Опыты с «живым» электричеством

 

В 1801 году в Париже случилось событие, многократно описанное историками науки. В присутствии Наполеона Бонапарта состоялось публичное представление работы «Искусственный электрический орган, имитирующий натуральный электрический орган угря или ската» с демонстрацией модели этого органа.

Наполеон щедро наградил автора: в честь Алессандро Вольта – так звали этого ученого – была выбита медаль и учреждена премия в 80 000 экю. Лучшие университеты Европы были готовы предоставить ему свои кафедры, а многие научные общества, включая Петербургскую академию наук, изъявили желание видеть его в своих рядах. Немного позднее Вольта стал графом и сенатором. А все из-за того, что он изобрел вольтов столб – прообраз современных батарей.

Подтолкнули же к исследованиям опыты с «животным электричеством», описанные в трактате итальянского анатома и физиолога Луиджи Гальвани. Уроженец Болоньи в 1759 году окончил местный университет, в котором изучал сначала богословие, а затем медицину, физиологию и анатомию. В 1762 году, получив степень доктора медицины, Гальвани долгие годы преподавал в Болонском университете. Оттуда он незадолго до смерти был с треском уволен за то, что отказался принести присягу Цизальпинской республике, основанной в 1797 году Наполеоном Бонапартом.

 

Луиджи Гальвани – автор теории животного электричества

 

В 1771 году Гальвани начал опыты по «животному электричеству». Он открыл и исследовал феномен сокращения мышц препарированной лягушки под влиянием электрического тока; наблюдал сокращение мышц при соединении их металлом с нервами или спинным мозгом, обратил внимание на то, что мышца сокращается при одновременном прикосновении к ней двух разных металлов. Гальвани объяснил эти явления существованием «животного электричества», благодаря которому мышцы заряжаются подобно лейденской банке.

Результаты наблюдений и теорию «животного электричества» он изложил в 1791 году в «Трактате о силах электричества при мышечном движении». А еще спустя шесть лет Гальвани доказал, что мышца лягушки сокращается и без прикосновения к ней металла – в результате непосредственного ее соединения с нервом.

Алессандро Вольта был на восемь лет моложе Гальвани и происходил из более знатной семьи. Он получил прекрасное образование, был лично знаком со многими авторитетными физиками Европы, состоял в переписке с Английским королевским обществом и, будучи принят в его ряды, явно хотел быть в нем заметным. В отличие от Гальвани он легко пошел на контакт с пронаполеоновской властью Италии, отрешившей Гальвани от кафедры.

После ознакомления с трактатом Гальвани Вольта подробно излагает аргументацию предшественника и соглашается с ней. Один из основных выводов: проводники не могут быть источником электричества, электричество содержится только в изоляторах. Если при прикосновении дуги из металлов, неважно одного или двух, течет ток, то источник его находится вне дуги, то есть внутри организма.

Вольта решил создать искусственный источник электричества. Вольтов столб предположительно давал напряжение 40–50 вольт и ток менее одного ампера. Каким образом можно наглядно продемонстрировать его действие? Электролампочек в то время еще не было, а потому Вольта повторил перед Наполеоном опыты по оживлению отрезанных членов с помощью малых количеств электричества.

Представьте себе картину: на столе неподвижно лежат отрезанные части различных животных. Малейшее прикосновение вольтова столба – и мертвая плоть оживает, трепещет, сокращается и содрогается. Были ли в истории науки опыты, более потрясающие воображение?

Итак, казалось бы, картина ясная: анатом, резавший лягушек, случайно наткнулся на то, что лапка дергается под действием тока. А физик все повторил и объяснил. Почести в истории они поделили примерно поровну. Сегодня мы пользуемся гальванометрами, используем гальванические покрытия и проходим в поликлинике курсы гальванотерапии. А кроме того, измеряем электрическое напряжение в вольтах, пользуемся вольтовой дугой и иногда вспоминаем о вольтовом столбе, соединяя вместе батарейки.

При этом незаслуженно забытой оказалась молодая жена Луиджи – Лючия Галеацци, дочь учителя Гальвани. Это она крутила ручку электрофорной машины, в то время как ассистент препарировал лягушку. Лапка билась под скальпелем, и наблюдательная женщина заметила, что судороги случаются тогда, когда между шарами машины проскакивает искра. Она обратила внимание мужа на это совпадение, и революция в физике началась.

Впрочем, не только в физике, но и в биологии с медициной. В 1773 году Уолш с помощью Кавендиша окончательно доказал электрическую природу разрядов электрических рыб. По мнению Гальвани, разряды электрических органов рыб отличаются от электрических сокращений мышц лягушек только количественно, но не качественно. Весь мир пронизан электричеством, в каждой лягушачьей лапке, в каждом живом органе текут слабые гальванические токи, вызывающие поразительные физиологические эффекты.

По всему миру началась мода на электролечение. Так, в Англии страждующие платили 12 шиллингов 6 пенсов за то, чтобы получить разряд от электрического угря. А когда оказалось, что тот же оздоравливающий эффект вызывает и вольтов столб – искусственный и куда более дешевый аналог электрического органа угря, – восторгу медиков и их пациентов не было границ.

…С той поры прошло двести с лишним лет. А исследования роли электричества в живом организме все продолжаются. И за это время было сделано немало впечатляющих открытий. Оказывается, электрическим разрядом высокого напряжения можно запустить остановившееся почему-либо сердце. Электрическую природу имеют сигналы, передаваемые по нервам от мозга и мышцам и обратно. Своеобразным генератором электричества является и сам наш мозг. Даже цепочка ДНК является своего рода проводником электричества…

Начало же всем этим исследованиям положил Луиджи Гальвани. А Алессандро Вольта первым попытался объяснить, что к чему. За что им обоим огромное человеческое спасибо.