基本介紹
- 書名：電池的秘史:引發技術革命的攜帶型電源
- 作者：亨利·施萊辛格 (Henry R.Schlesinger)
- 出版社：上海科學技術文獻出版社
- 頁數：179頁
- 開本：16
- 品牌：上海科學技術文獻出版社
- 外文名：How Portable Power Sparked a Technological Revolution
- 譯者：張宏佳
- 出版日期：2013年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787543956162
基本介紹,內容簡介,作者簡介,媒體推薦,圖書目錄,後記,序言,
基本介紹
內容簡介
《電池的秘史:引發技術革命的攜帶型電源》由上海科學技術文獻出版社出版。
作者簡介
作者：（美國）亨利·施萊辛格（Henry R.Schlesinger） 譯者：張宏佳 劉波
亨利·施萊辛格（Henry R.Schlesinger），記者和作家，以科學和新興技術為寫作主題。
亨利·施萊辛格（Henry R.Schlesinger），記者和作家，以科學和新興技術為寫作主題。
媒體推薦
從詼諧的章節標題，到生動的寫作風格，再到那些引人人勝、驚奇不斷的豐富資料，這是一本討人喜歡的書。
——《圖書榜單》
電池的歷史就是一則精彩的故事，充滿了難忘的思想和大膽的實驗。
——《華爾街日報》
穿越電池歷史的一次真實而又妙趣橫生的旅行，它經常令人失望，卻又是日趨移動化和數位化社會的重要組成部分。
——《商業周刊》
清潔能源的生產和存儲需求得到全球的高度重視，這部文筆順暢、筆調可愛的關於電池發展史的出版物極富時代感。
——《今日物理學》
亨利·施萊辛格所著的電池發展史很有吸引力，是深入研究的結果，也是文明發展的縮影。我們今天已經對電池習以為常，而本書極其詳盡地介紹了對該技術發展貢獻巨大的一些科學家和企業家。
——麥可·貝爾菲奧利，《瘋狂科學家大本營》的作者
亨利·施萊辛格是一位幽默、睿智的寫作者，博學程度無人能及。就像平常的電池能讓手機工作好幾天一樣，他用自己的智慧給一個艱難話題賦予了活力——不斷縮小、能量不斷強大的電池發展史。
——理察·扎克斯，著有《西方文明的另類歷史》和暢銷書《海盜獵人》
電池觸及所有人的生活。攜帶型電源的發展折射出我們社會的發展歷程，而且未來的生活將主要取決於小巧耐用的電池能實現多大的功能。假如我們未來的線索能在過去找得到，那么電池發展的故事恰好指向了技術發展的最前沿。
——弗蘭克·維澤德，科技記者
施萊辛格在表面上讓我們重新認識了微不足道的電池，而實際上書寫了一部跨越3 000多年的人類創新歷史。《電池的秘史》一書和它的主題一樣活力四射、內容豐富。
——肯·詹寧斯，上榜《紐約時報》的暢銷書作家，
著有小說《布萊尼亞克》，電視智力競賽“危險邊緣！”歷史上最耀眼的冠軍
——《圖書榜單》
電池的歷史就是一則精彩的故事，充滿了難忘的思想和大膽的實驗。
——《華爾街日報》
穿越電池歷史的一次真實而又妙趣橫生的旅行，它經常令人失望，卻又是日趨移動化和數位化社會的重要組成部分。
——《商業周刊》
清潔能源的生產和存儲需求得到全球的高度重視，這部文筆順暢、筆調可愛的關於電池發展史的出版物極富時代感。
——《今日物理學》
亨利·施萊辛格所著的電池發展史很有吸引力，是深入研究的結果，也是文明發展的縮影。我們今天已經對電池習以為常，而本書極其詳盡地介紹了對該技術發展貢獻巨大的一些科學家和企業家。
——麥可·貝爾菲奧利，《瘋狂科學家大本營》的作者
亨利·施萊辛格是一位幽默、睿智的寫作者，博學程度無人能及。就像平常的電池能讓手機工作好幾天一樣，他用自己的智慧給一個艱難話題賦予了活力——不斷縮小、能量不斷強大的電池發展史。
——理察·扎克斯，著有《西方文明的另類歷史》和暢銷書《海盜獵人》
電池觸及所有人的生活。攜帶型電源的發展折射出我們社會的發展歷程，而且未來的生活將主要取決於小巧耐用的電池能實現多大的功能。假如我們未來的線索能在過去找得到，那么電池發展的故事恰好指向了技術發展的最前沿。
——弗蘭克·維澤德，科技記者
施萊辛格在表面上讓我們重新認識了微不足道的電池，而實際上書寫了一部跨越3 000多年的人類創新歷史。《電池的秘史》一書和它的主題一樣活力四射、內容豐富。
——肯·詹寧斯，上榜《紐約時報》的暢銷書作家，
著有小說《布萊尼亞克》，電視智力競賽“危險邊緣！”歷史上最耀眼的冠軍
圖書目錄
自序 真實的往事
第一章 沒有科學的世界
第二章 迷信的終結
第三章 青蛙的傳奇
第四章 科學、演技和伏打電堆
第五章 不紳士的科學家
第六章 上帝的傑作？
第七章 並非一無是處
第八章 電源與照明
第九章 設計天才
第十章 發明的黃金時代
第十一章 無線電技術
第十二章 大眾行銷奇蹟
第十三章 下一步的構想
第十四章 消除家裡的距離感
第十五章 無盡的前線
第十六章 看一看！聽一聽！買下吧！
第十七章 越來越小
第十八章 耗不盡的電量
第十九章 實驗動態
後記 未來發展趨勢
附錄 巴格達電池之謎
作者批註
譯者感言
第一章 沒有科學的世界
第二章 迷信的終結
第三章 青蛙的傳奇
第四章 科學、演技和伏打電堆
第五章 不紳士的科學家
第六章 上帝的傑作？
第七章 並非一無是處
第八章 電源與照明
第九章 設計天才
第十章 發明的黃金時代
第十一章 無線電技術
第十二章 大眾行銷奇蹟
第十三章 下一步的構想
第十四章 消除家裡的距離感
第十五章 無盡的前線
第十六章 看一看！聽一聽！買下吧！
第十七章 越來越小
第十八章 耗不盡的電量
第十九章 實驗動態
後記 未來發展趨勢
附錄 巴格達電池之謎
作者批註
譯者感言
後記
未來發展趨勢
做預測真的很難，尤其是預測未來。
——尤吉·貝拉
對遙遠的未來做預測總是很傷腦筋的。美國嬰兒潮的那一代人可以提供有力的證明。他們已近步人中年以上的年紀，而小時候雜誌上許諾過的一些東西仍然沒有實現，包括飛行汽車和個人噴氣背囊。
超級電容或雙層電容將出現在更遠的未來。超級電容是現有電池技術的重大飛躍，不僅能通過化學反應產生電荷，而且能像萊頓瓶一樣存儲電荷。最普通的超級電容由置於電解質的兩個無電抗圓片構成，圓片上附著一層碳。元件的關鍵部分是每一片多孔材料的表面積都很巨大，所以能存貯超大容量的電流。
從技術角度來看，萊頓瓶的實質就是一個電容，但是超級電容最早出現在20世紀50年代末期，而且經歷了幾年不平坦的發展道路，今天套用在多個方面，比如電子裝置的備用電源。然而，具有超大表面積的材料卻經歷過多次試驗，雖然實現了比標準電容更高的電容量，卻仍然不及現有的鋰離子電池。足夠大的表面積雖然還沒有出現，但是超級電容畢竟為期不遠了。這種技術在理論上有很大的優勢，至少能惠及幾代電子產品。首先，因為不發生化學反應，超級電容不容易受環境因素的影響。其次，超級電容的能效高於電池，由於不依靠化學反應進行再充電，所以它們能在幾秒鐘內快速恢復電能。從理論上講，你能在等電梯或在銀行排隊時給iPod充滿電。超級電容可以多次充電，比如5萬次以上，但其能效不會失去。
處在該項研究前沿的有MIT“電磁與電子系統（LEES）實驗室”的喬爾·辛達爾（Joel E．Schindall）教授及其團隊。他們要用碳納米管取代超級電容里的活性碳。粗細相當於一根髮絲的三萬分之一的納米管實際上是“生長”在圓片材料表面。材料表面和電解質充分接觸後，馬上被置於高溫的烴氣中。由於密閉空間裡充滿烴氣，電解質捕獲的碳原子會在幾分鐘裡堆積起來，或者說自動聚集為一層絨毛狀結構，那就是均勻分布的納米管。豎直排列的碳納米管會長成一片微觀“森林”。“我們要做的是在錫箔之類的導電電極上‘種’出足夠多的納米管”，辛達爾這樣解釋。“我們相信一根納米管能產生3—4伏電壓，儲電量是商用的超級電容的5倍。”
這種納米技術不僅可以套用於很小的攜帶型產品，而且適用於汽車和可替代能源的存儲工作，比如風力發電機的配套設備。如果進展順利，商用產品將在10年內上市。然而，又過了10多年，豐田公司在原來的設計概念上小打小鬧，推出第一款量產的複合動力汽車——普銳斯（Prius）。普銳斯面世幾年後，蘋果公司推出的iPod經歷過多項技術改進。相比之下，電動汽車的發展速度簡直就是蝸牛在爬行。
這種對比其實並不公平。造成不公平的正是那些必須要提的最基本因素——Prius與i：Pod的差別就如同蘋果和橙子的不同。如果通過改進現有技術或者開發新技術的手段能實現替代性能源的套用，那么技術的推動力離不開強有力的資本力量。莫爾斯在電磁式電報技術的成功證明了這一點，儘管投資人不大情願掏錢；萬尼瓦爾在論文《無盡的前線》中曾極力提倡相同的發展模式；甘迺迪總統也向美國國家航空航天局做出過保證。2009年2月生效的《2009年美國復興與再投資法》至少在一定程度上保證了新能源研究的經費來源。在高達7900億美元的經濟刺激計畫中，美國規定把數百億的份額分給電池研究和製造領域，從製造企業到基礎研究活動，各方都能享受到直接撥款、貸款和稅收激勵政策等多樣的支持。這些做法是否足以趕上資金充裕的亞洲競爭者還有待觀察，我們畢竟有所行動了。
MIT的研究人員在很小範圍內進行著微型電池試驗，它們只有人類細胞的一半大小。可是引起關注的並不是電池的大小，而是其裝配過程。一種名叫M13的轉基因病毒被釋放到特製表面上，以便生成陽極材料。這種研究可能創造出極其微小的自供電IC，適用於植人性感測器。
還有所謂的生化電池。早在2003年，密蘇里州聖路易大學的學生們開發出以酒精為原料的電池。他們主要使用伏特加和杜松子酒，藉助一種催化劑把原料分解成酶。索尼公司跟風研製出以糖為原料的電池。它和酒精電池的原理差不多，酶負責分解或消化糖（實為葡萄糖），同時特製的陽極從糖裡面吸取電子和氫離子。新加坡的一位科學家不久前公布了一種以尿液為電解質的小型生化電池。雖然在媒體上備受嘲弄，所謂尿電池和近炸引信在原理上基本是相同的——核心就是添加電解質，可以在低能耗的醫學檢測方面得到套用，例如糖尿病或妊娠試驗等。
在倫斯勒理工學院（Rensselaer Polytechnic Institute，位於美國紐約州），科學家提出相似概念，用體液作為電池的電解質。像紙一樣薄的電池主要由纖維素構成，表面印有納米管。研究者總結出的優點是它容易切割成合適的大小，以便植入皮下供心臟起搏器之類的儀器使用。
最後，電池的發展終於能跟得上相關領域的發展步伐了。今天的各種電子裝置的動力來源都大同小異，依賴的是最基本的化學原理。明天的電器可能會發生改變，那么負責供電的電池也同樣會隨之改變。科學與技術經常以出人意料的方式相互適應、變化和互相影響。200多年前，死青蛙的一條腿意外地抽搐了一下，接下來的爭論早已塵埃落定，但是隨之出現的科學探究活動延續到今天，而且必將繼續到更遠的未來。
做預測真的很難，尤其是預測未來。
——尤吉·貝拉
對遙遠的未來做預測總是很傷腦筋的。美國嬰兒潮的那一代人可以提供有力的證明。他們已近步人中年以上的年紀，而小時候雜誌上許諾過的一些東西仍然沒有實現，包括飛行汽車和個人噴氣背囊。
超級電容或雙層電容將出現在更遠的未來。超級電容是現有電池技術的重大飛躍，不僅能通過化學反應產生電荷，而且能像萊頓瓶一樣存儲電荷。最普通的超級電容由置於電解質的兩個無電抗圓片構成，圓片上附著一層碳。元件的關鍵部分是每一片多孔材料的表面積都很巨大，所以能存貯超大容量的電流。
從技術角度來看，萊頓瓶的實質就是一個電容，但是超級電容最早出現在20世紀50年代末期，而且經歷了幾年不平坦的發展道路，今天套用在多個方面，比如電子裝置的備用電源。然而，具有超大表面積的材料卻經歷過多次試驗，雖然實現了比標準電容更高的電容量，卻仍然不及現有的鋰離子電池。足夠大的表面積雖然還沒有出現，但是超級電容畢竟為期不遠了。這種技術在理論上有很大的優勢，至少能惠及幾代電子產品。首先，因為不發生化學反應，超級電容不容易受環境因素的影響。其次，超級電容的能效高於電池，由於不依靠化學反應進行再充電，所以它們能在幾秒鐘內快速恢復電能。從理論上講，你能在等電梯或在銀行排隊時給iPod充滿電。超級電容可以多次充電，比如5萬次以上，但其能效不會失去。
處在該項研究前沿的有MIT“電磁與電子系統（LEES）實驗室”的喬爾·辛達爾（Joel E．Schindall）教授及其團隊。他們要用碳納米管取代超級電容里的活性碳。粗細相當於一根髮絲的三萬分之一的納米管實際上是“生長”在圓片材料表面。材料表面和電解質充分接觸後，馬上被置於高溫的烴氣中。由於密閉空間裡充滿烴氣，電解質捕獲的碳原子會在幾分鐘裡堆積起來，或者說自動聚集為一層絨毛狀結構，那就是均勻分布的納米管。豎直排列的碳納米管會長成一片微觀“森林”。“我們要做的是在錫箔之類的導電電極上‘種’出足夠多的納米管”，辛達爾這樣解釋。“我們相信一根納米管能產生3—4伏電壓，儲電量是商用的超級電容的5倍。”
這種納米技術不僅可以套用於很小的攜帶型產品，而且適用於汽車和可替代能源的存儲工作，比如風力發電機的配套設備。如果進展順利，商用產品將在10年內上市。然而，又過了10多年，豐田公司在原來的設計概念上小打小鬧，推出第一款量產的複合動力汽車——普銳斯（Prius）。普銳斯面世幾年後，蘋果公司推出的iPod經歷過多項技術改進。相比之下，電動汽車的發展速度簡直就是蝸牛在爬行。
這種對比其實並不公平。造成不公平的正是那些必須要提的最基本因素——Prius與i：Pod的差別就如同蘋果和橙子的不同。如果通過改進現有技術或者開發新技術的手段能實現替代性能源的套用，那么技術的推動力離不開強有力的資本力量。莫爾斯在電磁式電報技術的成功證明了這一點，儘管投資人不大情願掏錢；萬尼瓦爾在論文《無盡的前線》中曾極力提倡相同的發展模式；甘迺迪總統也向美國國家航空航天局做出過保證。2009年2月生效的《2009年美國復興與再投資法》至少在一定程度上保證了新能源研究的經費來源。在高達7900億美元的經濟刺激計畫中，美國規定把數百億的份額分給電池研究和製造領域，從製造企業到基礎研究活動，各方都能享受到直接撥款、貸款和稅收激勵政策等多樣的支持。這些做法是否足以趕上資金充裕的亞洲競爭者還有待觀察，我們畢竟有所行動了。
MIT的研究人員在很小範圍內進行著微型電池試驗，它們只有人類細胞的一半大小。可是引起關注的並不是電池的大小，而是其裝配過程。一種名叫M13的轉基因病毒被釋放到特製表面上，以便生成陽極材料。這種研究可能創造出極其微小的自供電IC，適用於植人性感測器。
還有所謂的生化電池。早在2003年，密蘇里州聖路易大學的學生們開發出以酒精為原料的電池。他們主要使用伏特加和杜松子酒，藉助一種催化劑把原料分解成酶。索尼公司跟風研製出以糖為原料的電池。它和酒精電池的原理差不多，酶負責分解或消化糖（實為葡萄糖），同時特製的陽極從糖裡面吸取電子和氫離子。新加坡的一位科學家不久前公布了一種以尿液為電解質的小型生化電池。雖然在媒體上備受嘲弄，所謂尿電池和近炸引信在原理上基本是相同的——核心就是添加電解質，可以在低能耗的醫學檢測方面得到套用，例如糖尿病或妊娠試驗等。
在倫斯勒理工學院（Rensselaer Polytechnic Institute，位於美國紐約州），科學家提出相似概念，用體液作為電池的電解質。像紙一樣薄的電池主要由纖維素構成，表面印有納米管。研究者總結出的優點是它容易切割成合適的大小，以便植入皮下供心臟起搏器之類的儀器使用。
最後，電池的發展終於能跟得上相關領域的發展步伐了。今天的各種電子裝置的動力來源都大同小異，依賴的是最基本的化學原理。明天的電器可能會發生改變，那么負責供電的電池也同樣會隨之改變。科學與技術經常以出人意料的方式相互適應、變化和互相影響。200多年前，死青蛙的一條腿意外地抽搐了一下，接下來的爭論早已塵埃落定，但是隨之出現的科學探究活動延續到今天，而且必將繼續到更遠的未來。
序言
真實的往事
我們相信：只要符合自然規律，所有事物無一不是奇妙無比的。
——法拉第
寫作此書的動因的確有些不可思議。在編寫一部諜報工作的著作的過程中，本人對電池產生了興趣。如果需要現場為諜報專用設備更換電池，即使條件允許，也經常會出現不便的時候，所以能源問題就成為情報收集活動中的關鍵因素。專家和技術人員構想出無數的巧妙機關，但必須長久地糾結於電源難題。雖然存在意想不到的情況，也總能引發人們的思考。電影中的超級特工邦德先生似乎從未在便利店裡買過AA電池，可是他使用的那些特殊裝置肯定離不開能量驅動。
那部諜報作品的工作量浩大，我在閒暇時開始在小卡片上記載電池方面的內容。經過日積月累，卡片由最初的一小疊變成了2疊，後來是4疊，很快集成8疊。破解了某一個疑問之後，又牽扯出更多的疑問需要研究。關於小小的電池，我們顯然知之甚少。
稍做研究之後，我便發現了一個問題：市面上幾乎沒有一本有關電池的圖書能滿足業餘讀者的要求。當然，人們可能會找到個別的，大多涉及的是化學、物理學、歷史學以及電子學等領域中與電池相關的內容。但是這些書主要面對的是科技人員和學者，專業性太強，更坦白地說，極其枯燥晦澀。另一方面，大多數介紹電子消費品的文字材料卻很少涉及電池。用戶界面的特色當然是重點推介的內容——顯示屏、按鍵、運行速度以及應用程式等如何如何。雖然產品介紹或使用說明是必不可少的，大家卻對電池沒有多少興趣。筆者所認識的科技界人士中，即便是那些超級怪才，他們也都很難對電池技術產生熱情。
實際上，各種電池不僅僅是當前技術先進、產品便攜化時代的能量之源，而且幾乎所有脫胎於早期基礎研究工作的五花八門的新奇設計和發明也依靠電池提供能量。現在，通過電池供電的消費類科技產品大多立足於基礎科學的研究成果。如果說多數科研項目也離不開電池，其實一點不誇張。如果沒有電池，不僅行動電話之類的設備無法使用，甚至為其提供支撐的科學技術也不可能出現。而精緻巧妙的電池令我產生了不可抗拒的寫作衝動。
另外一個方面也很重要。電池屬於一種促成技術（也稱支持技術），如果脫離其科學、歷史和技術環境，我們無法真正理解其意義。我在寫作期間總有一種親切的釋然感覺，猶如身處古樸的街邊小店之中。無論是居家使用的器具，還是國際戰場上的裝備，只要在某一領域內進行一番研究，就會發現電池在推動技術套用不斷走向複雜化。
寫作期間不斷有驚奇的發現。記得在開始階段，實際上就在本書出版的幾周前，本人需要介紹19世紀出現的最早的“現代”電池，發現當時的科學家曾對最初的設計進行過改進。他們之前甚至根本不清楚電池的原理，也不了解電的特性，但不懈的技術革新和演變已經低調地開始了，電池的電量不斷擴充，使用壽命也不斷延長。
本書為了敘述清楚，將那些互不相干或互不搭界的內容聯繫在了一起。若有迂迴離題之處，那是因為我所發現的事實確實妙趣橫生，實在不忍棄之，很有必要與讀者分享。個人以為，這本書第一次把下列顯赫的名字同時收錄其中：沃夫曼·傑克、麥可·法拉第、詩人拜倫，還有“金屬樂隊”。
我們相信：只要符合自然規律，所有事物無一不是奇妙無比的。
——法拉第
寫作此書的動因的確有些不可思議。在編寫一部諜報工作的著作的過程中，本人對電池產生了興趣。如果需要現場為諜報專用設備更換電池，即使條件允許，也經常會出現不便的時候，所以能源問題就成為情報收集活動中的關鍵因素。專家和技術人員構想出無數的巧妙機關，但必須長久地糾結於電源難題。雖然存在意想不到的情況，也總能引發人們的思考。電影中的超級特工邦德先生似乎從未在便利店裡買過AA電池，可是他使用的那些特殊裝置肯定離不開能量驅動。
那部諜報作品的工作量浩大，我在閒暇時開始在小卡片上記載電池方面的內容。經過日積月累，卡片由最初的一小疊變成了2疊，後來是4疊，很快集成8疊。破解了某一個疑問之後，又牽扯出更多的疑問需要研究。關於小小的電池，我們顯然知之甚少。
稍做研究之後，我便發現了一個問題：市面上幾乎沒有一本有關電池的圖書能滿足業餘讀者的要求。當然，人們可能會找到個別的，大多涉及的是化學、物理學、歷史學以及電子學等領域中與電池相關的內容。但是這些書主要面對的是科技人員和學者，專業性太強，更坦白地說，極其枯燥晦澀。另一方面，大多數介紹電子消費品的文字材料卻很少涉及電池。用戶界面的特色當然是重點推介的內容——顯示屏、按鍵、運行速度以及應用程式等如何如何。雖然產品介紹或使用說明是必不可少的，大家卻對電池沒有多少興趣。筆者所認識的科技界人士中，即便是那些超級怪才，他們也都很難對電池技術產生熱情。
實際上，各種電池不僅僅是當前技術先進、產品便攜化時代的能量之源，而且幾乎所有脫胎於早期基礎研究工作的五花八門的新奇設計和發明也依靠電池提供能量。現在，通過電池供電的消費類科技產品大多立足於基礎科學的研究成果。如果說多數科研項目也離不開電池，其實一點不誇張。如果沒有電池，不僅行動電話之類的設備無法使用，甚至為其提供支撐的科學技術也不可能出現。而精緻巧妙的電池令我產生了不可抗拒的寫作衝動。
另外一個方面也很重要。電池屬於一種促成技術（也稱支持技術），如果脫離其科學、歷史和技術環境，我們無法真正理解其意義。我在寫作期間總有一種親切的釋然感覺，猶如身處古樸的街邊小店之中。無論是居家使用的器具，還是國際戰場上的裝備，只要在某一領域內進行一番研究，就會發現電池在推動技術套用不斷走向複雜化。
寫作期間不斷有驚奇的發現。記得在開始階段，實際上就在本書出版的幾周前，本人需要介紹19世紀出現的最早的“現代”電池，發現當時的科學家曾對最初的設計進行過改進。他們之前甚至根本不清楚電池的原理，也不了解電的特性，但不懈的技術革新和演變已經低調地開始了，電池的電量不斷擴充，使用壽命也不斷延長。
本書為了敘述清楚，將那些互不相干或互不搭界的內容聯繫在了一起。若有迂迴離題之處，那是因為我所發現的事實確實妙趣橫生，實在不忍棄之，很有必要與讀者分享。個人以為，這本書第一次把下列顯赫的名字同時收錄其中：沃夫曼·傑克、麥可·法拉第、詩人拜倫，還有“金屬樂隊”。
