動物の電気。科学的発見の歴史と本質

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動物の電気。科学的発見の歴史と本質

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1773 世紀後半までに、電気現象の研究は、生物学における電気の重要な役割に関する結論の材料をすでに提供していました。ジョン・ウォルシュとラロシェルの実験はアカエイの衝撃の電気的性質を証明し、解剖学者のギュンターはこの動物の電気器官を正確に説明しました。ウォルシュとガンサーの研究は XNUMX 年に発表されました。

したがって、ガルヴァニの実験が1786年に始まったときまでに、精神的および生理学的現象の物理的解釈の試みに事欠きませんでした。動物の電気の教義の出現の根拠は完全に準備されました。

ガルヴァーニ (1737-1798) は生涯をイタリアの都市ボローニャで過ごしました。彼の人生は出来事に恵まれたものではありませんでした。彼が神学の学位を取得して大学を卒業し、博士論文を擁護した後に初めて医学に興味を持ったのは興味深いことです。これは、義父である有名な医師で医学教授のカルロ・ガレアッツィとのコミュニケーションの影響下で起こりました。

学位にもかかわらず、ガルヴァーニは突然職業を変え、ボローニャ大学を再び卒業しましたが、すでに医学部に所属していました。ガルバーニの師匠の仕事は、人間の骨の構造に専念していました。弁護に成功した後、ガルバーニは医学を教え始めました。 1785 年、ガレアッツィの死後、ガルヴァーニは解剖学と婦人科の部門長に就任しました。

大学で働いている間、ガルバニは同時に生理学に従事していました。彼は興味深い作品を所有しており、鳥の耳の構造が人間の耳の構造と実質的に異ならないことを証明しました。

よくあることですが、発見は偶然に起こりました。ガルバニは彼の論文の中で次のように書いています。メスは、誤ってこのカエルの内部大腿神経に非常に簡単に触れました...別の人は、機械の導体から火花が取り除かれるとこれが成功することに気づきました。新しい現象に驚いて、彼はすぐにそれに注意を向けました。まったく違うことを計画していて、私の考えに夢中になりました。」

後で正しく指摘されたようにボルタ物理的な観点からは、放電中に解剖されたカエルの足が驚いたという事実に新しいことは何もありませんでした。電気誘導の現象、すなわちいわゆるリターンストロークの現象は、1779年にマゴンによって分析されました。しかし、ガルバニは物理学者としてではなく、生理学者として事実にアプローチしました。科学者は、死んだ薬が電気の影響下で生命の収縮を示す能力に興味を持っていました。

彼はこの学部を最高の忍耐とスキルで研究し、準備におけるその局在化、興奮性の条件、さまざまな形態の電気の作用、特に大気電気の作用を研究しました。ガルバニの古典的な実験により、彼は電気生理学の父となりました。私たちの時代におけるその重要性は、決して過大評価することはできません。

同時に、ガルバニは驚くべき発見に至りました。晴天時の筋収縮を無駄に待っていた彼は、「疲れた...無駄に待っていた...脊髄に刺さった銅のフックを鉄の火格子に押し付け始めた」...「私は」とさらに書いている。、「よく見られる収縮ですが、大気や電気の状態の変化に対応するものはXNUMXつもありませんでした...私が動物を密室に移し、鉄板の上に置き、通過したフックを押し始めましたそれに脊髄、同じ収縮、同じ動きが現れました。

このように、一連の実験を行ったガルバニは、新しい電源と新しいタイプの電気があるという結論に達しました。彼は、導電体と金属の閉回路をコンパイルする実験とカエルの準備によってこの結論に導かれました。

次の実験は特に効果的で効果的であることが判明しました。次に、これが足がプレートに触れるとすぐに、筋肉がすぐに収縮し始めます...足が起き上がって上昇し、次にプレートに再び落ちると同時に、プレートに再び接触します。同じ理由で、は上昇し、こうしてさらに交互に上昇と下降を続けるので、この足は、それを見てかなりの賞賛と喜びを感じて、ある種の電気振り子と競合し始めているように見えます。

このようなかなり複雑な形で、新しい電源が発見され、導電性の閉回路で長期間の放電が発生しました。客観的な理由から、生理学者のガルバニは、現象の原因が異種金属の接触にあるという考えさえ許すことができませんでした。科学者は、筋肉はライデン瓶の一種であり、神経を介して伝達される脳の作用によって継続的に興奮していると示唆しました。

動物の電気の理論は実用的な電気医学の基礎を提供し、ガルバニの発見はセンセーションを巻き起こしました。ボロネーゼの解剖学者の信者の中にはボルタがいました。

アレッサンドロ・ボルタ (1745–1827) はイタリアのコモで生まれました。アレッサンドロは 18 歳の頃から物理学の問題についてノルと文通してきました。 1764年後、彼は現代の物理的および化学的発見についてのラテン語の詩を書きます。 1771 年の最初の作品はライデンの壺に関するもので、次の 1774 年の作品は「電気を励起する方法と機械の設計を改良する方法に関する実証的研究」です。 1777 年、ヴォルタは故郷の都市で物理学の教師になりました。 XNUMX 年に彼は電気泳動装置を発明し、次にコンデンサーとコンデンサーを備えた電気泳動装置を発明しました。しかし、それだけではありません。彼の「責任」には、電気ピストル、水素ランプ、ユージオメーターの発明があります。

1777 年、ヴォルタはパヴィアの物理学教授に任命されました。 XNUMX 年代に彼はフレームプローブを発明しました。柱の発明により、彼はナポレオンから賞を受賞し、研究所のメンバーに選出されました。

XNUMX年代初頭に発表された彼の最初の記事で、VoltaはGalvaniの見解を共有しています。しかし、この理論からの将来の逸脱がすぐに概説され、効果の物理的な瞬間が前面に出てきます。まず、Voltaは、適切な方法で、「解剖されたカエルは、いわば動物の電位計を表し、他の最も感度の高い電位計よりも比類のない感度を示します」と確立しています。

次に、科学者は異種金属の接触の重要性を判断します。「このような金属の違いは確かに必要です。両方のプレートが同じ金属でできている場合、少なくとも適用方法が異なります...」（つまり、接触面の状態）。ボルタはさらに、電気流体の電流が異種金属の接触によるものであり、筋肉の収縮だけでなく、神経の他の刺激も引き起こす可能性があることを示しています。最後に、Voltaは効果の極性を確立します。プレートを場所によって変更すると、味が酸味からアルカリ性に変化します。これらの事実に照らして、ボルタの筋肉質のライデン瓶の理論は支持できないようです。

将来、ボルタはついに動物電気の理論を打ち破ります。効果の物理的な解釈を提供します。 Volta は Cavallo への手紙の中で次のように書いています。放電と同じように瞬間的ですが、10 つのプレート間の通信が維持される限り一定で継続し、このプレートが生きているか死んだ動物物質、または他の非金属に重ねられているかどうかに関係なく発生しますが、良好です。水やそれに浸された体などの十分な導体。そしてそれ以前、1794 年 XNUMX 月 XNUMX 日の同じカバロへの手紙の中で、ヴォルタは次の質問から直接始めています。最初は、金属がある種の湿った物体または水自体と接触したためです。

神経の生理学的刺激は、流れる電流の結果であり、これらの刺激はすべて強く、使用されている1793つの金属がここに配置されている列で互いに離れているほどです。亜鉛、スズ箔、プレート内の通常のスズ、鉛、鉄、真ちゅう、およびさまざまな品質の青銅、銅、プラチナ、金、銀、水銀、グラファイト。ボルタのこの有名な一連の電圧と彼によって発見された電圧の法則は、全体の効果の中核を形成します。 Voltaによると、動物の臓器は「純粋に受動的で、単純で、非常に感度の高い電位計であり、能動的なものではなく、金属、つまり、電気流体の最初のインパルスが後者の接触から発生します。つまり、そのような金属は単純な導体や電流送信機ではなく、実際の電気エンジンです...」この記事のメモのXNUMXつで、VoltaはXNUMX年以上前に接触電圧のアイデアに到達したことを再び強調していますそしてすでにXNUMX年に彼は彼の一連の金属を与えました。

このように、ボルトによれば、効果の本質は導体の特性にあり、「異なるクラスとグレードのいくつかのそのような導体が出会い、互いに接触する電気流体を引き起こし、動かす」.

「したがって、たとえば、銀と鉄、鉛と真鍮、銀と亜鉛などの XNUMX つの金属の間に、XNUMX つ以上の、さらに異なるものが一緒になって導通回路を形成する場合、XNUMX つまたは複数の金属が導入されることがわかります。より多くの導体、正確には湿った導体のクラスと呼ばれるクラスからのものです。これは、それらが液体の塊であるか、ある程度の水分を含んでいるからです（動物の体とその新鮮でジューシーな部分がすべて含まれています）。この XNUMX 番目のクラスは中央にあり、XNUMX つの異なる金属からなる XNUMX 番目のクラスの XNUMX つの導体と接触します。その結果、どちらの側に影響があるかに応じて、一方向または別の方向に一定の電流が発生します。そのような接触の結果としてより強くなります。

したがって、Voltaは、直流が発生するための条件を明確かつ明確に定式化しました。さまざまな導体の閉回路の存在であり、少なくともXNUMXつはXNUMX番目のクラスの導体であり、XNUMX番目のクラスのさまざまな導体と接触する必要があります。それに応じて、ガルバニストは、筋肉の動きが均質な導体の弧によって、さらにはバリの実験のように、金属導体なしでさまざまな準備物の接触によって励起される実験を引用しました。 Voltaは、これらの実験にも不均一性があることを指摘しました。 XNUMXつの導電性アークの端が異なり、完全な均一性を実現することはほとんど不可能です。接触の違いは、XNUMX番目のクラスの異なる導体が接触したときにも発生する可能性があります。

「...非金属導体、液体導体、またはある程度水分を含むもの、私たちが二級導体と呼ぶもの、そしてそれらだけが互いに組み合わされると、金属のような活性剤、または一級品になります車掌は二級ガイドと組んで...」

将来、ボルタは、生理学的ではなく純粋に物理的な問題の本質についての疑いを排除するために、それまで現在の指標として機能していた動物の準備を除外します。彼は、コンデンサ電位計で接触電位差を測定する技術を開発しました。ヴォルタはこれらの古典的な実験について、1795 年にグレンに、1798 年にアルディーニに宛てた手紙で報告しています。

20 年 1800 月 XNUMX 日、ボルタはバンクスに宛てて、電気科学に革命をもたらした発明であるポールについて説明した有名な手紙を書きました。

追伸クドリャフツェフは著書の中で次のように書いている：「発見された効果の性質は非常に複雑で、当時の物理化学科学と生理学レベルでは現象の全体像を明らかにすることは不可能でした。現象の性質に関する論争では、双方の意見が対立しました」ガルバーニは電気生理学の創始者となり、ボルタは電気学説の創始者となりました。相反する実験と観察の迷路の中で、ヴォルタは正しい道を見つけ、電圧の実験的な物理法則を発見し、正しい説明を与えました。接触電位差の原因と性質については、依然として大きな論争が残されていましたが、その存在についてはすでに疑問は残っておらず、電圧柱において、科学は強力な研究ツールを受け取りました。躊躇せずに使用してください。

著者: サミン D.K.

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