Удивительно, как в поисках источников электрического тока пересекаются судьбы исследователей. Один ученый случайно открыл «животное электричество», изучая анатомию лягушки, а другой нашел способ получать электрический ток с помощью химической реакции.
Луиджи Гальвани едва ли был физиком. Он последовал за своим отцом в медицину и, нарабатывая навыки хирурга, много занимался анатомией. И прежде чем начать работать с пациентами, тренировался на мертвых животных. Луиджи даже поработал на полной ставке анатома в Болонском университете.
После девяти лет академических исследований Гальвани совершил открытие, в котором есть немалая доля случайности. Он повесил пару лягушачьих лапок на проволочную сетку для просушки. Сетка была из железа, а крючки для подвеса из меди. Неожиданно свежие лягушачьи лапки начали подергиваться. По некоторым отчетам, ученый даже заметил искру!
Гальвани обнаружил, что может повторить этот эффект, пользуясь заряженной лейденской банкой, когда попытался стимулировать «живую» мускулатуру (по крайней мере недавно погибшего животного) электрическим разрядом. Этот эффект Гальвани назвал «животным электричеством».
Исследования Гальвани этого интересного явления (когда лягушачьи лапки дергались на сетке) нашли в физической науке необычайно широкий отклик. Впоследствии Луиджи воспроизвел ситуацию, возникшую в его лаборатории, взяв металлическую дугу из двух металлов — меди и железа — и прикоснувшись скруткой к обнаженному позвоночнику лягушки (именно там располагаются нервы, которые контролируют мышцы ноги) и к кончику лапки.
В своем опыте Гальвани создал электрическую цепь, по которой «животное электричество» прошло через мускулатуру лягушки, заставляя ее сокращаться. Но где рождалось это электричество? Гальвани предполагал, что он открыл некоторую форму «витальной силы», характерной для живых существ, однако 30 лет спустя другой ученый показал, как получить тот же эффект без животного.
Электрическая батарея
Металлическая дуга Гальвани вырабатывала ток только в контакте со свежим мясом, которое, как предполагал Гальвани, дает флюиды. Итальянец Алессандро Вольта заменил мясо деревянными опилками, размоченными в соленой воде. Он понял, что самым главным здесь являются два металла, которые реагируют друг с другом, за счет чего электрический заряд переходит из одного металла в другой.
Этот эффект Вольта попытался усилить, сделав в своей конструкции много биметаллических элементов, буквально входящих друг в друга. Его первый «вольтов столб» представлял собой серебряные монеты, переложенные цинковыми дисками и разделенные сырыми древесными опилками.
Соединение проводом верхней монеты с нижним диском приводило к тому, что по цепи тек электрический ток. Таким образом, «животное электричество» Гальвани оказалось тем же самым явлением, что и «тепловое электричество» Вольты (он сам так назвал свое открытие, поскольку столб разогревался), и, чтобы разобраться в этом, физикам придется открыть еще немало законов природы.
Батарейка
Современная батарейка работает по тем же самым принципам, что и «вольтов столб». Два вещества (катод и анод) подобраны так, чтобы химически взаимодействовать друг с другом. В процессе этого взаимодействия электроны переходят от анода к катоду. Устройство батарейки таково, что две взаимодействующие части не имеют контакта друг с другом, поэтому электроны между ними движутся через жидкость, называемую электролитом. Так создается электрический ток.
Франкенштейн
Племянник и последователь Гальвани, Джованни Альдини превратил опыты с животным электричеством в шоу «электрические пляски». Он ездил с турами по Европе, покупая тела недавно казненных и заставляя их трястись под действием электричества под шумные аплодисменты публики. Как говорят, автор романа «Франкенштейн, или Современный
Прометей» 18-летняя Мэри Шелли посвятила этот роман монстру, оживленному электричеством, под впечатлением жутких гальванических опытов Альдини.
Концепции современного естествознания: конспект лекций.
2. Луиджи Гальвани, его теория. Спор с Вольтом.
Луиджи Гальвани (1737–1798 гг.) – выдающийся ученый, он занимался анатомией и физиологией. Гальвани стал одним из основателей учения об электричестве. Луиджи Гальвани также известен тем, что он первый обратил внимание на то, что электрические явления возникают при мышечном сокращении (этот эффект, а точнее, явление, был назван «животным электричеством»).
Луиджи Гальвани родился 9 сентября 1737 г. в Италии, в г. Болонье. Он не планировал заниматься науками, а искал уединения и хотел беседовать в своих молитвах с Творцом, Богом. Поэтому Гальвани сначала готовился постричься в монахи, но уйти жить в монастырь у него не получилось. Скорее всего, Гальвани понял, что аскетический образ жизни не для него, и мировая история приобрела еще одного выдающегося ученого.
Гальвани поступил в местный университет, после окончания которого в 1759 г. начал готовить свою научную диссертацию. На свою научную работу Луиджи Гальвани тратит целые годы. В 1762 г. Гальвани с успехом защищает свою диссертацию, которая была названа «О костях». Успех Гальвани был настолько огромен, что он сразу же занял пост главы кафедры анатомии университета, который он сравнительно недавно окончил. Таким образом, была по достоинству оценена работа молодого ученого.
Параллельно с научной работой Луиджи Гальвани занимался и практикой: хирургией и акушерством. Через 12 лет, в 1774 г., Гальвани, проводя опыт над лягушкой, открывает «животное электричество». Луиджи Гальвани заинтересовался этим явлением как физиолог. Его заинтересовала способность мертвого препарата проявлять себя как живой материал. Он менял положение металлического провода в теле лягушки, менял источники тока и множество других параметров.
Проводя такой опыт, Луиджи Гальвани хотел использовать в качестве источника тока природное электричество, но погода стояла ясная и на небе не было ни облачка. Ученый чисто случайно прижал электроды, которые были воткнуты в спинной мозг лягушки, к железной решетке, на которой и лежала лягушка. Луиджи Гальвани был очень сильно удивлен, когда увидел, что появились такие же сокращения, как и во время опытов, которые проводились во время грозы.
Еще больше Луиджи Гальвани был удивлен, когда выяснил, что мышцы сокращаются и в то время, когда внешний источник тока отсутствует. Оказалось, что мышцы начинают сокращаться и при простом наложении на них двух пластин разных металлов, соединенных проводником.
Этими опытами физиолога Луиджи Гальвани заинтересовался другой известный ученый – физик Алессандро Вольта. Вольта высказал предположение, что электричество заключается в тех двух пластинах разных металлов, которые использовал Гальвани. И электричество возникает при соединении этих пластин проводником. Таким образом, физик Алессандро Вольта стал оппонентом в научном споре физиолога Луиджи Гальвани.
Так начался величайший спор между двумя учеными. Алессандро Вольта настаивал на том, что источник электричества – это металлы, а другой настаивал на том, что источник тока – это животные. Оба ученых проводили эксперименты в подтверждение своей теории. Луиджи Гальвани, как ему показалось, нашел неопровержимые доказательства своей точки зрения, которая состоит из двух элементов:
1) доказал, что электричество возникает и без участия металлов;
2) сняв кожный покров с нерва лапки лягушки, Луиджи Гальвани поднес его к мышцам. Мышца начала сокращаться.
Алессандро Вольта, однако, не успокоился и не отступился.
Он тоже привел весьма и весьма убедительные доказательства в пользу своей точки зрения.
Хотя и Гальвани, и Вольта считали, что в споре прав только один из них, по прошествии продолжительного периода времени стало ясно, что обе точки зрения имеют право на существование.
Алессандро Вольта был соотечественником Луиджи Гальвани, так как оба они родились в Италии, но в разных городах. Важнейшим его вкладом в развитие науки было изобретение им принципиально нового источника постоянного тока. В 1800 г. Алессандро Вольта создал так называемый вольтов столб. Это был первый химический источник электричества. Имя Алессандро Вольта было увековечено тем, что в честь него назвали единицу разности потенциалов электрического поля (вольт). Свое заслуженное признание Вольта получил в ХIХ в. В 1800 г. Наполеон Бонапарт открывает университет в Павии и Вольта назначают профессором кафедры экспериментальной физики.
Также Вольта был введен в комиссию института Франции; через несколько лет он получает золотую медаль, а также премию первого консула; его приглашают работать в Петербург. Папа римский назначает ему пожизненную пенсию, а во Франции он получает орден Почетного легиона.
Позже Вольта переезжает жить и работать в Австрию, в университет города Павия. К этому времени ученый был уже удостоен дворянского титула графа.
Австрийские власти так берегли Вольта, что разрешили ему работать, не посещая службу, а также подтвердили его право на пожизненную пенсию. В Павии Вольта был деканом философского факультета.
Умер Алессандро Вольта 5 марта 1827 г. у себя на родине, в итальянском городе Комо.
Луиджи Гальвани, отец современной электрофизиологии и создатель теории «животного электричества»
Дата рождения:
Одним из последователь Гальвани был его племянник Джованни Альдини, именно он одним из первых применил теоретические знания Гальвани на практике. Он стал проводить эксперименты, связанные с электрическими явлениями при мышечном сокращении, а точнее на трупах заключенных, которых приговорили к смертной казни.
Содержание
Биография
Родился 9 сентября 1737 года в Болонье.Он изучал сначала богословие, а затем медицину, физиологию и анатомию. В 1759 окончил Болонский университет по специальности богословие. И волею судеб только после защиты диссертации заинтересовался медициной (произошло под влиянием его тестя — известного врача и профессора медицины Карло Галеацци). Несмотря на ученую степень, Гальвани круто изменил свою профессию и вновь окончил Болонский университет, но уже медицинское его отделение. Магистерская работа Гальвани была посвящена строению человеческих костей. После ее успешной защиты в 1762 Гальвани начал преподавать медицину. В 1785 году, после смерти своего тестя, Гальвани занял его место руководителя кафедры анатомии и гинекологии. Откуда незадолго до смерти был уволен за то, что отказался принести присягу Цизальпинской республике, основанной в 1797 году Наполеоном I. Первые работы Гальвани были посвящены сравнительной анатомии. В 1771 он начал опыты по изучению мышечного сокращения и вскоре открыл феномен сокращения мышц препарированной лягушки под действием электрического тока.
Работая в университете, Гальвани одновременно занимался физиологией: ему принадлежат интересные труды, в которых он доказал, что строение птичьего уха практически не отличается от человеческого.
Умер Гальвани в своей родной Болонье 4 декабря 1798.
Научная деятельность
К концу XVIII века Джон Уолш доказал электрическую природу удара ската, проводя эксперименты во французском городе Ла-Рошель, а анатом Хантер дал точное описание электрического органа этого животного. Исследования Уолша и Хантера были опубликованы в 1773 году.
К тому времени, как в 1786 году Гальвани положил начало своим опытам, не было недостатка в попытках физической трактовки психических и физиологических явлений. Однако именно исследования вышеуказанных ученных подготовили почву для возникновения учения о животном электричестве.
В 1791 году в «Трактате о силах электричества при мышечном движении» было описано сделанное Гальвани знаменитое открытие. Сами явления, открытые Гальвани, долгое время в учебниках и научных статьях назывались «гальванизмом». Этот термин доныне сохраняется в названии некоторых аппаратов и процессов. Свое открытие сам Гальвани описывает следующим образом:
«Я разрезал и препарировал лягушку… и, имея в виду совершенно другое, поместил ее на стол, на котором находилась электрическая машина…, при полном разобщении от кондуктора последней и на довольно большом расстоянии от него. Когда один из моих помощников острием скальпеля случайно очень легко коснулся внутренних бедренных нервов этой лягушки, то немедленно все мышцы конечностей начали так сокращаться, что казались впавшими в сильнейшие тонические судороги Другой же из них, который помогал нам в опытах по электричеству, заметил, как ему казалось, что это удается тогда, когда из кондуктора машины извлекается искра… Удивленный новым явлением, он тотчас же обратил на него мое внимание, хотя я замышлял совсем другое и был поглощен своими мыслями. Тогда я зажегся невероятным усердием и страстным желанием исследовать это явление и вынести на свет то, что было в нем скрытого».
Как справедливо указал впоследствии Вольта, в самом факте вздрагивания лапки препарированной лягушки при электрическом разряде с физической точки зрения не было ничего нового. Явление электрической индукции, а именно явление так называемого возвратного удара, было разобрано Магоном в 1779 году. Однако Гальвани подошел к факту не как физик, а как физиолог. Ученого заинтересовала способность мертвого препарата проявлять жизненные сокращения под влиянием электричества.
Он с величайшим терпением и искусством исследовал эту способность, изучая ее локализацию в препарате, условия возбудимости, действие различных форм электричества и в частности атмосферного электричества. Классические опыты Гальвани сделали его отцом электрофизиологии, значение которой в наше время трудно переоценить. Гальвани, осуществив ряд экспериментов, приходит к выводу о существовании нового источника и нового вида электричества. Его привели к такому выводу опыты составления замкнутой цепи из проводящих тел и металлов (лучше всего по признанию самого учёного было использовать разные металлы, например железный ключ и серебряную монету) и лягушечного препарата.
После долгих научных изысканий Гальвани предположил, что мышца является своеобразной батареей лейденских банок, непрерывно возбуждаемой действием мозга, которое передается по нервам. Именно так и была рождена теория животного электричества, именно эта теория создала базу для возникновения электромедицины, и открытие Гальвани произвело сенсацию. Среди последователей болонского анатома оказался и Алессандро Вольта.
Луиджи (Алоизий) Гальвани (итал.Luigi Galvani, 9 сентября 1737, Болонья — 4 декабря 1798, Болонья) — итальянский медик и физик.
Считается основателем электрофизиологии. Первым открыл то, что мышцы мертвой лягушки сокращаются, если совместить их с нервами.
Алессандро Вольта назвал электрические явления в биологических объектах гальванизм в честь Гальвани. В дальнейшем имя Гальвани получили гальванические явления, гальванический элемент, гальванопластика и тому подобное.
Биография
Родился 9 сентября 1737 года в Болонье в семье ювелира Доменико Фосчи и его четвертой жены Варвары Фосчи. Младший брат Джакомо родился в 1742 году. С 1752 год изучал сначала богословие, литературу и грамматику в религиозной школе, и даже готовился к принятию сана. Но 1 755 поступил на факультет искусств Болонского университета, где изучал медицину, физиологию и анатомию. В 1759 окончил по специальности богословия. Женился на Лучии Галеацци Гальвани. Под влиянием своего тестя — известного врача и профессора медицины Карло Галеацци — заинтересовался медициной и естественными науками, поэтому поступил на медицинское отделение университета. Гальвани в 1762 году защитил докторскую диссертацию, которая была посвящена строению человеческих костей, их природе и образованию. Также параллельно занимался изучением почек и строения уха птиц. Гальвани доказал, что строение птичьего уха практически не отличается от человеческого, однако отказался публиковать эти исследования, поскольку подобные выводы были изложены в найденных параллельно записях итальянского естествоиспытателя Антонио Скарпа.
С 1762 Гальвани преподавал в Болонском университете. Его лекции пользовались успехом у студентов через свою точность и ясность. В 1775 году после смерти своего тестя Гальвани занял его место руководителя кафедры практической анатомии. В 1782 году он стал заведующим кафедрой гинекологии и акушерства.
В 1797 году за отказ принести присягу Цизальпийской республике Гальвани был освобожден от профессорской должности. Вскоре правительство республики на признание заслуг выдающегося ученого восстановил его в университете без требования присяги. Однако незадолго до этого умерла жена Гальвани Люсия (1788), а дальше его брат и двое молодых племянники. В последний год, по свидетельству биографа Вентуроли, он сконцентрировался на философии и религии. Умер Гальвани в своей родной Болонье 4 декабря 1798.
Первые работы Гальвани были посвящены сравнительной анатомии. В 1771 он начал опыты по изучению мышечного сокращения и вскоре открыл феномен сокращения мышц препарированной лягушки под действием электрического тока.
Научная деятельность
В начале своей научной работы Гальвани исследовал анатомию человека и птиц. Уже в 1773 году он обратился к теме строения и функции нервов. Он был знаком с идеями о сущности электрических явлений, ими же занимался один из его учителей Джованни Беккариа. Среди лабораторного оборудования физиолога Гальвани была и «электрическая машина».
Во время одного из опытов на лягушке в 1780 году Гальвани заметил, что сокращение обнаженного мышцы задней конечности происходит одновременно с разрядом искры между проводниками электрической машины. Установив связь между «искусственной электричеством» и сокращением, исследователь обнаружил влияние «грозовой электричества» на сокращение. В решающих экспериментах Гальвани подвесил лягушку на медный крючок, вставленный в спинной мозг, и прижимал ее к железной пластинки. Усиление сокращения физиолог приписал движения «елекричного флюида» по нерву. Гальвани считал, что открыл «животное электричество».
Свое открытие сам Гальвани описывает следующим образом: «Я разрезал и препарировал лягушку … и, имея в виду совсем другое, поместил ее на стол, на котором находилась электрическая машина …, при полном разъединении от кондуктора последней и на довольно большом расстоянии от него.Когда один из моих помощников острием скальпеля случайно очень легко коснулся внутренних бедренных нервов этой лягушки, то немедленно все мышцы конечностей начали так сокращаться, что казались находящимися в сильнейших тонических судорогах.Другой же из них, который помогал нам в опытах по электричеству, заметил, как ему казалось, что это удается тогда, когда с кондуктора машины извлекается искра … Удивленный новым явлением, он тотчас же обратил на него мое внимание, хотя я задумывался совсем другое и был поглощен своими мыслями.Тогда я вспыхнул невероятной тщательностью и страстным желанием исследовать это явление и вынести на свет то, что было в нем скрытого ».
На время опытов и публикации главного труда Гальвани «Трактат о силах электричества при движении мышц» было известно, что электрические силы вызывают раздражение и сокращения. Однако источником электричества в результате экспериментов можно было считать и металл, и живую ткань. Поскольку в XVIII веке физики считали, что металл не может генерировать электричество, физиолог Гальвани сделал вывод в пользу биоэлектричества.
В то же время, физик Алессандро Вольта, который повторил опыты Гальвани и сначала был благосклонен к теории генерации электричества живым, пришел к выводу, что источником электрического тока было не живая ткань, а соединение двух металлов. Таким образом Вольта показал, что Гальвани изобрел НЕ биоэлектричество (гальванизм, как ее стали называть), а гальванический элемент или вольт столб — генератор электрической энергии.
В ответ на критику Вольта Гальвани вместе со своим племянником и соавтором Альдоны провел несколько экспериментов, где мышцы соединялись с нервом с помощью одного и того же металла или даже без металла. Гальвани построил теорию согласно которой «душа» порождает «электрический флюид» в нервах, который течет к мышцам, которые работают по принципу лейденской банки. По мнению физиолога, отрицательная электричество находилась вне мышцы, а положительная — внутри, а также в нервах.
Уверен в существовании биоэлектричества, Гальвани занялся практическим боком — начал разрабатывать концепцию «электрической медицины». Идея, что причиной болезней является нарушение циркуляции электрического флюида настолько захватила его, что он начал писать работу «Электрическая патология», где обосновывал идентичность живой и искусственной электричества, что давало возможность влиять внешним током на здоровье человека.
Работы Гальвани и его дискуссия с Вольта повлияли на дальнейшие исследования в области электрофизиологии.
Памяти
В 1804 году в честь Гальвани были выбиты серебряную и медную медали. В 1814 году в Болонском институте был установлен памятник Гальвани с надписью
«
Алоизия Гальвани, врачу-хирургу, доктору анатомии и акушерства, который обогатил физику знаменитым открытием, что названное его именем, и с чрезвычайной ревностью создал выдающееся учение, товарищи и друзья всемирно известного мужа Оригинальный текст (итал.)
ALOISIO GALVANO medico chirurgo doctori anatomes et artis obstericiae quod invento nobilissimo de suo nomine appellato physicam auxerit doctrinam eximiam pietale singulari cumulaverit sodales et amici viro per orbem clarissimo
В 1822 и 1888 году в Италии вышли другие медали в честь Гальвани.
Луиджи Гальвани, отец современной электрофизиологии и создатель теории «животного электричества»
Дата рождения:
Одним из последователь Гальвани был его племянник Джованни Альдини, именно он одним из первых применил теоретические знания Гальвани на практике. Он стал проводить эксперименты, связанные с электрическими явлениями при мышечном сокращении, а точнее на трупах заключенных, которых приговорили к смертной казни.
Содержание
Биография
Родился 9 сентября 1737 года в Болонье.Он изучал сначала богословие, а затем медицину, физиологию и анатомию. В 1759 окончил Болонский университет по специальности богословие. И волею судеб только после защиты диссертации заинтересовался медициной (произошло под влиянием его тестя — известного врача и профессора медицины Карло Галеацци). Несмотря на ученую степень, Гальвани круто изменил свою профессию и вновь окончил Болонский университет, но уже медицинское его отделение. Магистерская работа Гальвани была посвящена строению человеческих костей. После ее успешной защиты в 1762 Гальвани начал преподавать медицину. В 1785 году, после смерти своего тестя, Гальвани занял его место руководителя кафедры анатомии и гинекологии. Откуда незадолго до смерти был уволен за то, что отказался принести присягу Цизальпинской республике, основанной в 1797 году Наполеоном I. Первые работы Гальвани были посвящены сравнительной анатомии. В 1771 он начал опыты по изучению мышечного сокращения и вскоре открыл феномен сокращения мышц препарированной лягушки под действием электрического тока.
Работая в университете, Гальвани одновременно занимался физиологией: ему принадлежат интересные труды, в которых он доказал, что строение птичьего уха практически не отличается от человеческого.
Умер Гальвани в своёй родной Болонье 4 декабря 1798.
Научная деятельность
К концу XVIII века Джон Уолш доказал электрическую природу удара ската, проводя эксперименты во французском городе Ла-Рошель, а анатом Хантер дал точное описание электрического органа этого животного. Исследования Уолша и Хантера были опубликованы в 1773 году.
К тому времени, как в 1786 году Гальвани положил начало своим опытам, не было недостатка в попытках физической трактовки психических и физиологических явлений. Однако именно исследования вышеуказанных ученных подготовили почву для возникновения учения о животном электричестве.
В 1791 году в «Трактате о силах электричества при мышечном движении» было описано сделанное Гальвани знаменитое открытие. Сами явления, открытые Гальвани, долгое время в учебниках и научных статьях назывались «гальванизмом». Этот термин доныне сохраняется в названии некоторых аппаратов и процессов. Свое открытие сам Гальвани описывает следующим образом:
«Я разрезал и препарировал лягушку… и, имея в виду совершенно другое, поместил ее на стол, на котором находилась электрическая машина…, при полном разобщении от кондуктора последней и на довольно большом расстоянии от него. Когда один из моих помощников острием скальпеля случайно очень легко коснулся внутренних бедренных нервов этой лягушки, то немедленно все мышцы конечностей начали так сокращаться, что казались впавшими в сильнейшие тонические судороги Другой же из них, который помогал нам в опытах по электричеству, заметил, как ему казалось, что это удается тогда, когда из кондуктора машины извлекается искра… Удивленный новым явлением, он тотчас же обратил на него мое внимание, хотя я замышлял совсем другое и был поглощен своими мыслями. Тогда я зажегся невероятным усердием и страстным желанием исследовать это явление и вынести на свет то, что было в нем скрытого».
Как справедливо указал впоследствии Вольта, в самом факте вздрагивания лапки препарированной лягушки при электрическом разряде с физической точки зрения не было ничего нового. Явление электрической индукции, а именно явление так называемого возвратного удара, было разобрано Магоном в 1779 году. Однако Гальвани подошел к факту не как физик, а как физиолог. Ученого заинтересовала способность мертвого препарата проявлять жизненные сокращения под влиянием электричества.
Он с величайшим терпением и искусством исследовал эту способность, изучая ее локализацию в препарате, условия возбудимости, действие различных форм электричества и в частности атмосферного электричества. Классические опыты Гальвани сделали его отцом электрофизиологии, значение которой в наше время трудно переоценить. Гальвани, осуществив ряд экспериментов, приходит к выводу о существовании нового источника и нового вида электричества. Его привели к такому выводу опыты составления замкнутой цепи из проводящих тел и металлов (лучше всего по признанию самого учёного было использовать разные металлы, например железный ключ и серебряную монету) и лягушечного препарата.
После долгих научных изысканий Гальвани предположил, что мышца является своеобразной батареей лейденских банок, непрерывно возбуждаемой действием мозга, которое передается по нервам. Именно так и была рождена теория животного электричества, именно эта теория создала базу для возникновения электромедицины, и открытие Гальвани произвело сенсацию. Среди последователей болонского анатома оказался и Алессандро Вольта.
