Началось все с лягушки

Первые шаги Гальвани

Луиджи Гальвани появился на свет в Болонье 9 сентября 1737 года в семье, имеющей достаточно средств, чтобы в двадцать два года он смог закончить медицинский факультет Болонского университета. В нем он и остался преподавать. В 1763 году синьор Гальвани становится профессором. Он не только хороший лектор, но и анатом. На его счету не одна успешная хирургическая операция. И при всей своей загруженности Гальвани не бросает занятий наукой. В 1780 году он начинает исследования по физиологии нервов и мышц.

Предоставим слово самому синьору профессору. В первой части "Трактата о силах электричества при мышечном движении", вышедшего из печати в 1791 году, он пишет:

Едва ли не самое любопытное в этой истории то, что у Гальвани не должно было быть причин приходить в столь большое волнение. Лет за тридцать до него сокращение лягушачьей лапки поблизости от электрической машины наблюдал и описал Марко Кальдани, не придавший, впрочем, этому никакого значения. А в 1678г. физиолог Шваммердам демонстрировал герцогу Тосканскому, как содрогаются лапки лягушки, подвешенной на серебряной нити. К счастью, Гальвани ничего этого не знал, то, что он увидел, его взволновало, и он решил доискаться до причин странного явления.

Может возникнуть вопрос - зачем на препараторском столе стоят электрическая машина и лейденские банки?

Середина XVIII века была отмечена всеобщим увлечением электрическими опытами со статическим электричеством. Их количество должно было дать качественный скачок. Электризацией пробовали не только выводить цыплят, но и лечить людей. Врачи электризовали лекарства, пациентов и, независимо от результатов, писали о "безусловно положительном эффекте". Кстати, ведь и лейденскую банку открыли, желая "зарядить" микстуру от кашля. К описываемому времени возникло немало "целителей", убеждавших, что они обладают особенно сильным электрическим воздействием и потому могут исцелять больных. Возникли даже "методики лечения", согласно которым расслабленных (парализованных) людей нужно заряжать для излечения положительным электричеством, а безумных - отрицательным. Теперь понятно, почему на столе у Гальвани появился такой модный прибор, как электрическая машина. Она была ему необходима для медицинских экспериментов.

Обнаружив влияние электричества на лягушачьи лапки, Гальвани предположил, что все дело в электрических искрах. Но если слабая искра электрической машины заставляет лягушачью лапку вздрагивать, то что должно произойти во время грозы, при блеске молнии? Надо только дождаться грозы. И когда желаемая погода наступила, ассистенты синьора профессора тотчас же отправились к соседнему пруду, откуда обычно черпали материал для опытов. Правда, злые языки утверждали, что после показа студентам мясистые лапки частенько шли в кастрюльку, обеспечивая не только духовную пищу.

Так или иначе, но к началу грозы на железной ограде балкона лаборатории висела впечатляющая гирлянда лягушачьих лапок, насажденных на медные проволочки. Наконец подул ветер. Забарабанил дождь, и блеснула первая молния. Отрезанные лапки исправно задергались, правда, не сильнее, чем в лаборатории, и совсем не в такт с разрядами небесного электричества. Все же эксперимент удовлетворил Гальвани.

Гальвани решил попробовать, как действует на мышцу атмосферное электричество, когда нет грозы. Он всадил в спинной мозг препарированной лягушки медный крючок и повесил ее на железную решетку своего балкона. Ничего не случилось. Устав от ожидания, Гальвани стал давить на крючок, прижимая лягушку к решетке. К немалому изумлению, ибо дело было при ясном небе, он заметил, что лягушка начинала дергаться. Тогда он решил, что атмосферное электричество скопилось в лягушке, а потом вышло из нее при соприкосновении с металлом.

Описание опыта изложенное самим Гальвани:

Гальвани перенес эксперименты в помещение. Он помещал лягушачьи лапки на подставки из различных металлов. В одних случаях сокращения были сильнее, в других - слабее. Он пытался экспериментировать с деревянной дощечкой в качестве подложки, со стеклом, смолой. Эффект не наблюдался. Казалось бы, все подталкивало к тому, чтобы исследовать роль разнородных металлов в обнаруженном явлении. Но Гальвани по этому направлению не пошел. Анатом и физиолог, он решил, что лягушачьи лапки сами являются не чем иным, как источником особого вида электричества, неким подобием лейденской банки. В своем дневнике Гальвани написал:

Металлы же в его понимании были попросту проводниками открытого им нового "животного электричества".

Эксперименты Гальвани повторяли буквально во всех странах. Лягушки погибали тысячами во славу новой науки. Современники писали:

Со временем от лягушачьих лапок экспериментаторы переключились к конечностям кроликов и овец, испытывали действие электричества на ампутированной человеческой ноге. Английский врач из Глазго на публичной лекции приложил электроды от батареи лейденских банок к нервам и мышцам трупа повешенного и воспроизвел у него дыхательное движение грудной клетки. А когда мертвец под действием электрического разряда открыл глаза и лицо его стало вздрагивать, многие из присутствующих лишились сознания от ужаса.

Казалось, оставалось совсем чуть-чуть до исполнения вековечной мечты человечества. Для этого надо было только тщательно исследовать "животное электричество Гальвани", отыскать его источник в теле и научиться заряжать этот источник, когда он иссякает со смертью.

Утверждая, что он обнаружил именно новый вид электричества, Гальвани приводил в пример электрических рыб. Их способность наносить ощутимые удары была известна с глубокой древности. Есть свидетельства, что уже римские врачи помещали парализованных больных с целью излечения в бассейны с электрическими скатами. А когда испанские мореплаватели достигли берегов Америки и худо-бедно познакомились с природой Нового Света, то в XVII веке были сделаны описания электрического угря.

Когда выяснилось, что электрический удар от разряда лейденской банки такой же, как от прикосновения к электрическому скату, французский ботаник Марсель Адансон сделал предположение, что и то и другое имеет одинаковую природу.

Проверяя высказанную гипотезу, английский физик Дж. Уолш выяснил, что удар электрического ската передается по металлическому проводнику, но не передается через стекло, дерево и прочие изоляторы. Он даже наблюдал искры, проскакивающие между полосками фольги, наклеенными на теле ската, при разряде, и повторил опыт аббата Нолле, пропустив разряд (теперь уже не удар, а разряд) электрической рыбы через нескольких добровольцев. Этим была почти доказана электрическая природа явления.

Еще за десять лет до экспериментов Гальвани гениальный ученый-одиночка Кавендиш присоединил проволочки к брюху и спине ската и с помощью электроскопа с бузинными шариками измерил заряд на теле рыбы. Но Кавендиш никогда не публиковал результаты своих экспериментов.

Занимался электрическими рыбами и Гальвани. Одна из них даже носит сегодня его имя - "торпедо Гальвани". Эти опыты лишь утвердили его во мнении, что если скаты могут вырабатывать электричество, то его должны давать и мышцы любого иного животного. При этом болонский профессор подчеркивал в своем трактате, что считает электричество, появляющееся при трении, так же как атмосферное и электричество скатов, сходным с "животным электричеством", которое открыл он.

Сначала Гальвани вел только дневники собственных опытов. Но через десять лет он решил объединить результаты исследований и выпустил "Комментарий о силах электричества в мускульном движении". Книга возбудила большой интерес среди физиков и врачей, наперебой повторявших описанные эксперименты. Уже давно было известно, что электрические разряды от машин и лейденских банок вызывают конвульсии у людей, подвергавшихся их ударам. И хотя природа таких явлений оставалась неисследованной, медики-практики широко пользовались "электрической жидкостью" для лечения своих больных от всевозможных недугов.

Повсюду, где только водились лягушки, и где можно было раздобыть два куска разнородного металла, каждый хотел собственными глазами убедиться в чудесном воскрешении отрезанных членов.

В 1791г., когда был опубликован труд Гальвани, сорокашестилетний профессор университета в Павии Алессандро Вольта, только что принятый в члены Лондонского Королевского общества, приступил к экспериментам с изобретенным им электроскопом, а тридцатилетний Василий Петров начал преподавать физику в Измайловском кадетском училище в Петербурге. Гэмфри Дэви исполнилось 13 лет, Берцелиусу - 12, а Майкл Фарадей только появился на свет. Все еще было впереди.

Вольта против Гальвани

В самый разгар триумфа гальванизма появилась в итальянском "Физико-медицинском журнале" статья профессора физики Павийского университета Алессандро Вольты. Тот утверждал, что для объяснения опытов Гальвани не нужно предполагать существование какого-то особого "животного электричества". Дело совсем не в бедной лягушке и не в ее отрезанной ноге. Просто Гальвани, сам того не подозревая, привел во взаимодействие два различных металла. Они и породили электрическую силу. А лягушка послужила только проводником.

Вольта был к тому времени довольно известен своими исследованиями газов, а также несколькими выдающимися экспериментальными работами по электричеству, был членом Лондонского королевского общества. Вначале он, как и все, был убежден в правильности взглядов Гальвани. Но, воспроизводя опыты коллеги, стал испытывать сомнения. Гальвани, считая, что именно в мышце, как в лейденской банке, накоплено "животное электричество", всегда прикладывал металлический проводник одним концом к мышце, а другим к нерву и наблюдал сокращение лягушачьей лапки как следствие разряда.

Вольта обнаруживает, что еще лучше сокращение происходит, когда проволока, состоящая из двух разных металлов, замыкает не мышцу и нерв, а два участка препарированного нерва. Не значит ли это, что вовсе не в мышце скапливается "животное электричество", а сам нерв передает в мышцу "электрический флюид". В те времена электричество считалось некой невесомой жидкостью - флюидом. И почему замыкающий проводник должен состоять из двух разных металлов? Не в них ли дело? Вольта начинает изучать сочетания разных пар металлов и приходит к выводу, что не мышца лягушки, а два металла "являются в настоящем смысле слова возбудителями электричества, между тем как нервы играют чисто пассивную роль".

Естественно, что Гальвани не мог оставить такой выпад без внимания. В присутствии свидетелей он препарировал лягушек железным ножом, положив их на железную же подставку, соединял мышцу и нерв проводом из одного металла. Лапки все равно дергались. "Если это происходит и при одном металле, значит, источник электричества находится в животном!" - убеждал Гальвани.

"Отнюдь! - возражал Вольта. - Даже единый кусок проволоки нельзя считать абсолютно однородным. В нем могут быть примеси. Он может быть по-разному закален по длине". И демонстрировал электричество, которое рождалось вообще без участия животных, из одних лишь разнородных металлов. Вольта окрестил его "металлическим электричеством".

Весь мир физиков поделился на два лагеря. Одни поддерживали Гальвани и назывались сторонниками гальванизма. Другие придерживались взглядов Вольты. И трудно сказать, чем бы кончился этот спор в XVIII веке, однако Гальвани из поединка выбыл.

В 1796 году в Северную Италию под предлогом войны с Австрией вторглись французские войска под командованием генерала Бонапарта. Болонья вошла в состав новой Цезальпинской республики. Все профессора университета обязаны были принести присягу на верность новому правительству. Подавляющее большинство так и сделало. Те же, кто не смог вовремя проявить гибкость, были уволены. Остался без работы и Гальвани, который не смог вынудить себя принести присягу на верность новому политическому строю. Потеряв за несколько лет до этого жену, покинутый учениками, он остался совсем одиноким, без средств к существованию. Говорили даже, что он терпел нужду и на шестьдесят первом году жизни скончался от истощения. Другими словами - от голода.

Ошибался ли Гальвани в собственных взглядах на "животное электричество"? Ни в коем случае! Итальянский ученый по праву считается одним из основателей учения об электричестве. И его опыты с "животным электричеством" составляют основу нового научного направления - электрофизиологии, исследующей электрические явления в живом организме. Электрические процессы лежат в самой основе жизни. Тут и возбуждение нейронов, например в процессах зрения, и передача нервного импульса, электрические процессы в мозге - энцефалография, и так хорошо знакомое нашему веку электрическое исследование работы сердечной мышцы - электрокардиография... Нет, лягушки болонского профессора, как и собаки Павлова, вполне заслужили памятник. А сам Луиджи Гальвани навсегда останется в памяти человечества.