Беркинблит, Глаголева - Электричество в живых организмах (Квант) - 1988, страница 5

Г. Кавендиш, прикрепив проводники к спине и брюху ската, с помощью бузинного электроскопа измерил создаваемый им заряд. С электрическими скатами работал и Гальвани, один из видов этих рыб даже носит его имя: Торпедо Гальвани. Если скаты могут вырабатывать электричество, то почему же его не могут вырабатывать любые мышцы7 И Гальвани подчеркивает в своем «Трактате„.» сходство электричества, возникающего при трении, атмосферного электричества, электричества скатов и открытого им «животного электрнчестваь *).

Вольта проверяет открытие Гальвани и «закрывает» его Появление «Трактата...» вызвало огромный интерес в самых разных странах. Уже в следующем году выходит его второе издание. Гальвани на короткое время становится знаменит. Многие крупные ученые занялись повторением его опытов и проверкой результатов. Сре- *) Очень интересно, что, несмотря на достаточно убедительные данные о том, что действие ската связано с злектркческвм разрядом, находилось много людей, которые считали, что «животкое электричество» должно отличаться от обычного алектричества, должно иметь какие-то прианаки своего особого происхождения.

На такой точке зрения стоял, в частности, Дж. Пристли, а более чем полвека спустя — Г, Деви. Это обстоятельство побудило М. Фарадея вредпринять в «83? — «839 гг. серию специальных работ, в которых ен показал, что электричество ог трения, электричество от гальванических алементов, в это время уже известных, и электричество рыб ничем не отличаются друг от друга. Огромный авторнтет Фарадея способствовал общему признанию тождества пнивотногоз н обычного электричества. 20 ди них был и итальянский физик Алессандро Вольта, в юности заочный ученик аббата Нелле. В это время (1792 г.) Вольта был уже известным физиком, профессором университета в Павии, членом Лондонского Королевского общества. К этому времени он изобрел новый чувствительный злектроскоп, электрический конденсатор и ряд других приборов.

Его научные интересы всю жизнь были в основном связаны с электричеством, и работа Гальвани произвела на него огромное впечатление. В первые же 10 дней после получения «Трактата...» он ставит массу новых опытов, полностью подтверждает результаты Гальвани и задается целью внести меру в эту новую область науки, т. е. провести количественное изучение «животного электричества», измерить электрометрами его величину и величину заряда, необходимого для вызова сокращения мышцы, («Ведь никогда нельзя сделать ничего ценного, если не сводить явлений к градусам и намерениям, особенно в физике»,— писал Вольта.) В первых же опытах он обнаруживает, что препарат лягушки крайне чувствителен к электрическому разряду и сокращение возникает при столь слабых зарядах лейденской банки, которые не обнаруживаются самыми лучшими электрометрами, Гальвани во всех своих опытах прикладывал один конец металлического проводника к нерву, а другой— к мышце.

Это было связано с его идеей о том, что мышца — лейденская банка, которая разряжается через нерв. Вольта разнообразит условия опытов, делает разные препараты, прикладывает проводник различными способами. Его интересует количественная сторона дела, поэтому он ищет такие условия, при которых минимальный заряд вызывает сокращение мышц. При этом он выясняет,, что лучше всего сокращение возникает тогда, когда внешним проводником замыкаются два равных участка хорошо отпрепарованного нерва. Отсюда он делает вывод, что вовсе не мышца разряжается через провод и нерв, а, напротив, нерв, который более чувствителен к раздражению, возбуждается и что-то передает в мышцу.

Итак, вера Вольта в теоретические взгляды Гальвани уже сильно поколеблена. Если Гальвани мог ошибиться, считая именно мышцу источником «животкого электричества», то он мог сделать и другие ошибки. И вот у Вольта возникает сомнение в самой основе работы Гальвани— в существовании «я<квотного электричества».

Он ставит иопрос, почему между двумя близкими точками одного 21 и того же нерва, которые во всем похожи, происходит разряд, когда их замыкают проводником7 Это противоречит принципу причинности. А почему замыкающий проводник для успеха опыта должен состоять из двух разных металловг Ведь роль этого проводника, согласно взглядам Гальвани, лишь в том, чтобы замкнуть цепь.

Но для замыкания цепи достаточно одного вида металла. Вольта начинает детально изучать этот вопрос. Он пробует сочетания разных пар металлов. Если эти металлы играют роль простого проводника, то их природа не должна иметь значения. Но если эти металлы почему-то сами являются источником электричества (вот новая революционная идея Вольта, которому удалось преодолеть авторитет Джильберта!), то сила источника может зависеть от сочетания металлов. И Вольта находит такую зависимость.

Действие двух различных веществ на препарат лягушки тем сильнее, чем далыпе отстоят они друг от друга в следующем ряду: цинк, олово, свинец, железо„ латунь, бронза, медь, платина, золото, серебро, ртуть„ графит, уголь. Из этого перечисления, приведенного в работе 4794 г., видно, как активно экспериментирует Вольта. У него все более крепнет уверенность, что источником электричества в опытах Гальвани была не мышца лягушки, а те два металла, которыми Гальвани к ней прикасался. Но ведь Гальвани наблюдал сокращения мышц и при использовании всего одного металла! Вольта подробно изучает и этот случай и показывает, что два куска меди могут содержать равные примеси, что достаточно загрязнить один конец проволоки, чтобы она действовала как два раэных металла, достаточно небольшой разницы температур на противоположных краях одного и того же куска металла, чтобы он играл роль раздражителя и т, д. Наконец, Вольта делает окончательный вывод: контакт двух равных металлов является новым источником электричества, на которое реагирует «живой» электро- скоп.

Именно этим объясняются опыты Гальвани! Этот вывод Вольта подкрепляет еще целым рядом разнообразных экспериментов. Например, Вольта берет проволочки из серебра и олова, одни концы этих проволочек соединяет между собой, а другими концами касается языка: одним металлом самого кончика, а другим чуть далыпе. Он обнаруживает, что если к кончику языка приложено серебро, то чувствуется щелочной вкус„ а если олово — то кислый, Если бы источником электрх- чества была сама мышца языка, то вкус не должен был бы меняться от изменения замыкающего металла,— рассуждает Вольта, Но если роль источника электричества играют два разнородных металла, тогда ясно, что, меняя их местами, мы меняем положение «плюса» и «минуса».

В одних случаях электрический флюид входит в нервы кончика языка, а в другом — выходит из них. Это и вызывает разный вкус. Может быть, работа всех органов чувств связана с электричеством) — спрашивает Вольта (и, как мы теперь знаем, это именно так). Вы помните, что в описываемую нами эпоху было модно ставить эффектные опыты. Такой опыт придумал Гальвани — «электрический нервный маятник»,— когда лапка лягушки, подвешенная на медном крючке, касалась серебряной шкатулки. (Все дело тут в меди и серебре!— сказал бы Вольта.) И Вольта тоже придумал эффектный опыт. Четыре человека «...образуют друг с другом цепь, причем один прикасается пальцем к кончику языка соседа, другой таким же образом к поверхности главного яблока своего другого соседа, а двое остальных держат мокрыми пальцами один за лапку, а другой аа спину свежепрепарованную...

лягушку. Наконец, первый в ряду держит такн«е в мокрой руке цинковую пластинку, а последний держит серебряную пластинку, и затем они приводят эти пластинки во взаимное соприкосновение. В тот же момент на верхушке языка, к которой прикасается человек, держащий в руке цинк, появится ощущение кислого вкуса; в глазу, к которому прикасается палец соседа, появится ощущение вспышки света; и в то же время лапки лягушки, находящиеся в двух руках, начнут сильно сокращаться». Все нервы, оказавшиеся на пути электрического флюида — нервы языка, нервы глаза, нервы лягушки,— являются просто очень чувствительными электрометрами, а металлы, от соприкосновения которых и возникает эффект, не простые проводники, а «двигатели» электричества. «Таким образом, вместо того, чтобы говорить о животном электричестве, можно было бы с большим правом говорить о металлическом электричестве» (Вольта, 1794 г.). Ведь если люди в той цепи из четырех человек не будут держать серебро и цинк, а просто коснутся руками друг друга, то ничего не произойдет.

По Гальвани, разряд «живой лейденской банки», которая находится в лягушке, должен произойти еще успешнее, ведь замыкающая цепь стала короче, из нее убрали уча- 23 сток, ничего не прибавив; но эффекта нет. Значит, причина не в лягушке, а в металлах — в контакте серебра и цинка. Уже из приведенных примеров ясно, что Вольта был прав. В знаменитом трактате Гальвани нет никаких доказательств существования «животного электричества». Наблюдение, сделанное Гальвани 26 сентября 1786 г.„ в день рождения электробиологии, имело причиной чисто физическое явление, на основе которого Вольта изобрел источник постоянного тока: гальванический элемент, или волыиов столб.