אלסנדרו וולטה: הרוזן שבקבק חשמל

בשعام 1800, פרופסור מעיירה איטלקית על שפת אגם ערם דיסקיות של כסף ואבץ בין רפידות של בד ספוג במלח, חיבר את החלק העליון לתחתית, והפיק דבר שאף מעבדה על פני כדור הארץ לא החזיקה מעולם לפני כן: זרם חשמלי יציב וזמין לפי דרישה. הערימה של אלסנדרו וולטה לא רק יישבה וויכוח מדעי מר עם אנטומיסט יריב — היא פתחה את כל דיסציפלינת האלקטרוכימיה ובסופו של דבר זיכתה אותו במילה שש מיליארד בני אדם משתמשים בה מבלי לחשוב עליה: וולט.

התחלה נוחה בקומו

אלסנדרו ג'וזפה אנטוניו אנססטסיו וולטה נולד ב-18 בפברואר 1745 בקומו, במה שהוא כיום צפון איטליה, למשפחה אצילה ונוחה כלכלית. בניגוד לחלוצים מדעיים רבים של תקופתו, וולטה לא פילס את דרכו החוצה מעוני; מעמדו החברתי העניק לו את החירות לרדוף אחרי ניסויים כייעוד רציני ולא כתחביב שנדחס סביב עבודה אחרת. הוא הפלה כישרון מוקדם לפיזיקה ועד אמצע שנות העשרים לחייו כבר התכתב עם מדענים אירופיים מובילים על אופיו של חשמל סטטי, ופרסם את מאמרו המדעי הראשון בנושא ב-1769.

מהאלקטרופורוס ועד למינוי באוניברסיטה

המוניטין של וולטה גדל באמצעות שורה של המצאות שנבנו סביב חקר המטען הסטטי, ובראשן האלקטרופורוס, מכשיר שפיתח בשנות ה-70 של המאה ה-18 לייצור ואחסון של חשמל סטטי שניתן היה לפרוק שוב ושוב מבלי לטעון מחדש על ידי חיכוך בכל פעם — שיפור משמעותי לעומת ציוד קודם. עבודה זו, יחד עם מחקריו על חשמל אטמוספרי וכימיה של גזים, כולל בידודו ואפיון מתאן, הבטיחו לו משרה אקדמית כפרופסור לפיזיקה ניסויית באוניברסיטת פאביה, תפקיד שהחזיק בו לאורך רוב הקריירה שלו ושמיקם אותו במרכז החיים המדעיים באיטליה.

המריבה על רגלי הצפרדע

האירוע שהפך את שמו של וולטה לא החל במעבדה שלו אלא בזו של יריב. ב-1791, האנטומיסט לואיג'י גלוואני, שפעל גם הוא באיטליה, פרסם תוצאות מדהימות: רגל צפרדע מנותחת רעדה כשנורתה על ידי שני מתכות שונות המחוברות במעגל, דבר שגלוואני פירש כראיה ל"חשמל חיות", נוזל חשמלי פנימי שנוצר על ידי רקמה חי עצמה. וולטה התעניין בתחילה אך הפך לספקן, ודרך ניסויים קפדניים הגיע למסקנה שלגלוואני היה המנגנון הפוך: רגל הצפרדע לא הייתה מקור החשמל אלא רק גלאי רגיש שלו. המקור האמיתי, טען וולטה, היה המגע בין שתי המתכות השונות עצמן, כאשר הרקמה הלחה משמשת פשוט כמוליך המשלים את המעגל. שני המדענים מעולם לא יישבו את המחלוקת ביניהם אישית, והיא פיצלה את הקהילה המדעית האירופית למחנות במשך שנים, אך הראיות הניסיויות הצדיקו לבסוף את גרסתו של וולטה, המובנת כיום כהסבר הנכון לאלקטרוכימיה של מגע — אף על פי שתצפיתו המקורית של גלוואני חשפה, במובן מסוים, תופעה ביולוגית אמיתית של ביוחשמל שהמדע המאוחר יותר יאשש אף הוא בזכות עצמו.

בניית הסוללה הראשונה

נחוש להוכיח את טענתו מעבר לכל ספק, וולטה בנה מכשיר שלא השתמש בשום דבר אורגני כלל: ערימה, או "ערימה", של דיסקיות חלופיות של שתי מתכות שונות — בדרך כלל כסף או נחושת מזווגות עם אבץ — המופרדות על ידי שכבות של קרטון או בד ספוגים במי מלח. מחוברת בחלק העליון והתחתון, ערימה וולטאיות זו הפיקה זרם חשמלי רציף ויציב כל עוד התגובה הכימית שלה נמשכה, דבר שאף מכשיר קודם, שיכול היה לייצר רק פריקות סטטיות קצרות, לא השיג מעולם. וולטה הכריז על ההמצאה במכתב לנשיא החברה המלכותית של לונדון ב-1800, והחדשות על מקור אמיתי ונשלט של זרם רציף התפשטו ברחבי כמעט מיד באירופה, מכיוון שנתנו לכל מעבדה את הכלי הדרוש לחקר השפעות חשמליות שהיו בלתי אפשריות עד כה לקיים מספיק זמן כדי למדוד. בתוך חודשים, מדענים אחרים הששתמשו בערימות וולטאיות כדי לפרק מים למימן וחמצן ולבודד יסודות כימיים חדשים באמצעות אלקטרוליזה, מה שהשיק את תחום האלקטרוכימיה פחות או יותר בן לילה.

הרוזן של נפוליאון

ההמצאה של וולטה הפכה אותו לסלבריטאי אירופי, ובניגוד לגלוואני, שסירב להישבע אמונים לממשל הצרפתי ששלט אז בצפון איטליה וכתוצאה מכך איבד את משרתו באוניברסיטה, וולטה התאים את עצמו לסדר הפוליטי החדש והמשיך את הקריירה שלו ללא הפרעה רבה. נפוליאון בונפרטה, שהוקסם ממדע ושש להזדהות עמו, הזמין את וולטה להדגים את הערימה באופן אישי והתרשם מספיק כדי להפוך אותו לרוזן ב-1801 ובהמשך לסנאטור של ממלכת איטליה. החברה המלכותית כבר העניקה לוולטה את מדליית קופלי שלה ב-1794, כהכרה בעבודתו הניסויית טרם השלמת הערימה, מה שביסס את מעמדו בין מדעני הפיזיקה המובילים של התקופה בשני צדי האלפים.

שנים מאחרות ומוות

וולטה נסוג במידה רבה ממחקר פעיל בעשורים האחרונים לחייו, לאחר שהשיג את התוצאה המוחלטת שתגדיר את מורשתו, והוא חזר לקקו, שבה גדל. הוא מת שם ב-5 במרץ 1827, בגיל 82. דיווחים בני זמנו על הרגלי העבודה שלו מתארים אדם ששקוע כל כך בניסויים עד שכפי שמעידה אנקдота אחת, המשרת שלו יכול היה לגרום לו להחליף בגדים רק על ידי הצגת שאלות מדעיות שמשכו את תשומת ליבו הרחק מהמכשיר שמולו — פרט קטן אך מעיד על מודעות שהתייחסה לחיי הבית הרגילים כאל הפרעה לעסקים האמיתיים של החקירה.

מדוע אלסנדרו מכונה גאון

הטיעון בעד הגאונות של וולטה נקי באופן יוצא דופן משום שהוא נשען על מעשה אחד ויחיד וניתן להפרכה של חשיביות מדעית: הוא הסתכל על ניסוי רגל הצפרדע של גלוואני, זיהה נכון שהפרשנות המקובלת שגויה, ואז בנה מכשיר ללא שום רכיב ביולוגי כלל כדי להוכיח זאת — דוגמה מספר לימוד של בידוד משתנה כדי ליישב סכסוך, המבוצע עם המשך של ממציא ולא דיאגרמה של תיאורтик בודד. המקרה הנגדי הוא שוולטה, לפי דבריו ודברי ההיסטוריה, פעל נגד גילוי מוקדם חשוב באמת, ולא מלוח חלק: התצפית של גלוואני על רעידות ביוחשמליות הייתה בעצמה תרומה אמיתית ומתמשכת לפיזיולוגיה, ונדרשה מיומנות ההנדסה של וולטה, ולא תובנה נפרדת לחלוטין, כדי להמיר הסבר נכון-אך-חלקי למכשיר ששינה את הפיזיקה. הגאונות של וולטה, במילים אחרות, נראית פחות כמו המצאת משהו מכלום ויותר כמו סירוב קפדני באופן חריג לקבל תיאוריה סבירה אך בלתי שלמה, בשילוב עם המיומנות המעשית לבנות את המכשיר שהוכיח את התיקון שלו.

מורשת

ההכרזה של החברה המלכותית ב-1800 והפטרונות של נפוליאון הבטיחו את תהילתו של וולטה עוד בחייו, וב-1881 קונגרס בין-לאומי של חשמلاים אימץ רשמית את "וולט" כיחידת הכוח האלקטרומוטיבי לכבודו — החלטת מתן שם שהשאירה את שם משפחתו בשימוש יומי, מודפס על כל סוללה הנמכרת, זמן רב לאחר שרוב עבודתם של בני דורו דעכה להיסטוריה של מומחים.