Luigi Galvani

51

Luigi Galvani
(nhân kỷ niệm 250 năm ngày sinh của ông)

Nhà vật lý học lừng danh L. Galvani sinh năm 1737 tại Bologna. Năm 1759, ông tốt nghiệp Đại học Bologna, trường đại học lâu đời nhất ở châu Âu, nhận bằng Tiến sĩ Y khoa và Triết học. Tôi đã dành nhiều năm làm bác sĩ, giảng dạy các môn y khoa tại trường đại học và thực hiện nghiên cứu y học và sinh học của riêng mình.

Lúc đầu, mối quan tâm khoa học của Galvani tập trung vào giải phẫu so sánh - chủ yếu là các loài chim, nhưng đến thập niên 70, nhà khoa học dần chuyển sang nghiên cứu về các dây thần kinh sinh lý và cơ bắp. Các thí nghiệm thuộc loại này được thực hiện thuận tiện nhất trên các chế phẩm dành cho ếch. Vào năm 1773, công trình nghiên cứu về sự co cơ của ếch đã xuất hiện và một năm sau - một nghiên cứu về tác động của thức ăn lên dây thần kinh của nó.

Không có gì đáng ngạc nhiên khi bài tập được thực hiện bởi Galvani và tác động của việc phóng điện lên dây thần kinh và cơ bắp của ếch. Trở lại giữa thế kỷ này, máy điện và bình Leyden (thiết bị lưu trữ điện) đã trở nên phổ biến và các thí nghiệm về tác động của phóng điện lên sinh vật sống đã chiếm lĩnh cả phòng thí nghiệm của các nhà tự nhiên học và các tiệm Velikovetsky. Thông thường đối tượng của thử nghiệm đó - đôi khi không an toàn! - trở thành người của tổ chức điện. Nhiều bác sĩ quan tâm đến khả năng sử dụng điện cho các mục đích khác.

Galvani đặt cho mình một bài toán khiêm tốn hơn - xác định các đặc tính định lượng của tác động phóng điện lên dây thần kinh và cơ bắp. Trong các thí nghiệm, dường như bắt đầu vào năm 1780, ông đã chạm vào chân một con ếch bằng một dây dẫn nối với dây dẫn của một máy điện, và cố gắng thiết lập mối liên hệ giữa tính toàn vẹn của các cơn co giật của cơ và cường độ phóng điện. Nhà khoa học đã tiến hành nhiều thí nghiệm và có xu hướng nghĩ rằng những đặc điểm chính của hiện tượng này đã được làm rõ. Tuy nhiên, như sau này ông đã viết, “rất dễ mắc sai lầm trong nghiên cứu và xem xét những gì chúng ta muốn thấy và tìm thấy để được nhìn thấy và tìm thấy.” Người ta bất ngờ phát hiện ra rằng khi phóng điện, chân của con ếch sẽ co bóp mạnh, trùng thời gian với tia sét và giống như sấm sét”. Không có gì ngạc nhiên khi đôi chân của chú ếch được hỗ trợ - dù rất tích cực - ngay cả khi không có sét, khi bầu trời bị mây đen che phủ hoặc mây ở thấp. Có vẻ như mọi thứ đều rõ ràng: duy trì sự ủng hộ

52

bị biến dạng bởi tác dụng của điện quyển nguyên tử.

Tuy nhiên, Galvani vẫn đưa ra kết luận nhất định. Thực tế là ngay cả trong một ngày yên tĩnh, không có mây, trước đây anh ta đã quan sát thấy những cơn co giật của các chế phẩm ếch treo lơ lửng trên lưới sắt của vùng Balkan trên những chiếc móc dây xuyên qua tủy sống của con vật (có lẽ điều này xảy ra khi một luồng gió đưa chân tiếp xúc với các thanh của lưới). Nhưng, như thường lệ, khi nảy sinh ý tưởng quan sát cụ thể hiệu ứng này, nó gần như không còn xuất hiện: “Tôi bắt đầu quan sát việc chuẩn bị vào các giờ khác nhau trong nhiều ngày, nhưng tôi hầu như không nhận thấy một vài cơn co thắt cơ. Chờ đợi mệt mỏi, tôi cúi xuống và ấn chặt vào lưới mà cái móc xuyên qua tủy sống… Bây giờ các cơn co thắt xuất hiện ở phía trước, nhưng không có bất kỳ mối liên hệ nào với sự thay đổi của nguyên tử hoặc điện.”
Vì có vẻ như điện trong tầng nguyên tử không đóng vai trò nào, ít nhất là đóng vai trò chính, nên Galvani quyết định, nếu có thể, tránh ảnh hưởng của nó và tiến hành các thí nghiệm trong nhà. Những quan sát có hệ thống sâu hơn đã đưa ông đến những kết luận sau: a) khi một dây dẫn nối cây cỏ đùi (nó đi qua tủy sống) từ chân ếch của chuột, người ta quan sát thấy các cơn co thắt yếu của thuốc, nhưng không phải lúc nào cũng vậy; b) nếu nối một dây dẫn dày đặc làm bằng hai kim loại khác nhau, ví dụ như đồng và kẽm, thì luôn quan sát thấy sự co lại mạnh.

Galvani đã công bố kết quả của mười năm nghiên cứu vào năm 1791 trong cuốn “Luận về lực điện trong chuyển động cơ bắp”. Công trình này nhanh chóng thu hút sự chú ý của các thợ đồng và nhà khoa học tự nhiên trung bình của Ý và nước ngoài, những người ngay lập tức bắt đầu lặp lại các thí nghiệm được mô tả. Để giải thích toàn bộ tập hợp các hiện tượng được quan sát, Galvani đưa ra lý thuyết về điện “động vật”, tức là điện, về mọi mặt tương tự như điện “nhân tạo” hoặc “tự nhiên”, nhưng được thể hiện bởi chính sinh vật động vật. Nhà khoa học tin rằng sự co bóp của các chế phẩm ếch mà ông nghiên cứu là kết quả của sự phóng điện truyền qua khi một dây dẫn kim loại kết nối các dây thần kinh và cơ, có chức năng như lớp lót lưu trữ “chất lỏng điện” của bình Leyden.

Lý thuyết của Galvani đã được đông đảo các nhà khoa học hưởng ứng nhiệt tình, trong đó có người đồng cấp A. Volta (1745-1827), được coi là một trong những chuyên gia hàng đầu về điện. Tuy nhiên, Volta ngay lập tức phát hiện ra một thiếu sót đáng kể trong cách lập luận của đồng nghiệp mình. Trên thực tế, thật kỳ lạ làm sao, nhưng Galvani không những không cố gắng giải thích mà còn không hề cung cấp kiến ​​​​thức về thực tế vận động đã được xác lập chắc chắn rằng các cơn co thắt mạnh của thuốc chỉ được quan sát thấy nếu dây dẫn được kết nối bao gồm hai kim loại khác nhau! Sau khi đưa ra giải pháp cho vấn đề này, Volta, vào năm 1793, đã đi đến kết luận rằng từ các thí nghiệm của Galvani, “người ta không thể kết luận bằng bất kỳ cách nào về sự tồn tại thực sự của điện động vật”. “Tôi đã trải qua các thí nghiệm,” ông viết thêm, “chúng cho thấy sự chuyển đổi tương tự của chất lỏng điện trong trường hợp khi sự khác biệt về kim loại không được áp dụng cho mô động vật mà cho một số vật thể ướt, chẳng hạn như giấy, da, mặt trời, v.v.” Bảy năm nữa trôi qua, và nghiên cứu của Volta, bắt đầu với “câu đố Galvani”, đã đưa ông đến một khám phá vĩ đại - hình ảnh của “cột Volta”, nguyên tố điện đầu tiên đưa con người bước qua kỷ nguyên dòng điện.

Galvani không còn sống vào thời điểm này - ông qua đời ở Volnier năm 1798. Cho đến những ngày cuối đời, Galvani vẫn trung thành với lý thuyết về điện động vật của mình - một lý thuyết mà hầu hết các nhà khoa học đã bác bỏ hoàn toàn bởi công trình của Volta và các nhà vật lý khác. Trong khi đó, vào năm 1794, Galvani đã mô tả các thí nghiệm trong đó người ta quan sát thấy hiệu ứng điện trong chế phẩm ếch mà không cần sử dụng bất kỳ thiết bị kim loại nào (sau đó ông tự mình tiến hành chế phẩm bằng dao mổ thủy tinh!).

Chỉ thông qua các lỗ hổng, các nhà khoa học mới bắt đầu nhận ra rằng ý tưởng của Galvani về điện động vật không hề có căn cứ. Một ngành y học rộng rãi đã nảy sinh - điện khí hóa, và giống như các nhà vật lý coi Galvani là người sáng lập ra học thuyết về điện, những người theo chủ nghĩa điện khí hóa coi đó là nguyên tắc chính trong khoa học của họ. Điều đáng nói thêm là hiện tượng điện trong các mô sinh học hóa ra phức tạp hơn nhiều so với trong bản chất vô tri và chỉ có thể đạt được thành công trong việc làm sáng tỏ “cơ chế” của chúng ở thời đại chúng ta.

V. E. Yavelov