Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта

Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта

(1737 — 1798)                       (1745—1827)

Сотням миллионов людей знакомы такие обиходные вещи, как «лампочка в 127 вольт», «лампочка в 220 вольт». Не так у/к редко можно услышать и слова «гальванизация», «гальванопластика», «гальванический ток». От­куда взялись эти слова? В их основе имена двух итальянских ученых Гальвани и Вольта. Оба они внесли огромный вклад в изучение явлений электричества.

Луиджи Гальвани родился в городе Боло­нье и здесь же окончил университет, в котором до последнего года своей жизни был профес­сором анатомии и медицины. Гальвани был известен как опытный хирург, но громкого имени медицина ему не дала. В начале своей научной деятельности он занимался изучением анатомии птиц. Этими исследованиями ученый внес свой вклад в анатомию, но мировую славу принесли ему работы по изучению «животного электричества», как говорили в те времена.

Началось с нечаянного наблюдения. На лабораторном столе лежала препарированная лягушка: задние ноги и позвоночник. Здесь же стояла электрическая машина. Помощник Гальвани задел скальпелем седалищный нерв ля­гушки. И вдруг нога задергалась, словно в сильной судороге. Это как будто совпало с получением искры на электрической машине: с ней в это время возился другой помощник ученого. Разве мог Гальвани не проверить того, что увидели его помощники? И вот затрещали разряды, засверкали искорки, а кончик скаль­пеля нет-нет да и дотронется до обнаженного нерва: нога дергается.

Нет искры — и сколько ни трогай нерв, но­га лежит неподвижно.

Гальвани стал изучать это явление. Он трогал седалищный нерв то скальпелем, то деревянной палочкой, то просто пальцем, при­касался к нему и так и этак, при искорках и без них. И всегда он видел одно и то же: есть искра (электрический разряд) — и при­косновение скальпелем, проволочкой, железной палочкой вызывает подергивание ноги лягушки.

Электричество, полученное в лабораторной обстановке, называли тогда «искусственным», атмосферное — естественным. Надо было резуль­таты лабораторного опыта проверить в естест­венных условиях. Когда надвинулась гроза, Гальвани пошел с препарированной лягушкой во двор. Оказалось, что всякий раз, как свер­кала молния, дергалась нога подвешенной к же­лезной проволоке лягушки.

Не каждый день бывает гроза, а ученый не­терпелив. В ясный день Гальвани долго следил за развешанными во дворе лягушками, но они оставались неподвижными. Устав ждать, Галь­вани начал прижимать к железным перилам балкона медные крючки, на которых были под­вешены лягушки: крючки эти были воткнуты в спинной мозг. От такого прикосновения крюч­ка к перилам ноги у лягушек дергались.

Опыт повторили в комнате. Лягушку поло­жили на железную пластинку, в спинной мозг ее воткнули конец медного крючка. И всякий раз, как к этой пластинке прижимали крючок, нога дергалась — мышцы сокращались.

Множество всяких опытов проделал Галь­вани с лягушками, стараясь раскрыть причину этого явления. В конце концов оказалось, что если введенный в спинной мозг лягушки крючок соприкасается с другим металлом, то ноги ее дергаются. Очевидно, в таком случае возникал ток, который и вызывал сокращение ножных мышц.

В нервах и мышцах лягушки есть собствен­ное электричество, решил Гальвани после дол­гих раздумий. Разряд вызывается прикосновением металла, а результат его — сокраще­ние мышц.

Получилось нечто вроде лейденской банки, скорее, даже целой батареи таких банок.

Свое открытие Гальвани опубликовал в осо­бом трактате (1791). О нем заговорили и врачи, и физиологи, и физики. «Животное электриче­ство» было не просто интересной новостью: оно открывало огромные возможности для электролечения.

Открытие Гальвани очень заинтересовало физиков и физиологов. Оно привлекло внима­ние и профессора физики университета в Павии Алессандро Вольта.

Алессандро Вольта еще в ранней молодости увлекался физикой. Его первой научной работой была статья о лейденской банке (1769), следую­щей — о новой конструкции электрической ма­шины. Затем последовал ряд изобретений: чувствительный электроскоп, водородная лам­па и др.

Прочитав трактат Гальвани о «животном электричестве», Вольта занялся повторением и проверкой описанных в нем опытов. Сначала он соглашался с объяснениями Гальвани, но за­тем отказался от них. Талантливый физик-экспериментатор, Вольта увидел и понял многое такое, чего не замечал и не понимал Гальвани-физиолог. Проделав ряд опытов, Вольта при­шел к выводу, что никакого «животного элект­ричества», возникающего в самом организме, нет. Ток вызывается соприкосновением двух разнородных металлов, разделенных влажной прокладкой. Сама же препарированная лягуш­ка служит своеобразным измерителем возник­шего тока — «животным электрометром», гораз­до более чувствительным, чем любой иной элект­рометр.

Гальвани не согласился с таким объясне­нием замечательного явления. Он предпринял ряд новых опытов. Ему хотелось получить со­кращение мышц без прикосновения металлов: ведь тогда объяснение Вольта потеряет свою силу. Проделав множество опытов над сот­нями лягушек, он Добился своего: опыт удался. Перерезанный седалищный нерв был положен на одну из мышц задней лапки. И когда этот нерв прикоснулся к мышце, она сократилась. Теперь уже не приходилось ссылаться на ме­талл: его не было. Перед наблюдателем лежала лишь препарированная лягушка. Этим опытом было положено начало электрофизиологии.

Конечно, Вольта не сдался: он продолжал доказывать свою правоту. Новые и новые опы­ты... Они привели Вольта к замечательному открытию. В 1800 г. он описал свой «вольтов столб» — изобретение, которое произвело ре­волюцию в науке об электричестве. «Вольтов столб» состоял из 20 пар медных и цинковых. кружков; их разделяли суконные прокладки, смоченные соленой водой. Это столь простое на вид сооружение было первым в истории нау­ки источником длительного постоянного тока. Через 2 года русский академик В. В. Петров изготовил «столб», состоящий из 4200 пар кружков.

Вольта проделал много опытов, пропуская ток через самые разнообразные ткани и орга­ны. Оказалось, что гладкие мышцы кишечника менее возбудимы, чем поперечнополосатые мыш­цы ноги или иной части тела, что прохождение тока через глаз человека вызывает ощущение вспышки света. Когда пропускался ток через язык, появлялось ощущение кислого или ще­лочного вкуса, смотря по тому, к каким частям языка прикасались два разнородных металла.

И всюду Вольта-физик видел одно и то же: живой организм лишь так или иначе отвечает на раздражение током, но и только. Гальвани-физиолог, наоборот, упорно отстаивал свою точку зрения: живые ткани организма сами являются источником тока.

С тех пор прошло полтораста лет. Многие ученые занимались изучением «животного элект­ричества». И время показало, что были правы оба — и Гальвани и Вольта. Наука электро­физиология изучает электрические явления, на­блюдаемые в организме. Они сопровождают процессы, протекающие в теле, в его тканях и органах. Это проявление того «животного электричества», о котором писал Гальвани, правда, не в таком широком смысле, какой придавал ему этот ученый. Электрофизиология и результаты внешнего воздействия электриче­ства на организмы — это те явления, о кото­рых говорил Вольта. Оба они были по-своему правы, и, главное, оба положили начало раз­делу физиологии — электрофизиологии.

Препарированная лягушка, с которой столько поработали и Гальвани и Вольта, стала постоянным предметом исследования. Ее можно увидеть и на лекции в университете, и в лаборатории ученого, и на уроке по анатомии и физиологии человека в школе. Это так назы­ваемый «нервно-мышечный препарат». Он слу­жит для демонстрации сокращения мышц, выз­ванного раздражением нерва.