Луиджи Гальвани (1737 — 1798) и Алессандро Вольта (1745 — 1827)


Сотням миллионов людей знакомы такие обиходные вещи, как «лампочка в 127 вольт», «лампочка в 220 вольт». Не так уж редки 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 медидина ему на дала. В начале своей научной деятельности он занимался изучением костей, птичьих почек, уха птиц. Этими исследованиями ученый внес свой вклад в анатомию, но они не принесли ему мировой славы и бессмертия. И то и другое пришло к нему в результате 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, заскакали 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 дерганье 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 явления. В конце концов оказалось, что если воткнутый 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 сильно 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 другие.

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, он 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 Яновых опытов. Ему хотелось получить сокращение мышц без прикосновения металлов: ведь тогда объяснение Вольта потеряет свою силу. Проделав множество опытов и загубив сотни 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», состоявший 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 том широком смысле, какой придавал ему этот ученый. Электрофизиология изучает 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.