆”的基础上研究“电”的奥秘，终于在年，世上第一款成型的“湿电池”诞生于法国人雷克兰士之手上。27年后，英国人赫勒森发明了不会渗漏、易于随身携带的干电池，广泛地运用于各个领域。

续航多年的电池：牛津电铃

即使续航能力再持久的电池也总有耗尽能量的那一天，人们引发思考，是否存在一款能够永远放电且不减少电量的电池呢？

一旦拥有了这种电池，人们便不用再花时间反复为电子产品更换电池，也能避免忘了换电池而电子产品中断运行而造成的不便。

答案是，还真有，并且距离这款电池被打造出来的时间已经过去了多年。

十九世纪中期，牛津大学曾采购了一批实验设备，人们将其中一个电铃称之为“牛津电铃”。目前此电铃安放在牛津大学克拉伦登实验室的架子上。

这套电铃的外部结构一目了然，其中存在两节干电池构成的一套串联电路，形成电流，电流中的金属球带有正电荷，相同的电荷相斥，所以一边的金属球便会撞向铜铃发出响声，在此过程中完成电荷的转移，此时金属球身上所携带的就是负电荷了，便会将铜铃推向另一边，金属球由此以固定的频率震荡。

这两节干电池在多年的时间内共驱动电铃敲响了多亿次，只有在空气过于潮湿对内部电荷转移造成影响时，会偶尔发生短暂性的中断，其他时间都在正常工作，至今仍在发挥作用，仿佛内部的能量取之不尽用之不竭。

而这套“牛津电铃”也被大家称之为“存在于现实之中的永动机”，以及“最长寿的富兰克林钟”。

富兰克林钟

一直以来，人们对于“电”这种具有能量而又捕捉到实体的物质具有极大的好奇心，其中也不乏花费大量时间研究“电”的科学家们。

本杰明·富兰克林是美国杰出的政治家，美元钞票上印的就是他的头像，但他也是一位出色的物理学家，一生中做过多项与电有关的实验，曾被评价道“他从苍天那里取得了雷电，从暴君那里取得了民权。”

年富兰克林做了一个轰动世界的实验：捕捉雷电。他带着儿子来到了乌云滚滚的室外，将一只由丝绸做成、绑上了金属丝的风筝放上了天。连接风筝的细绳另一端系上干燥的绸带作为绝缘体，以免实验者被电击中。绸带上还挂有充当电极的钥匙。

在闪电终于划破天际后，雷电通过风筝与引绳进入了富兰克林早已准备好的莱顿瓶中，莱顿瓶中电火花四射，富兰克林知道，自己终于成功了。

这个故事被记录在了教科书中，但教科书却没有提及，为了能够提前预知闪电是否会到来，制作了一个“闪电报警铃”，后来也被人们称为“富兰克林钟”。

虽说是叫“富兰克林钟”，但其设计并非富兰克林首创，而是富兰克林从苏格兰物理学家戈发明的戈登钟处找寻到了灵感，并且进行了改良。

富兰克林将两个钟吊起，一个接着引雷针，一个接着地面，而这两个钟之间，挂着一个金属球。在风暴来临前，引雷针会带上空气中的负电荷，引到钟上使其带有负电荷，并且此时金属球也会沾上空气中的负电荷。

同性相斥，带着负电荷的金属球会被弹开，撞到另一个钟上，负电荷被引走，此时金属球便会被“吸”向带有负电荷的钟，在沾上负电荷后再度被弹开，循环反复，好似一个“电铃”，提示富兰克林“闪电来了，赶紧去捉”。

富兰克林钟与牛津电铃不管是从结构上还是运作原理来看都十分相似，而一直运作了多年的牛津电铃也被称为后人们称为“最长寿的富兰克林钟”。

不过，富兰克林钟的运作依赖的是天气，但牛津电铃的运作依赖的是续航能力迷之霸刀的两节干电池，所以牛津电铃相比富兰克林钟而言更加稳定，也更加引人好奇。

牛津电铃猜想

牛津电铃的外部套有厚厚的玻璃外罩，所以即使它还能发出响声，也不会刺激到参观者的耳膜，几乎已经不会有声音传到外界了。

而科学家们即使十分想弄清楚牛津电铃的构成材料、结构，从而破解两节干电池“续航”年的奥秘，也不敢打开玻璃罩，因为担心外部空气对这近两百年前的产物造成影响。毕竟在考古史上就曾出现过陪葬品被挖掘出后甫一接触到空气便“灰飞烟灭”的事例。

由于制作年代过于久远，所以有关牛津电铃的描述与记载已经是一片空白，想要了解有关信息，便只能等到金属球停止工作之时再打开玻璃罩对其加以分析。

但有科学家猜测，牛津电铃中所使用的电池有可能是人们发明最早的电池之一：Clarendon干电堆，内部由上千层金属箔与涂有硫酸锌、二氧化锰的纸张构成，外部则覆盖有一层硫磺，用来隔绝空气以此来达到绝缘的目的。

之所以仅仅两节干电池就能使牛津电铃工作如此之久，有可能是因为只需微弱的电流便能催动金属球的震荡，所以对电池的消耗微乎及微，才能够撑年。

但这毕竟只是科学家们的猜想，真相究竟如何，还是只能等其能量耗尽再做研究。

可续航2.8万年的电池？

对于牛津电铃的存在，科学家们啧啧称奇，然而美国的NDB公司却与十九世纪的干电池较上劲了。NDB公司表示，自身已经研发出了一款几乎能无限期进行工作的电池：纳米金刚石电池。

但其实这款电池在研制之初给出的目标寿命是2.8万年，虽说不能无限，但若是真的能做到续航2.8万年，倒也算得上是一款堪称奇迹的电池了。

纳米金刚石电池是何原理呢？核电站发电后会出现放射性石墨这一产物，其含有大量C-14反射性同位素，将其提纯后能够制成一款特殊的钻石，将其与金刚石组合在一起便能将自身的电子转移到金刚石身上，产生电流，这就是“金刚石电池”。

以“核能量”作为原料的产物，其续航能力皆十分可观。就拿核航母而言，其利用核反应堆形成核裂变反应，以此产生巨大热能，加热锅炉中的水与蒸气，进而使汽轮机运转起来，推动航母螺旋桨转动，推进航母前行。

一般来说，一艘核航母的寿命在四十年左右，补充一次“燃料”便能使核航母续航二十年的时间，一声只需要补充两次“燃料”的核航母便比常规航母更具远洋作战能力。

“核电池”的寿命，却比核反应的寿命长多了。C-14的半衰期长达年，也就意味着从理论而言，金刚石电池最起码能够续航一万年以上。

辐射大小几乎与香蕉同等

但是，美国对日本投下的那两颗原子弹散发出大量核辐射，对日本人民造成的影响显而易见。苏联时期发生的切尔诺贝利核电泄露事故中也有大量死于核辐射的平民。

由此，人们只要一听到带有“核”字眼的产品一般都是敬而远之，所以金刚石电池是否也具有一定的危险性呢？

对此问题，英国的斯科特教授给出了答案，其表示能够通过给金刚石电池加一层外套来隔绝高能粒子的传递。在此情况下，金刚石电池对人体产生的辐射与一根香蕉产生的辐射几乎相等。

NDB公司表示，要想制造出金刚石电池，需要将构成纳米金刚石的原材料进行重重叠加，并将其与微型集成电路、超级电容器进行连接，由此来完成电荷的收集、储存以及传递等一系列工作流程。

与其说金刚石电池是一款电池，不如说它是一款微型发电机，与普通电池的使用时长相对比，换算下来的成本要比普通电池低得多。不仅便宜、耐用，还能够起到实现节源资源、环保等作用，使人们渐渐从传统燃料的依赖现状中脱离出来，响应如今各国发出的使用新能源号召。

金刚石电池意义不小

若金刚石电池能够在未来做到量产且大范围商用，所具有的意义便不光只是使人类摆脱对不可再生资源的依赖，还能极大程度上改善电池对环境、人体造成恶劣影响等情况。

由于金刚石电池内部具有放射性物质，即使外部的外壳能够阻止放射性物质溢出，人们也不敢随意处之，毕竟此类物质的影响可比重金属重多了。由此，人们也能更加小心谨慎地对其进行使用、保管。即使在其续航时间内想要将其淘汰，也不会将其直接丢弃，而是寻找更加妥当的处理方式。

结语

从富兰克林钟，到牛津电铃再到NDB公司出品的金刚石电池，以及在数百年间出现的大大小小与电有关的实验与产品，都是智慧的人类对自然物质的探索。

从某种意义上来说，电力这种资源取之不尽、用之不竭，同时十分环保，只要好好加以利用，必能造福人类、保护环境。我们可以期待未来咱们的生活中会出现更加先进、优质的“电”产物，带给我们更加新奇的体验。