От препарированных лягушек до электродных потенциалов

Путь этот интересен и поучителен, хотя был долог и труден. Сравнительно молодым человеком (26 лет) Луиджи Гальвани стал профессором Болонского университета.

– Простите, профессором в какой области? Физики, химии, биологии?

– Трудно сказать – столь универсальными знаниями и разносторонними интересами отличались ученые того времени. Гальвани изучал жизнь пресмыкающихся, а позже увлекся и изучением процессов, происходящих в живых организмах и связанных с электричеством. Тогда он установил... Впрочем, вот как рассказывает об этом сам Гальвани:

«Подготовил препараты из лягушек и положил их на операционный стол, где на значительном расстоянии находилась и электрическая машина... Один из моих помощников случайно коснулся пинцетом внутрибедренных нервов лягушки и это вызвало сокращение мышц убитого животного. Другой мой помощник уверял, что произошло это тогда, когда в кондукторе электрической машины возникла электрическая искра. Изумившись этому явлению, он обратил на него мое внимание, хотя я и был занят другим. Позже у меня зародилось до невероятности страстное желание проверить это явление и выяснить, что за ним кроется. Сам я касался скальпелем то одного, то другого нерва, а в это время один из моих ассистентов вызывал электрическую искру. Явление повторялось, как и раньше. Не было сомнений в том, что сокращение мышц происходило при появлении электрической искры».

Так рассказывает Гальвани, а неудержимая любознательность подталкивает его к еще более интересным опытам. В то время различали три вида электричества: «статическое», полученное в лаборатории, «атмосферное», появляющееся во время летних гроз и молнии, и «биологическое», присущее живым существам. Различали... и искали связь между ними. И вот Гальвани решает проверить, вызывает ли атмосферное электричество такое же действие. Жители города Болонья часами наблюдали за удивительными опытами известного хирурга и анатома. Он выходил во двор с заранее препарированной лягушкой и долго ожидал, пока не разразится наконец желанная гроза. А тогда... тогда все с изумлением видели, как безжизненные конечности лягушки оживали, сгибались и вздрагивали при каждой вспышке молнии.

Но не каждый день бывает гроза, и ждать ее, стоя с лягушачьими лапками в руках, не совсем удобно. Поэтому Гальвани аккуратно насадил их на медный крючок, который и подвесил к железным перилам балкона. И что же? Гроза была еще очень далеко, а при первом, самом незначительном прикасании медного крючка к железной ограде мускулы начинали вздрагивать. Сам Гальвани пишет: «Я не раз замечал известное сокращение мышц вне связи с состоянием атмосферы и электричества». До открытия был один шаг, но тогда Гальвани его не сделал. Он решает, что «препарат из конечностей лягушки» поглощает атмосферное электричество. Потом опыт снова перенесли в стены лаборатории. Лягушку положили на железную пластинку, а медный крючок осторожно ввели в спинной мозг. Здесь-то уже нет ни «естественного», ни «искусственного» электричества. Но каждый раз, когда пластинка и крючок соприкасались, мышцы сокращались. Вскоре Гальвани понял, что сокращение зависело и от металла, из которого сделан крючок.

Долго размышлял Гальвани над новым явлением и наконец понял: в нервах и мускулах лягушек имеется «свое собственное электричество». При соприкосновении металлов происходит разряд, и мышцы сокращаются.

Результаты своих опытов итальянский естествоиспытатель публикует в 1791 г. О «биологическом электричестве» начинают говорить и врачи, и физиологи, и физики. Одни встречают идею восторженно, другие более прохладно, а третьи даже возражают. Среди последних был и профессор физики университета в Павии Александро Вольта. Он заинтересовался опытами Гальвани, но как физик истолковывал их под другим углом зрения. Он считал, что «биологического электричества» не существует, и ему удалось убедить в этом своих современников. Намного позднее оказалось, что они были правы оба, но Гальвани ошибочно пытался объяснить явление, вызываемое совсем иными обстоятельствами, существованием биологического электричества. Парадоксально, что, пытаясь объяснить свои опыты, Гальвани совершил открытие, опережающее его эпоху на много десятилетий. И если сегодня нам абсолютно ясна причина возникновения гальванического электричества, то проблемы, связанные с биоэлектричеством, до сих пор изучаются широким кругом исследователей и вызывают споры.


Полезное чтиво:
Соприкосновение двух разных металлов
Почему работает вольтов столб
Электродный потенциал
Опыты над металлами
Как определить потенциал
Как энергия выделяемая при химических реакциях, может превратиться в электрическую!