电的进化简史

電（电）------人类驯服

「电」(Electricity)指一种物理现象，今天意义的「电」是第二次工业革命的产物，人类最早需要电的应用应该是照明用的电灯了吧。而关于电最早的记载可以追溯到中国古代甲骨文中的记载，在商朝的甲骨文中，“电”的本字是申字，“电”在甲骨文里面的模样，很像天上的雷电闪电在四方伸展的样子。

“电”字在古汉字和现代简明汉字的演变

严格意义来讲，人类发展的历史就是与自然环境的抗争史，而与风雨雷电的自然抗争史格外震撼人心。在《说文》中，我们可以看到：電（电）——阴阳激耀也，从雨，从申。对于自然现象的描述我们可以清楚的了解到其表征的形貌，但是其内部机理受科学技术限制还未可知，所以在各种古籍中大家只是描述和探讨，包括古埃及希腊文明。

闪电击打在大地平面的仿真模拟（原创）

在古埃及文献中，人们发现尼罗河中有一种鱼可以使人麻痹，于是将这种鱼类称为“尼罗河的雷神”，并将它们描述为其他鱼类的保护者。而且十分有趣的是，医生们在知道有被电后强烈的肌肉收缩的反应后，居然让有痛风或者头疼的患者触摸这种鱼类，希望能通过被电来减轻痛苦。

电鳗（图源：Google）

后来也有许多学者研究了古原电池和摩擦生电等现象，而到真正意义上研究电还是依靠一个“传奇”----本杰明·富兰克林。

電（电）------近代发展

1752年6月，富兰克林在一根潮湿的风筝线底部安装了一把金属钥匙，并在暴风雨的天空中放风筝，一连串的火花从他手背的钥匙上跳到他的手背上，这第一次证明了闪电就是电，他还解释了莱顿瓶作为一种存储大量电荷的装置的矛盾，这种电荷是由正电荷和负电荷组成的。在此后的几十年来，生物电、化学电、电磁现象和电动机相继诞生，麦克斯韦对于“电”和“磁”的同一学说，标志着电学进入了新的纪元。

尖端放电现象的仿真模拟（原创）

在19世纪早期，电气科学是人类科学史上最亮眼的明珠，贝尔、爱迪生、尼古拉·特斯拉、第一男爵开尔文、维尔纳·冯·西门子等现代电学学科奠基人的出现，让一个自然现象变成了人类现代生活必不可少的工具。1887年，海因里希·赫兹发现用紫外线照射的电极更容易产生电火花，1905年，阿尔伯特 · 爱因斯坦发表了一篇论文，解释了光电效应的实验数据，并成功解释了金属在光照射下能量激发发射光电子的理论，这一发现后来导致了现代科学的一个巨变------量子革命。而爱因斯坦也因发现了光电效应获得诺贝尔物理学奖，现代规模万亿的光伏产业其实最早能追溯到1900年代。

光伏产业------太阳能电池阵列（图源：Google）

在此后的几十年来，科学家和商人都在不遗余力的研究各种材料和电学的相关性质，直到1947年的一天，美国贝尔实验室的 John Bardeen 和 Walter Houser Brattain 发明了人类第一个晶体管，自此现代半导体学开始迅猛发展，通过改进材料和工艺制造出来更小的晶体管；而MOS管（金属氧化物半导体场效应晶体管）、IGBT、集成IC和LED等元器件都是在不断设计和工艺迭代中诞生的。

当然现代电子元器件和半导体科学研究都是建立在交流电的基础上，要问现代的电学奠基人你最推崇谁，我相信大家都会回答爱迪生，法拉第他们，但是真正有所了解和研究的人都知道一个不怎么在课本上出现的人类巅峰------尼古拉·特斯拉。

電（电）------科技未来

现代的无线通信、雷达、交流电机、涡轮机、放大发射机、粒子束武器、太阳能发动机、X 光设备、电能仪表、导弹科学、遥感技术、飞行器、宇宙射线、雷达系统、机器人等等几十上百个跟电学有关的其实背后的本质都是交流电携带信号或者高频高压所达成的；而这些系统近乎构成了现代社会的整个基础。在人类社会中重要媒介------手机，大概只有巴掌大小的设备上却蕴含着上百种不同频率和幅值的交流信号，从CPU到天线信号，其内部各种运算、数据处理和通信都是依靠着交流电这一基础。

尼古拉·特斯拉（图源：Google）

就连现在最火热的电动汽车公司----Tesla，都是创始人Mask为了纪念偶像，尼古拉·特斯拉而命名的。而且Tesla的新能源汽车虽然是使用电池存储电能，但是整车驱动却采用交流电机，通过内置的逆变器来进行直流交流转换，最后驱动电机为整个汽车提供动力。当然有人就会问为何需要多此一举，直接采用直流电机驱动不好吗？

关于这个问题已经有很多专业人士给出了回答，通过比较不同类型电机的效率、功耗和体积不难发现，交流感应电动机能更好的控制和减少总重量。请记住一句话，任何量产出的商品和设备，本身都是经过工程师和商人们权衡后的结果，那些专业人员老早就考虑和试验过各种方面均衡的方案。

Tesla汽车（图源：Google）

当然目前的科技发展是多个学科交叉的结果，新材料的诞生能够解决以前难以处理的棘手问题；同样新的设计能够带来非同凡响的元件性能；而工艺、设备、材料和设计等等方面的交织发展才能够构成人类社会的多姿多彩。