Obvinyayutsya_Volta_i_Galvani

Обвиняются Вольта и Гальвани

В архиве Итальянской академии наук хранится заявление ученого XVIII в  Л. Гальвани о присвоении сделанного им открытия его соотечественником, ученым А.Вольта.

Расследованием истинной картины тех времен занялись учащиеся десятых классов средней школы N 9 г. Воронежа. Следствие закончено. При помощи современной техники нам удалось перенести истца (Гальвани), ответчика (Вольта), а также следователей в ХХ в. В судебном заседании участвуют судья, два заседателя, обвинитель Вольта, обвинитель Гальвани, по адвокату с каждой стороны, криминалист, инженер-консультант, секретарь-стенографист.

Судья (встает). Начинаем судебное заседание. Прошу ввести в зал заседаний истца и ответчика. (Входят Гальвани и Вольта. Судья садится.)

Судья (обращаясь к Гальвани). Истец, ваши имя, фамилия, национальность, род занятий?

Гальвани. Алоиз Луиджи Гальвани, итальянец, физик и физиолог. Годы жизни: с 1737 по 1798.  Первый заседатель. Синьор Гальвани! Расскажите, пожалуйста, коротко о себе. Гальвани. Родился я в Болонье в 1737 г. В этом городе был старинный университет, один из лучших в Европе, и мой родной город называли «ученая Болонья». По окончании естественного факультета в 1759 г. я начал читать на нем лекции по анатомии, занимался исследованиями, относящимися к области сравнительной анатомии, опубликовал ряд статей по исследованию строения и природы органов птиц.

Л. Гальвани (1737-1798)

А. Вольта (1745-1827)

Судья (обращаясь к Вольта). Ответчик, ваши имя, фамилия, национальность, род занятий? Вольта. Алессандро Вольта, итальянец, физик, химик и физиолог. Годы жизни: с 1745 по 1827. Второй заседатель. Синьор Вольта! Расскажите, пожалуйста, коротко о себе. Вольта. Родился я в 1745 г. в Ломбардии, в маленьком городке Комо. Мои родители готовили меня к карьере священника, я учился в школе иезуитов. Второй заседатель. Синьор Вольта, вы были священником? .

Вольта. Нет, не был. Еще в ранние школьные годы я увлекся естественными науками и, окончив школу, стал в 1774 г. преподавателем физики в гимназии Комо

Второй заседатель. Вы так и остались преподавателем гимназии в своем родном городке?

Вольта. Я любил свою работу школьного учителя физики и проработал в маленьком городке безвыездно до 32 лет. Но меня интересовали новые исследования в области физики, а здесь не было приборов. Вот почему в 1779 г. я переехал в город Павио, где специально для меня была основана кафедра физики. Я стал профессором Павийского университета.

Судья. В ходе расследования выяснилось, что наряду с заявлением синьора Гальвани, обвиняющим Вольта, есть заявление и со стороны ответчика, синьора Вольта, обвиняющее Гальвани. Представляю слово обвинителю со стороны истца.

Обвинитель Вольта. Я обвиняю синьора Вольта в незаконном присвоении им идеи Гальвани, относящейся к учению об электрических явлениях, и в использовании ее в своих открытиях!

Судья. Но, позвольте, синьор Гальвани – анатом и, судя по его рассказу, занимался исследованиями в области сравнительной анатомии. А синьор Вольта – физик и занимался изучением электричества. Каким образом их пути пересеклись?

Обвинитель Вольта. Дело в том, что синьор Гальвани в 1791 г. открыл так называемое «животное» электричество и впервые провел на лягушках опыты, которые привели к обнаружению в тканях лягушки импульсов электрического тока. А синьор Вольта через 19 лет повторил опыты Гальвани и считает себя изобретателем первого источника электрического тока!!!

Судья. В ходе заседания мы рассмотрим ваше заявление. А сейчас предоставим слово обвинителю и со стороны ответчика.

Обвинитель Гальвани. Я обвиняю синьора Гальвани в неправильном толковании проведенных им опытов. Его теория «животного» электричества ошибочна, она тормозила развитие новой теории электричества, теории так называемого металлического электричества, выдвинутой синьором Вольта.

Судья. Спор между Гальвани и Вольта, а также их последователями – исторический спор о «животном» и «металлическом» электричестве. Мы все, члены судебного заседания, – юристы, а не физики. Господин главный следователь! Вы хорошо изучили все относящиеся к данному делу факты и события. Прежде чем перейти к разбору взаимных обвинений Гальвани и Вольта, не могли бы вы дать нам небольшую историческую справку о развитии учения об электричестве?

Следователь. Да, действительно, чтобы разобраться в данном вопросе, необходимо знать историю учения об электричестве, знать, на каком этапе оно находилось в тот момент времени.

Я позволю себе кратко ознакомить присутствующих с основными фактами. После открытия электризации янтаря греческим философом Фалесом (640–550 гг. до н.э.) серьезных шагов вперед не было вплоть до второй половины XVI в., когда изучением электрических и магнитных явлений занялся английский врач и физик Гильберт.

Судья. Извините, господин главный следователь! Но некоторые утверждают, что явление электризации открыл не Фалес, а его дочь.

Следователь. Да, действительно, существует легенда, гласящая, что впервые это явление при прядении шерсти янтарным веретеном заметила дочь Фалеса и обратила на это внимание своего отца. Греческий философ занялся его изучением. Но не так существенно, кто впервые заметил необычное свойство янтаря, сам философ или его дочка. Важно, кто исследовал это явление.

Судья. Мы согласны с вашими доводами, господин следователь. Продолжайте.

Следователь. Гильберт открыл ряд важнейших фактов, послуживших основой для дальнейших исследований:

1) причислил к классу электризующихся множество веществ (алмаз, горный хрусталь, ряд других минералов), хотя до него считалось, что только янтарь способен электризоваться при трении; 2) нашел, что во влажном воздухе тела быстро теряют электрические свойства, а в сухом долго их сохраняют; 3)  ввел термин электрическая сила; 4) и, наконец, сделал попытку создать теорию известных электрических явлений.

Результаты своих исследований ученый изложил в 1600 г. в книге «О магните, магнитных телах и большом магните – Земле».

Новый шаг к изучению электрических явлений был сделан немецким ученым Отто фон Герике (1602–1687 гг.) из Магдебурга. Им была построена первая в мире примитивная электрическая машина. Она представляла собой шар из серы, посаженный на железный шест с рукояткой. Электризация достигалась трением вращающегося шара о ладони.

Первый заседатель. Это что-то похожее на электрическую машину, с которой знакомятся учащиеся уже в 8-м классе?

Следователь. Да, действительно, электрическая машина Герике – это прапрабабушка электрической (электрофорной) машины, изучаемой в школе.

Суд располагает косвенным вещественным доказательством – праправнучкой машины Герике. Криминалист продемонстрирует сейчас ее работу. (Криминалист демонстрирует.)

Следователь. Благодарю. Я продолжаю, господа. В XVIII в. изучение электрических явлений пошло быстрее. В 1729 г. англичанин Грей открыл явление электрической проводимости. Он установил, что электричество способно передаваться от одних тел к другим по металлической проволоке. По шелковой же нити электричество не распространялось. Именно Грей разделил вещества на проводники и непроводники электричества.

Новый шаг в изучении электричества сделал французский ученый Дюфе в 1730 г. Он выяснил, что существуют два рода электричества. Один вид электричества получается при натирании стекла, горного хрусталя, шерсти и некоторых других тел. Это электричество Дюфе назвал «стеклянным» электричеством. Второй вид электричества получается при натирании янтаря, шелка и некоторых других тел. Этот вид электричества Дюфе назвал «смоляным». Ученый установил, что тела, наэлектризованные одним и тем же видом электричества, отталкиваются, а разными видами – притягиваются. Второй заседатель. Простите, это взаимодействие электрических зарядов, которое описано законом Кулона?

Ш. Дюфе (1698-1739)

Следователь. Да, именно оно. Только Дюфе это взаимодействие описал качественно, а Кулон в 1785 г. получил количественный закон этого взаимодействия. Впоследствии американский ученый (позднее – президент США) Франклин назвал «стеклянное» электричество положительтельным, а "смоляное" - отрицательным.

Судья. Со стеклянными и эбонитовыми палочками каждый восьмиклассник уже знаком и может объяснить, что у отрицательно заряженной палочки избыток электронов, у положительно заряженной – недостаток электронов.

Б. Франклин (1706-1790)

Следователь. Да, согласно современным представлениям об электризации это так. Но во времена Франклина никто не знал о существовании электронов. И Франклин предложил свою теорию электрических явлений. Он наивно полагал, что электричество представляет собой тонкую жидкость, которая перетекает от одного тела к другому. Вот почему, по его теории, меняется заряд тела. Вот на таком этапе развития было учение об электричестве в середине XVIII столетия. Судья. Благодарю вас. Такая историческая справка поможет судебному заседанию вынести справедливое решение. Синьор Гальвани, вы – анатом. Как и когда вы решились перейти к изучению электрических явлений?

Гальвани. Дело в том, что, как уже сказал следователь, с середины XVIII в. многие стали увлекаться изучением электрических явлений, особенно после изобретения первого конденсатора – лейденской банки. По совету моего учителя Беккариа я тоже в 1771 г. занялся изучением электрических явлений. А 28 сентября 1786 г. заболела моя жена, и ей прописали «укрепительный бульон» из лягушачьих лапок.

Первый заседатель. А при чем тут бульон?

Гальвани. Господа, каждый уважающий себя француз или итальянец знает, что прежде чем сварить это лакомство, нужно приготовить лягушек: содрать с них кожу и отделить лапки. А я – анатом, кто же лучше меня мог это сделать?

Первый заседатель. Спасибо. Пока не вижу связи, но продолжайте, синьор Гальвани.

Гальвани. «Я разрезал лягушку и положил ее безо всякого умысла на стол, где на некотором расстоянии стояла электрическая машина. Случайно один из моих ассистентов дотронулся до нерва лягушки концом скальпеля, и в тот же момент мускулы лягушки содрогнулись как бы в конвульсиях». Как понять увиденное? У меня появилась гипотеза: а может быть, в животном организме есть какое-то «животное» электричество? Я соединил еще раз скальпель с электрической машиной: сокращение мышц многократно увеличилось. Было впечатление, что лягушка ожила!

Судья. Господа, суд располагает фотографиями, подтверждающими достоверность проведенных синьором Гальвани опытов. Прошу криминалиста продемонстрировать. (Криминалист демонстрирует.)

Гальвани. Позвольте мне продолжить, господа. Я проверял свои наблюдения и в комнате, и на воздухе, протягивая провод от нерва лягушки в колодец. Мы меняли детали опыта. Я пытался найти ответ на вопрос: почему лапки лягушки дергаются?

Первый заседатель. И вы нашли ответ, синьор Гальвани?

Гальвани. Да, наконец я пришел к выводу, опубликованному мною в 1791 г. в «Трактате о силах электричества при мышечном движении». Теория моя такова. Сокращение мышц обусловлено возникновением в них электрического тока: в каждом животном есть свое собственное электричество.

Обвинитель Гальвани. Синьор Гальвани, ведь многие утверждают, что открытие этого явления принадлежит второму ассистенту, т.е. вашей жене, обычно присутствовавшей и помогавшей вам в ваших электрических опытах! Я думаю, что для разъяснения этого обстоятельства необходимо вызвать в качестве свидетеля жену синьора Гальвани.

Судья. Приглашается свидетель – супруга синьора Гальвани.

(Входит жена Гальвани.)

Судья. Свидетель, ваши имя, фамилия, национальность, род занятий?

Синьора Гальвани. Люсия Гальвани, до замужества Галеацци, итальянка, жена знаменитого ученого Алоиза Луиджи Гальвани. Моя жизнь, род занятий не будут представлять ничего существенного в моих показаниях. Прошу вас, господа, задавать вопросы.

Судья. Синьора Гальвани, вы присутствовали при опытах вашего мужа?

Синьора Гальвани. Да, новые, необычные электрические явления меня увлекали, и я часто посещала его лабораторию.

Обвинитель Гальвани. Синьора Гальвани! А в тот знаменательный день 28 сентября 1786 г., в день открытия «животного» электричества, вы были в лаборатории?

Синьора Гальвани. В тот день я плохо себя чувствовала. Осмотревший меня врач прописал целительный бульон. И Луиджи предложил мне его приготовить. Проходя случайно мимо лаборатории, я, как любая женщина, не выдержала и из любопытства вошла. И тут я увидела жуткую картину: при искрах в электрической машине лапки мертвой лягушки, до которых дотрагивался скальпель, дергались! Я с ужасом указала на это Луиджи.

Обвинитель Гальвани. Синьора Гальвани, но некоторые утверждают, что бульон готовил не ваш муж, а ваша кухарка?!

Адвокат Гальвани. Позвольте, позвольте!.. Странный вопрос, господа. Если больна ваша жена, разве вы доверите готовить бульон для нее вашей кухарке?

Обвинитель Гальвани. Извините, синьора Гальвани. Позвольте задать вам еще один вопрос. Многие болонцы все-таки с восторгом считали, что не Гальвани, а его жена – автор важного открытия. Вам даже были посвящены стихи. Вот один из сонетов, написанный уже 50 лет спустя Дюбуа Реймоном:

«...Ведь ей, а не тебе, В разрезанной лягушке Заметить удалось Остатки уходящей жизни».

И вы сами, синьора Гальвани, только что сказали, что, войдя в комнату, указали мужу на подергивание лапок мертвой лягушки. Так, значит, это открытие принадлежит вам?

Синьора Гальвани. Открытие этого явления принадлежит не мне, а моему мужу – Луиджи Гальвани. Я только наблюдала это явление. А что касается сонета, то я знаю об этом. Итальянцы – народ поэтичный. Возможно, они решили просто сделать приятное жене знаменитого земляка.

Судья. Благодарим вас, синьора Гальвани. вы свободны.

(Жена Гальвани уходит.)

Первый заседатель. Синьор Гальвани, вы проводили опыты только на лягушках?

Адвокат Гальвани. Позвольте мне ответить на этот вопрос. Синьор Гальвани в основном работал с лягушками. Когда последних не было, то ассистенты профессора тут же отправлялись к соседнему пруду.

Проводились эксперименты и на других животных. Опыты Гальвани повторяли во многих странах. Однажды английский врач из Глазго приложил электроды к трупу повешенного! И что же? Когда «глаза мертвеца открылись», многие из присутствующих даже лишились сознания!

Судья. Синьор Вольта, вам было предъявлено обвинение в незаконном присвоении идеи Гальвани с опытами на лягушках, относящейся к учению об электричестве. Потратив на эти опыты только месяц, а не сто тридцать месяцев, как синьор Гальвани, вы осмелились напечатать в физико-медицинском журнале свои наблюдения! Как вы это объясните?

Вольта. В июльском номере мемуаров Болонского университета за 1791 г. появилась обширная статья: «Комментарии о силах электричества при мышечных движениях», в которой Луиджи Гальвани излагал свою теорию, основанную на добытых им фактах: животными организмами движет электричество! Его теория была в зените славы. Гальвани даже считали «воскресителем мертвых». Ползли слухи, что болонец послан Всевышним, чтобы «приоткрыть тайну жизни»!

Но я – физик, и мне были нужны не эмоции, а доказательства!

Второй заседатель. И как же вы поступили, синьор Вольта?

Вольта. Из статьи я понял, что Гальвани обнаружил что-то новое. Но Луиджи – врач, а я – физик. Значит, проведя подобный эксперимент, я смогу увидеть больше.

Обвинитель Вольта. Синьор Вольта, так вы подтверждаете, что повторили опыты Гальвани?

Вольта. Да, я сделал попытку повторить опыты Гальвани.

Адвокат Гальвани. И ваши результаты были другими, чем у моего подзащитного?

Вольта. Воспроизведя первый раз опыт Гальвани, я убедился, что медик был прав: какая-то неведомая сила приводила в движение лапки мертвой лягушки.

Адвокат Гальвани. Если опыт показал, что Гальвани прав, зачем же вы выступали против него?

Вольта. Я согласился с теорией Гальвани только на первом этапе. Но скоро почувствовал, что здесь что-то не так. Анализируя описание опытов моего соотечественника и изменяя свои, я понял, что суть не в «животном» электричестве: необходима разнородность металлов. Об этом и была моя публикация в физико-медицинском журнале в 1792 г. Это было через месяц после начала моих опытов, в чем и обвинил меня господин судья. Но судить надо по результатам, а не по затратам времени и труда!

Адвокат Вольта. Господа, прошу обратить внимание, что мой подзащитный проводил опыты не только с лягушками. Подопытным объектом однажды был и сам ученый! Вольта клал на кончик языка пластину из металла, к другой части языка прикладывал золотую или серебряную монету и соединял оба металла проволокой. «Металлическое» электричество вызывало ощущение кислого вкуса.

Судья. Да, действительно, именно так каждый школьник, касаясь языком двух полюсов батарейки карманного фонаря, проверяет ее годность. Господин обвинитель Вольта, вы имеете что-то сказать?

Обвинитель Вольта. Да, господа. Этот опыт не был для научного мира новым: еще в 1752 г. его описал немецкий физик Зюльцер.

Адвокат Вольта. Да, такой опыт был. Но Зюльцер не дал ему никакого толкования. Гальвани доказывал существование «животного» электричества, Вольта же утверждал, что «животного» электричества нет, есть электричество, рожденное в особой среде между двумя разными металлами, «металлическое» электричество!

Судья. Благодарю вас. Синьор Гальвани и синьор Вольта представили нам свои теории: теорию «животного» электричества и теорию «металлического» электричества, а также первые опыты по созданию источников тока. Необычная ситуация, непривычная терминология.

Учитывая недостаточную компетентность в вопросах физики присутствующих здесь юристов, считаю необходимым пригласить в качестве свидетеля консультанта – доктора физико-химических наук, специалиста в области электродинамики.

Приглашается свидетель – инженер-консультант.

(Входит инженер-консультант.)

Судья. Свидетель, вы – специалист в области электродинамики, хорошо знаете физику и химию. У членов судебного заседания возникла неясность по некоторым вопросам. Не могли бы вы нам доступно объяснить, что такое электрический ток, каковы условия его возникновения? Понимание этих вопросов поможет нам разобраться в исследованиях и изобретениях Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта.

Инженер-консультант. Хорошо. Я постараюсь объяснить вам это в популярной форме.

Электрический ток – это направленное движение нескомпенсированного положительного или отрицательного заряда. Так как электрический ток представляет собой направленное движение зарядов, то для его существования необходимы два условия:

1) наличие свободных заряженных частиц – электронов или ионов (если положительные и отрицательные заряды связаны друг с другом, то их перемещение не приведет к появлению электрического тока, связанные заряды мы наблюдаем в диэлектрике); 2) для создания и поддержания движения заряженных частиц необходима сила, действующая в определенном направлении, электрическое поле, т.е. разность потенциалов в проводнике.

Судья. Что такое электрический ток и каковы условия его возникновения, нам теперь понятно. Но как создать электрическое поле? Как получить разность потенциалов?

Инженер-консультант. Эту задачу выполняет источник тока. Источники тока бывают разными, но в каждом совершается работа по разделению положительных и отрицательных зарядов. В процессе этой работы происходит превращение механической, химической, внутренней или какой-либо другой энергии в электрическую.

Вот здесь, у вас на столе, я вижу, наверное, самый первый, простейший источник кратковременного тока – электростатическую машину.

Судья. Да, это у нас «вещественное доказательство». Главный следователь назвал эту машину праправнучкой электрической машины Герике. Так как же здесь происходит разделение зарядов? Нам это объясняли в школе, но это было так давно.

Инженер-консультант. Я вам напомню. При вращении ручки в результате трения щеток о диски происходит разделение зарядов: положительные и отрицательные заряды накапливаются на отдельных шариках, при сближении которых мы наблюдаем разряд – кратковременное направленное движение зарядов. (Демонстрирует.) Здесь мы наблюдаем превращение механической энергии в электрическую.

В 1745 г. Клейст в Германии и Мушенбрук в Голландии (в г. Лейдене) построили первый конденсатор, получивший название лейденской банки. У меня есть фотография одного из первых конденсаторов. (Демонстрирует.) При разряде происходит движение разноименных зарядов, накопленных на обкладках конденсатора. Лейденские банки дали возможность получать довольно мощные электрические разряды. Следующим этапом было создание новых видов источников тока, в которых разноименные заряды появляются на электродах в результате химической реакции, т.е. происходит превращение химической энергии в электрическую. Рождение этих источников тока связано с именами Гальвани и Вольта.

П. Мушенбрук (1692-1761)

Судья. Я уверен, что после такого объяснения члены судебного заседания имеют определенное представление о том, что такое источник тока и каков принцип его работы. Благодарим вас. Продолжаем работу.

Итак, господа, согласно показаниям синьора Гальвани, он случайно открыл неизвестное до него явление – возникновение в каждом животном собственного «животного» электричества. Источником этого электричества, по Гальвани, является мозг животного, а подведенный к животному металлический проводник служит разрядником. Согласно же утверждениям Вольта источником тока являются два разнородных металлических проводника, помещенных в особую среду. Это теория «металлического» электричества.

Синьор Вольта, не могли бы вы подтвердить свою теорию экспериментом?

Адвокат Вольта. Мой подзащитный великолепно подтвердил свою теорию. Четыре человека стали на смолу (изолятор). Первому он дал в правую мокрую руку цинковую пластинку. Левой же рукой этот человек касался языка своего соседа. Второй должен был мокрыми пальцами коснуться глазного яблока третьего. Третий и четвертый держали в руках свежепрепарированную лягушку. В свободной руке у четвертого была серебряная пластинка. Когда эта пластинка касалась цинковой у первого экспериментатора, язык второго ощущал кислый вкус, в глазу третьего вспыхивало светлое пятно, лапки лягушки дергались... Разве вам это, господа, не напоминает современный элемент постоянного тока: два разнородных металла – цинк и серебро – и определенная среда между ними?!

Судья. Да, действительно, напоминает.

Адвокат Вольта. Теперь, господа, надеюсь, вы убедились, что мой подзащитный вплотную подошел к созданию источника тока!

Судья. Синьор Вольта, ваш спор с синьором Гальвани разрешила его смерть в 1798 г. И вы больше ничего не изобрели?

Вольта. Нет, почему же. Некоторое время я набирал материал. А в 1799 г. мои эксперименты позволили мне построить оригинальное приспособление, о котором я сообщил в письме Бэнксу. В ноябре 1800 г. я уже докладывал в Париже членам Французской академии принцип работы моего источника тока.

Обвинитель Вольта. Да, весь мир тогда был потрясен изобретением, которое окрестили «вольтов столб», – это прообраз первого источника тока. Синьор Вольта, но почему вы написали Бэнксу 20 марта 1800 г., хотя «столб» был сооружен в конце 1799 г.?

Вольта. Я – исследователь, а настоящий исследователь не может предложить своим коллегам полуфабрикат идеи. Требовалась многократная ее проверка.

Обвинитель Вольта. Господа, я позволю себе процитировать два письма. Ваше письмо, синьор Вольта, к Бэнксу: «Я взял несколько дюжин круглых медных пластинок, а еще лучше серебряных, диаметром примерно в один дюйм и такое же количество оловянных или, лучше, цинковых пластинок. Затем из пористого материала, который может впитывать и удерживать много влаги (картон, кожа), я вырезал достаточное число кружков. Все эти пластины я расположил таким образом, что металлы накладывались друг на друга всегда в одном и том же порядке и что каждая пара пластинок отделялась от следующей влажным кружком из картона или кожи...»

А вот письмо, которое за семь лет до этого английский физик Робайсон написал физику Р.Фаулеру: «Я беру несколько кусков цинка величиной в шиллинг и укладываю их вперемежку с таким же числом настоящих шиллингов в столбик. Подобная установка в некоторых случаях заметно увеличивает раздражение, и некоторые видоизменения ее дают, я надеюсь, еще более сильные явления. Если такой столбик приложить к языку боком так, чтобы язык касался всех сложенных вместе кружков, то раздражение оказывается очень сильным и неприятным».