Анатолий Томилин - Мир электричества
Закончив одну работу, Кавендиш занимался следующей проблемой, ни словом публично не обмолвившись о сделанных открытиях. Удивительный характер! Впрочем, мизантропия и оригинальность не столь уж уникальные качества гениев – героев истории науки.
Кавендиш никогда не болел. Лишь на восьмидесятом году жизни, впервые почувствовав недомогание, он понял, что умирает. Потребовал, чтобы никто из слуг не входил в его комнату, а врачу, прибывшему к нему, запретил помогать себе.
Таков был этот удивительный человек, гениальный ученый, во многом опередивший свое время.
Приглашение в Болонью
А теперь путешествие по времени приводит нас в итальянский город Болонью. На календаре дата: 26 сентября 1786 года. Мы идем по узким и кривым улочкам вдоль бесчисленных и, увы, обветшавших палаццо XIII и XIV веков – времени расцвета города. Многочисленные портики и аркады, зубчатые стены и башенки, выкрашенные в серый и розоватый цвета, придают окружающему определенный колорит. Улицы ведут к центральной площади, но наша цель – знаменитый Болонский университет. За время своего существования, с XI века, он не раз менял местонахождение, так что лучше спросить, как пройти. Благо в студентах на улицах недостатка нет… Итак: «Где находится помещение медицинского факультета?» Как же это будет по-итальянски?..
Экспериментальный стол болонского физиолога Луиджи Гальвани
Вот он! Давайте поднимемся на второй этаж, где в лаборатории практической анатомии синьор профессор Гальвани готовит экспериментальный материал к завтрашней лекции.
О, да здесь не только препараторская! На столе, на котором Гальвани препарирует лягушек, стоит электрическая машина и ряд лейденских банок. Трещат искры. Диковатого вида студент крутит ручку, а под ножом препаратора в сумасшедшем танце дергаются отрезанные лапки болотных квакух. Но дадим слово самому синьору профессору. В первой части «Трактата о силах электричества при мышечном движении», вышедшего из печати в 1791 году, он пишет: «Я разрезал и препарировал лягушку и, имея в виду совершенно другое, поместил ее на столе, на котором находилась электрическая машина при полном разобщении от кондуктора последней и довольно большом расстоянии от него. Когда один из моих помощников острием скальпеля случайно очень легко коснулся внутренних бедерных нервов этой лягушки, то немедленно все мышцы конечностей стали так сокращаться, что казались впавшими в сильнейшие тонические судороги. Другой помощник заметил, 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 скрыто».
Вы скажете: «Случайность! Какой-то итальянский врач препарировал лягушку и натолкнулся на непонятное явление…» Чтобы развеять это заблуждение, познакомимся поближе с синьором Гальвани.
Луиджи Гальвани (1737–1798)
Луиджи Гальвани родился в Болонье 9 сентября 1737 года в семье, имеющей достаточно средств, чтобы в двадцать два года он смог окончить 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 удачная хирургическая операция. И при всей своей занятости Гальвани не бросает занятий наукой. В 1780 году он начинает исследования по физиологии нервов и мышц.
Но вернемся в лабораторию анатома. Зачем на препараторском столе стоят электрическая машина и лейденские банки?
Заметим – 1786 год, последняя четверть XVIII столетия! Как я уже рассказывал, середина века была отмечена поголовным увлечением электрическими опытами. Их количество должно было дать качественный скачок… Электризацией пытались 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 появилось немало «целителей», уверявших, что они обладают особенно сильным электрическим воздействием и потому могут излечивать больных. Возникли даже «методики лечения», согласно которым расслабленных (парализованных) людей надо заряжать для излечения положительным электричеством, а безумных – отрицательным.
Опыты Гальвани с разнородными металлами
Думаю, теперь понятно, почему на столе у Гальвани оказался такой модный прибор, как электрическая машина. Она была ему необходима для медицинских опытов.
Обнаружив влияние электричества на лягушачьи лапки, Гальва-ни предположил, что все дело в электрических искрах. Но если слабая искра электрической машины заставляет лягушачью лапку дергаться, то что должно произойти во время грозы, при блеске молнии?.. Надо только дождаться грозы. И когда желанная погода наступила, ассистенты синьора профессора тотчас же отправились к соседнему пруду, откуда обычно черпали материал для экспериментов. Правда, злые языки утверждали, что после демонстрации студентам мясистые лапки частенько шли в кастрюльку, обеспечивая не только духовную пищу достопочтенному экспериментатору и его болезненной супруги. Но чего не говорят люди…
Так или иначе, но к началу грозы на железной ограде балкона лаборатории висела впечатляющая гирлянда лягушачьих лапок, нанизанных на медные проволочки. Наконец подул ветер. Забарабанил дождь, и блеснула первая молния. Отрезанные лапки исправно задергались, правда, не сильнее, чем в лаборатории, и вовсе не в такт с разрядами небесного электричества. Тем не менее эксперимент удовлетворил Гальвани.
«После успешных опытов во время грозы я пожелал обнаружить действие атмосферного электричества в ясную погоду. Поводом для этого послужило наблюдение, сделанное над заготовленными лапками лягушки, которые, зацепленные за спинной нерв медным крючком, были повешены на железную решетку забора моего сада: лапки содрогались не только во время грозы, но иногда, когда небо было совершенно ясно. Подозревая, что эти явления происходят вследствие изменения атмосферы в течение дня, я предпринял опыты. В различные часы в продолжение ряда дней я наблюдал нарочно повешенную на заборе лапку, но не обнаружил каких-либо движений в ее мускулах. Наконец, утомленный тщетным ожиданием, я прижал медный крюк, который был продет в спинной мозг, к железной решетке, желая посмотреть, не возникнут ли благодаря этому приему мышечные движения и не обнаружат ли они в чем-нибудь отличия и изменения, смотря по различному состоянию атмосферы и электричества». Лапка задергалась. Но ее сокращение никак не удавалось соотнести с «переменами в электрическом состоянии атмосферы».
Гальвани перенес опыты в помещение. Он укладывал лягушачьи лапки на подставки из разных металлов. В одних случаях сокращения были сильнее, в других – слабее. Он пробовал экспериментировать с деревянной дощечкой в качестве подложки, со стеклом, смолой. Эффект не наблюдался. Казалось бы, все подталкивало к тому, чтобы изучить роль разнородных металлов в обнаруженном явлении. Но Гальвани по этому пути 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 записал: «Это было несколько неожиданно и заставило меня предположить, что электричество находится внутри животного». Металлы же в его понимании были просто проводниками открытого им нового «животного электричества».
Утверждая, что он открыл именно новый вид электричества, Галь-вани приводил в пример электрических рыб. Их способность наносить чувствительные 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 появились описания электрического угря.
Естественно, что в те времена никто этих рыб «электрическими» не называл. Сам термин появился лишь после работ Гильберта. Но когда выяснилось, что электрический удар от разряда лейденской банки такой же, как от прикосновения к электрическому скату, французский ботаник Марсель Адансон предположил, что и то и другое имеет одинаковую природу.
Проверяя высказанную гипотезу, английский физик Дж. Уолш выяснил, что «удар» электрического ската передается по проводнику, но не передается через стекло, дерево и другие 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.
