После статьи в «Физико-медицинском журнале» в 1794 г., где он утверждал, что надо говорить не о «животном» электричестве, а об электричестве «металлическом», оставалось ждать только одного: появления технического устройства из металлов, генерирующего электрический ток. Но идеи такого устройства у Вольты в то время не было. Прошло пять лет, заполненных опытами, дискуссиями, размышлениями, сомнениями. Но вот в самом конце 1799 г. Вольта создает источник электрического тока из двух разнородных металлов, разделенных «влажным телом». Это был вольтов столб — одно из выдающихся в истории естествознания изобретений, возвестившее наступление эры электричества.
Различные виды вольтова столба
Вольтов столб складывался из элементов, а каждый элемент состоял из медного (или серебряного} и цинкового (или оловянного) дисков, проложенных кружком из пористого материала, пропитанного солевым раствором. Чтобы раствор не вытекал, пористые кружки делались по размеру несколько меньше, чем металлические. Несколько элементов ставились друг на друга — получался столб. При прикосновении к самому нижнему и самому верхнему диску ощущался электрический удар.
Мощность столба зависела от количества элементов. Но при большом количестве дисков столб делался неустойчивым, и Вольта придумал для него специальную ограду из четырех прутьев, не проводящих ток, или делил столб на несколько частей. Самым лучшим оказался столб, который Вольта назвал «прибором из цепи чашек». Несколько десятков чашек, наполненных соленой водой, соединялись металлическими дугами, которые делались из двух металлов — меди и цинка. Оба металла были спаяны выше места их погружения в жидкость. Один конец дуги помещался в одну чашку, другой — в другую, так что в средних чашках оказывались два разнородных металла.
Какие бы формы Вольта ни придавал своему столбу, он убеждался, что два разнородных металла, разделенные «влажным телом», представляют собой новый источник электричества, о котором прежде никто не знал. От машины Герике он отличался тем, что не требовалось затрачивать никакой механической энергии, чтобы источник тока начал действовать: электрические заряды возбуждались не трением, а «вследствие прикосновения разнородных металлов через влажный проводник».
Вот что писал о своем открытии Вольта президенту Лондонского Королевского общества Джозефу Бэнксу:
«После долгого молчания, в котором я не пытаюсь оправдываться, имею удовольствие сообщить Вам, синьор, а через Ваше посредство и Королевскому обществу о некоторых поразительных результатах, полученных мною... Главный... это создание прибора, который по своим действиям, то есть по сотрясению, испытываемому рукой и т. п., сходен с лейденской банкой или со слабо заряженной электрической машиной, но который, однако, действует непрерывно, одним словом, дает непрерывный поток электрического флюида».
Письмо Вольты было напечатано в «Философских трудах» Королевского общества, и мир узнал о появлении химического источника тока. Ученые были поражены удивительной простотой устройства столба и его необычайными возможностями. В честь Вольты единицу измерения электрического потенциала назвали вольт. Слава его была ослепительной, и он не в пример своему предшественнику Гальвани был счастливейшим из ученых.
Вольта думал, что его открытию суждено будет найти применение в медицине. Ни он, ни его современники не предполагали, какой переворот во всем мире совершит электричество. Французский физик Араго, младший современник Вольты, был прав, говоря, что «этот столб представляет собой прибор, чудеснее которого никогда не изобретал человек, не исключая телескопа и паровой машины».
ГЛАВА 2. ПРОБЛЕСКИ ИСТИНЫ
Зачатки электрохимии
Вольта считал, что причина гальванического тока в соприкосновении металлов. Правда, при работе с элементами он замечал окисление металлических пластинок, например цинка. Но он считал, что это побочное явление и его можно устранить удачным расположением электродов. «Удачного» расположения ему найти так и не удалось: если не было окисления, не было и тока, а наличие тока в столбе сопровождалось химическими изменениями на электродах.
Еще раньше Вольта нашел, что действие различных веществ в столбе далеко не одинаково. По силе действия их можно расположить в ряд, где больший эффект будет соответствовать металлам, наиболее удаленным в ряду друг от друга. Первый «ряд напряжений» выглядел у него так: цинк, олово, свинец, железо, латунь, бронза, медь, платина, золото, серебро, ртуть, графит, древесный уголь. Действительно, все так и получалось, но только если любая пара металлов была разделена влажным проводником. Не обращая внимания на видимые химические изменения на поверхности металлов в столбе, Вольта считал, что при чисто металлическом, «сухом» соприкосновении возбужденные напряжения взаимно уничтожаются.