Страницы истории науки и техники

Итальянский ученый-физиолог Луиджи Гальвани (1737–1798) также является одним из основателей учения об электричестве. Он родился в г. Болонье, в университете этого города получил образование. Преподавал в том же университете медицинские дисциплины. Много внимания уделял сравнительной анатомии и так называемому животному электричеству. Конец жизни Гальвани был омрачен преследованиями со стороны Наполеона (Бонапарта). Дело заключалось в том, что Бонапарт захотел образовать в Северной Италии Цизальпинскую республику, в которую должен был войти и г. Болонья. Гальвани был уважаемым человеком в Болонье. Он отказался принести присягу новому правительству. Это было причиной последовавших для него трудностей, в частности он был отстранен от руководства кафедрой университета, которой ведал тридцать семь лет.

Главное событие в научной жизни Гальвани произошло в 1790 г., когда он производил свои ставшие знаменитыми опыты с лягушками. Дело, судя но всему, произошло так. Гальвани коснулся металлической пластинкой нерва только что убитой лягушки. В то же время пластинкой, сделанной из другого металла, он коснулся бедра этой лягушки. Когда две пластинки были приведены в соприкосновение между собой, было замечено конвульсивное сокращение мускулов лягушки.

Описанный опыт, проведенный Гальвани, имел большое значение. Но ни самому Гальвани, ни его современнику Вольте правильного объяснения опыта дать не удалось.

Так как научная деятельность Гальвани и Вольты часто соприкасалась (главным образом в форме дискуссий), то описание их творческого пути удобнее вести совместно.

Итальянский физик и физиолог Алессандро Вольта (1745–1827) родился на севере Италии, в Ломбардии, в небольшом городке Комо. Его родители хотели, чтобы Алессандро стал священником, и определили его в школу ордена иезуитов. Но, учась в этой школе, Вольта много внимания проявлял к естественным наукам. В 1774–1779 гг. он преподаватель физики в школе г. Комо, а с 1779 г. началась его профессорская деятельность в университетах Павии и Падуи. Больше всего Вольту интересовали электричество, химия и физиология. Вольта обладал даром первоклассного лектора. Как свидетельствуют исторические данные, на многие его лекции приезжали студенты не только из других городов Италии, но и из других стран.

Когда Вольта узнал об описанном выше опыте Гальвани, это его очень заинтересовало. Он немедленно повторил опыт, с тем же, что и у Гальвани, результатом: лапки умерщвленной лягушки двигались. Первоначально Гальвани п Вольта дали опыту одинаковое объяснение — рассматривали его как проявление «животного электричества».

Точка зрения Гальвани на существо «животного электричества» была приблизительно такой. Он считал, что существует особая, невесомая нервная жидкость. Электричество, или нервная жидкость, по Гальвани, вырабатывается в мозге и затем по нервам передается в волокна мускулов, подобных лейденским банкам. Металлические пластины всего лишь играют роль электрических проводников.

Однако, проделав многочисленные эксперименты, Вольта вскоре пришел к совершенно другой точке зрения по поводу опыта Гальвани. Вольта пришел к заключению, что возникновение электричества вовсе не было связано с организмом животного, в данном случае лягушки, а полностью определялось наличием в цепи двух различных металлов. В 1795 г. Вольта показал, что если взять две пластинки, сделанные из разных металлов (например, из меди и цинка), и разделить их слоем серной кислоты (или поместить между ними кусок картона, пропитанного серной кислотой), то такое простейшее устройство будет представлять собой источник тока, названный по настоянию Вольты в честь Гальвани гальваническим элементом. Следовательно, как это и присуще любому источнику тока, если к каждой из пластинок прикрепить металлические проволочки и соединить эти проволочки между собой (т. е. замкнуть внешнюю цепь), то возникнет электрический ток. Гальванические элементы вскоре нашли широкое распространение в лабораториях, будучи недорогими и более удобными, чем лейденские банки, требующие зарядки практически после каждого применения.

Ну, а как же решился спор между Гальвани и Вольтой, каково правильное объяснение опыта Гальвани?

Как уже выше сказано, ни один из этих двух замечательных ученых не дал правильного объяснения опыту Гальвани. Действительно, в опыте Гальвани организм животного отношения к делу не имеет. Но и объяснение Вольты является также неправильным (во всяком случае, далеко не полным). Дело в том, что гальванический элемент есть устройство, преобразующее химическую энергию в энергию электрическую, и для его функционирования требуются два электрода (положительный и отрицательный, две металлические или угольные пластинки) и электролит (в данном случае серная кислота). Процесс же собственно возникновения электричества (электрических зарядов) протекает вовсе не в месте стыка металлов, а на поверхностях разделов электродов с электролитом.