Луиджи Гальвани – итальянский физик и врач, основатель учения о так называемом «животном электричестве» и основоположник направления в науке – электрофизиологии. Он первым обратил внимание на наличие электрических явлений в живых тканях животных. Родился ученый 9 сентября 1737 года в городе Болонья.

После окончания начального образования Луиджи поступает в местный Болонский университет. И хотя глубокое изучение богословия в учебном заведении, по сути, не дало будущему ученому никаких фундаментальных знаний для последующих изысканий и исследований – оно все же не отбило у Луиджи охоты к дальнейшему обучению. Под влиянием своего тестя – известного в то время врача и профессора медицины Карло Галеацци, Гальвани вновь поступает в Болонский университет, но уже на медицинское отделение.

После повторного окончания учебного заведения в 1762 году ученый начинает преподавать медицину, а в 1785 году становится руководителем кафедры анатомии.

Имея достаточно хорошую материальную базу, Гальвани начинает проводить опыты и исследования в области анатомии. В 1771 году , исследуя мышечную активность лягушки, он обнаруживает, что мышцы могут сокращаться не только из-за каких-то чисто физиологических процессов, но и под действием электрического тока .

Именно исследования Луиджи Гальвани сподвигли его последователей, в том числе и Алесандро Вольта , проводить изыскания в области электричества. Сам Гальвани после своего знаменитого опыта с лягушкой, стал более тщательно изучать процессы, происходящие при мышечных сокращениях у животных.

Интересен один факт. По заверению самого Луиджи Гальвани, явление сокращения мышц под действием электричества сначала обнаружил не он, а один из его помощников – студентов. И это произошло чисто случайно, благодаря тому, что рядом с разделанной лягушкой стояла электрическая машина для исследования электричества, наподобие той, что сейчас стоят практически в каждом классе физики в школе. К тому же Гальвани подошел к процессу изучения этого явления скорее не как физик, а как физиолог или анатом.

Не смотря на это опыты Гальвани, по сути, создали фундамент для развития нового направления в науке и медицине – электромедицины. Позже итальянский ученый также обнаружил, что различные материалы неодинаково проводят электрический ток. Что лучше всего в этом плане некоторые виды металлов. То есть его можно считать еще и основоположником открытия явления электропроводности .

Умер великий ученый в своем родном городе в возрасте 61 года 4 декабря 1798 года . Не смотря на свои достижения в науке, перед самой смертью он потерял благосклонность власти из-за «неправильных» политических убеждений. Тем не менее, его имя навеки было впечатано в историю развития науки в целом и электроники в частности.

Луиджи (Алоизий) Гальвани (итал. Luigi Galvani, 9 сентября 1737, Болонья — 4 декабря 1798, Болонья) — итальянский медик и физик.

Считается основателем электрофизиологии. Первым открыл то, что мышцы мертвой лягушки сокращаются, если совместить их с нервами.

Алессандро Вольта назвал электрические явления в биологических объектах гальванизм в честь Гальвани. В дальнейшем имя Гальвани получили гальванические явления, гальванический элемент, гальванопластика и тому подобное.

Биография

Родился 9 сентября 1737 года в Болонье в семье ювелира Доменико Фосчи и его четвертой жены Варвары Фосчи. Младший брат Джакомо родился в 1742 году. С 1752 год изучал сначала богословие, литературу и грамматику в религиозной школе, и даже готовился к принятию сана. Но 1 755 поступил на факультет искусств Болонского университета, где изучал медицину, физиологию и анатомию. В 1759 окончил по специальности богословия. Женился на Лучии Галеацци Гальвани. Под влиянием своего тестя — известного врача и профессора медицины Карло Галеацци — заинтересовался медициной и естественными науками, поэтому поступил на медицинское отделение университета. Гальвани в 1762 году защитил докторскую диссертацию, которая была посвящена строению человеческих костей, их природе и образованию. Также параллельно занимался изучением почек и строения уха птиц. Гальвани доказал, что строение птичьего уха практически не отличается от человеческого, однако отказался публиковать эти исследования, поскольку подобные выводы были изложены в найденных параллельно записях итальянского естествоиспытателя Антонио Скарпа.

С 1762 Гальвани преподавал в Болонском университете. Его лекции пользовались успехом у студентов через свою точность и ясность. В 1775 году после смерти своего тестя Гальвани занял его место руководителя кафедры практической анатомии. В 1782 году он стал заведующим кафедрой гинекологии и акушерства.

В 1797 году за отказ принести присягу Цизальпийской республике Гальвани был освобожден от профессорской должности. Вскоре правительство республики на признание заслуг выдающегося ученого восстановил его в университете без требования присяги. Однако незадолго до этого умерла жена Гальвани Люсия (1788), а дальше его брат и двое молодых племянники. В последний год, по свидетельству биографа Вентуроли, он сконцентрировался на философии и религии. Умер Гальвани в своей родной Болонье 4 декабря 1798.

Первые работы Гальвани были посвящены сравнительной анатомии. В 1771 он начал опыты по изучению мышечного сокращения и вскоре открыл феномен сокращения мышц препарированной лягушки под действием электрического тока.

Научная деятельность

В начале своей научной работы Гальвани исследовал анатомию человека и птиц. Уже в 1773 году он обратился к теме строения и функции нервов. Он был знаком с идеями о сущности электрических явлений, ими же занимался один из его учителей Джованни Беккариа. Среди лабораторного оборудования физиолога Гальвани была и «электрическая машина».

Во время одного из опытов на лягушке в 1780 году Гальвани заметил, что сокращение обнаженного мышцы задней конечности происходит одновременно с разрядом искры между проводниками электрической машины. Установив связь между «искусственной электричеством» и сокращением, исследователь обнаружил влияние «грозовой электричества» на сокращение. В решающих экспериментах Гальвани подвесил лягушку на медный крючок, вставленный в спинной мозг, и прижимал ее к железной пластинки. Усиление сокращения физиолог приписал движения «елекричного флюида» по нерву. Гальвани считал, что открыл «животное электричество».

Свое открытие сам Гальвани описывает следующим образом: «Я разрезал и препарировал лягушку … и, имея в виду совсем другое, поместил ее на стол, на котором находилась электрическая машина …, при полном разъединении от кондуктора последней и на довольно большом расстоянии от него. Когда один из моих помощников острием скальпеля случайно очень легко коснулся внутренних бедренных нервов этой лягушки, то немедленно все мышцы конечностей начали так сокращаться, что казались находящимися в сильнейших тонических судорогах. Другой же из них, который помогал нам в опытах по электричеству, заметил, как ему казалось, что это удается тогда, когда с кондуктора машины извлекается искра … Удивленный новым явлением, он тотчас же обратил на него мое внимание, хотя я задумывался совсем другое и был поглощен своими мыслями. Тогда я вспыхнул невероятной тщательностью и страстным желанием исследовать это явление и вынести на свет то, что было в нем скрытого ».

На время опытов и публикации главного труда Гальвани «Трактат о силах электричества при движении мышц» было известно, что электрические силы вызывают раздражение и сокращения. Однако источником электричества в результате экспериментов можно было считать и металл, и живую ткань. Поскольку в XVIII веке физики считали, что металл не может генерировать электричество, физиолог Гальвани сделал вывод в пользу биоэлектричества.

В то же время, физик Алессандро Вольта, который повторил опыты Гальвани и сначала был благосклонен к теории генерации электричества живым, пришел к выводу, что источником электрического тока было не живая ткань, а соединение двух металлов. Таким образом Вольта показал, что Гальвани изобрел НЕ биоэлектричество (гальванизм, как ее стали называть), а гальванический элемент или вольт столб — генератор электрической энергии.

В ответ на критику Вольта Гальвани вместе со своим племянником и соавтором Альдоны провел несколько экспериментов, где мышцы соединялись с нервом с помощью одного и того же металла или даже без металла. Гальвани построил теорию согласно которой «душа» порождает «электрический флюид» в нервах, который течет к мышцам, которые работают по принципу лейденской банки. По мнению физиолога, отрицательная электричество находилась вне мышцы, а положительная — внутри, а также в нервах.

Уверен в существовании биоэлектричества, Гальвани занялся практическим боком — начал разрабатывать концепцию «электрической медицины». Идея, что причиной болезней является нарушение циркуляции электрического флюида настолько захватила его, что он начал писать работу «Электрическая патология», где обосновывал идентичность живой и искусственной электричества, что давало возможность влиять внешним током на здоровье человека.

Работы Гальвани и его дискуссия с Вольта повлияли на дальнейшие исследования в области электрофизиологии.

Памяти

В 1804 году в честь Гальвани были выбиты серебряную и медную медали. В 1814 году в Болонском институте был установлен памятник Гальвани с надписью

В 1822 и 1888 году в Италии вышли другие медали в честь Гальвани.

Произведения

• De ossibus-theses. Bononiae: S. Thomae Aquinatis; Тысяча семьсот шестьдесят-два.
• De renibus atque ureteribus volatilium. De Bononiensi Scientiarum et Artium Instituto atque Academia Commentarii 5: 500 — 508; 1767.
• De volatilium aure. De Bononiensi Scientiarum et Artium Instituto atque Academia Commentarii 6: 420 — 424; 1 783.
• De viribus electricitatis in motu musculari commentarius. De Bononiensi Scientiarum et Artium Instituto atque Academia Commentarii 7: 363- 418; 1791 (Трактат о силах электричества при мышечном движении)
• De viribus electricitatis in motu musculari commentarius cum Joannes Aldini dissertatione et notis. Mutinae: Apud Societatem Typographicam; Тысяча семьсот девяносто две.
• Dell"uso e dell"attivita` dell"arco conduttore nelle contrazioni dei muscoli. Bologna: a S. Tommaso d"Aquino; 1 794.
• Memorie sulla elettricita` animale al celebre Abate Lazzaro Spallanzani. Aggiunte alcune elettriche esperienze di Gio. Aldini. Bologna: Sassi; 1797.

Луиджи Гальвани - исследователь биоэлектричества

Родился 9 сентября 1737 года в Болоньи (папская область), жил и умер там же в 4 декабря 1798, прожив полных 61 год. По роду деятельности он был врачом, физиком и философом, что в то время было вполне обыденным. Его латинское имя читается как Aloysius Galvani (Алоизий Гальвани).

Луиджи Гальвани был первым, кто начал исследовать биоэлектричество . В 1780 году Луиджи проводил эксперименты над телами мёртвых лягушек. Он пропустил через их мышцы электрической ток, и лапки дёрнулись, мышцы начали сокращаться. Это был первый шаг на пути изучения сигналов нервной системы.

Краткая биография

Луиджи Гальвани (1737-1798)

Родился от Доминико и его четвёртой жены Барбары Фоски. Родители Луиджи не были аристократами, но они имели достаточно средств, чтобы дать образование одному из детей. Луиджи Гальвани хотел получить церковное религиозное образование, в ту эпоху это было во многом престижно, и он 15 лет обучался в религиозном институте, а именно в молельне Padri Filippini (Oratorio dei Padri Filippini). В дальнейшем он собирался принять религиозные обеты, но его родители убедили его не делать этого и продолжить своё образование дальше. Примерно в 1755 году Луиджи поступил на факультет искусств университета Болоньи. Там же Луиджи прошёл медицинский курс в котором он изучил труды Гиппократа , Галена и Авиценны (Ибн Сина ). Кроме изучения трудов, Луиджи занимался медицинской практикой, в том числе хирургической. Это позволило ему в дальнейшем заняться изучением исследованием биоэлектричества .

В 1759 году, Луиджи Гальвани получил степень в медицине и философии, что давало ему право читать лекции в университете после защиты диссертации, которую он защитил в 21 июня 1761 года. Уже в 1762 году он стал почётным лектором по анатомии и хирургии. В этом же году он женился на Люсии Галеззи (Lucia Galeazzi) - дочери одного из профессоров университета. Луиджи переехал жить в дом профессора Галеззи (Galeazzi) и помогал ему в его исследованиях. После смерти своего тестя в 1775 году, Луиджи Гальвани был назначен преподавателем вместо умершего Галеззи.

В обязанность Гальвани как члена Академии наук с 1776 года входило регулярное проведение исследований в области практической анатомии человека. Он должен был публиковать как минимум одно исследование в год.

Эксперименты с лягушками

По прошествии нескольких лет, Луиджи Гальвани стал проявлять интерес к медицинскому использованию электричества. Эта сфера исследований появилась с середины 18-го века, после того, как было обнаружено действие электричества на организм человека.

Схема эксперимента Луиджи Гальвани с телом лягушки, примерно конец 1780-х

Существует легенда, согласно которой начало экспериментов с биоэлектричеством было положено со случая, произошедшего следующим образом.

Луиджи положил мёртвую лягушку на стол, чтобы экспериментировать с её кожей для выработки статического электричества . До этого на столе уже проводились опыты со статическим электричеством, и получилось так, что его ассистент (помощник) прикоснулся металлическим скальпелем на котором был электрический заряд к открытому седалищному нерву лягушки. Должно быть он собирался её препарировать. Но тут случилась неожиданное. Помощник увидел искры и нога мёртвой лягушки сократилась как при жизни.

Это наблюдение было первым шагом к тому, чтобы начать исследование биоэлектричества . Была обнаружена связь, между нервной деятельностью и электричеством, между биологической жизнью и электрическими сигналами. Стало очевидным, что мышечная деятельность осуществляется с помощью электричества, с помощью тока в электролитах. До этого в науке было принято считать, что мышечная активность происходит посредством некой субстанции называемой именем стихий воздуха и воды.

Гальвани ввёл термин - животное электричество (animal electricity) для описания той силы, которая активирует мышцы. Это явление в дальнейшем назвали гальванизм (galvanism ), но уже после Гальвани по предложению его современников.

На сегодняшний момент изучением гальванических эффектов биологии занимается такой раздел как электрофизиология. Название гальванизм больше используется в историческом контексте, чем в научном.

Гальвани против Вольта

Профессор экспериментальной физики Алессандро Вольта в университете Павии (Pavia) был первым учёным, который засомневался в правильности экспериментов Гальвани и продолжил исследования.

Его целью было выявить, действительно ли причиной сокращения мышц является биоэлектричество , или же оно происходит в следствие металлического контакта. Подразумевалось, что живые клетки не могут вырабатывать электричество, а значит тогда и нет никакого животного электричества.

Алессандро Вольта проверил свою гипотезу и выяснил, что действительно, живые клетки способны вырабатывать электричество, а значит биоэлектричество существует, живые клетки являются источниками тока. Гипотеза Вольта, что мышцы сокращаются только в следствие внешнего электричества, когда касаются металлическим предметом имеющим статический заряд, была им же и опровергнута. Дальнейшие исследования Алессандро Вольта привели его к созданию гальванической батареи, в которых используются электрохимические явления подобные тем, что происходят в живых клетках.

В результате исследований Вольта обнаружил, что каждая клетка имеет свой клеточный потенциал, что биоэлектричество имеет те же самые химические основы, что и электрохимические ячейки, дающие разность потенциалов . Алессандро Вольта проявил уважение к своему коллеги и ввёл термин гальванизм , чтобы подчеркнуть заслугу Луиджи Гальвани в открытии биоэлектричества . Однако, Вольта возражал, против некоего особого электричества в виде животной электрической жидкости , и был прав. Наградой стало создание химических источников тока - гальванических элементов. Алессандро Вольта первый построил химические батареи состоящие из многих гальванических элементов. Такие батареи носили название вольтов столб , из многих элементов собирался источник со значением ЭДС более 100 Вольт, что позволило проводить дальнейшее изучение явлений электричества.

Сочинения Луиджи Гальвани

Основная работа Луиджи Гальвани по биоэлектричеству называется De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius (формат PDF) , в переводе на русский язык Трактат о силах электричества при мышечном движении (формат djvu) . Эти работы вы можете скачать для углублённого изучения и расширения своего кругозора.

Скальпель, соединенный с… молнией

Ученые получили в свое распоряжение могучий источник электричества, но очень громоздкий и опасный - молнию. Тем не менее даже с помощью таких неудобных приборов и источников энергии, как вращающийся круг из серы, лейденская банка и молния, им удалось сделать еще один серьезный шаг в изучении новых явлений. И сделал его ученый, избравший своей специальностью совсем другую область науки - анатомию.

Кстати, мы редко задумываемся над тем, что первые, и наиболее важные, открытия в любой области знания совершают специалисты других разделов науки. Ведь не могут существовать, например, инженеры-электрики, когда еще неизвестно, что такое электричество… Может быть, такая закономерность не только естественна при зарождении новой ветви на древе знания, но и полезна для его постоянного пышного роста?

Луиджи Гальвани возглавил кафедру анатомии в Болонье в 1759 году, когда ему было всего 22 года, и долгие годы спокойно и вдумчиво исследовал костное строение птиц. Лишь через 12 лет он начал интересоваться электрическими явлениями и только в 1790 году, когда ему исполнилось 53 года, сделал свое удивительное наблюдение, благодаря которому его имя сохранилось в истории науки.

Лягушке Л. Гальвани давно следует поставить памятник: ей выпала честь открыть человечеству существование электрических токов внутри живых существ.

Рассказывают, что открытие Гальвани - целая цепь случайностей: заболевшей жене Гальвани прописали целительный бульон из лягушачьих лапок, Гальвани сам готовил этот бульон, чистил только что пойманную лягушку и однажды прикоснулся скальпелем к ее обнаженному нерву…

Все, что было до этого знаменательного момента, видимо, навсегда останется тайной, ибо именно с него начинает Гальвани, как выразился бы современный ученый, экспериментальную часть своей статьи «Об электрических силах при мускульных движениях», опубликованной в 1791 году: «Когда одно из лиц, помогавших мне, случайно чуть-чуть коснулось концом скальпеля внутреннего бедренного нерва лягушки, то мышцы конечностей вдруг сократились как будто от сильной судороги».

Гальвани не останавливается на этом и соединяет скальпель с «электрической машиной»: сокращения мышц многократно увеличиваются. Впечатление такое, что лягушка ожила!

У Гальвани вскоре появятся тысячи подражателей и последователей, жаждавших убедиться собственными глазами, как лягушка «оживает» под действием электрического тока…

Гальвани ведет свои опыты с электричеством так же методично и последовательно, как до сих пор - чисто анатомические исследования. Он решает заменить «электрическую машину» более мощным источником электричества - молнией.

Громоотвод Франклина уводил молнию в землю, и она становилась безопасной для людей. Гальвани же, наоборот, старался призвать молнию к участию в опытах с «животным электричеством».

Рисунок, приведенный в статье Гальвани, позволяет ясно представить себе этот оригинальный эксперимент: одна проволока, обвивающая мышцу лягушки, тянется в колодец, другая, соединенная с нервом задней лапки, закинута на крышу. Атмосферное электричество должно пройти через лягушку и уйти в землю.

«Как только появлялись молнии,- пишет Гальвани в своей статье,- тотчас же мышцы приходили в сильные сокращения, которые совпадали по времени с молнией и предшествовали грому».

«Мы пришли к мысли,- делает вывод ученый,- о присущем животным электричестве».

Да, не случайно подпрыгивали королевские гвардейцы, не зря сокращались мышцы лягушки, не напрасно быстро отнимали руку от лейденской банки первые исследователи, не только от испуга пальцы руки, случайно коснувшись обнаженных концов провода городской электросети в современной квартире, «отпрыгивают» назад! Все это происходит потому, что живой организм проводит, пропускает через себя электрический ток.

Но ведь природа ничего не делает зря! Быть может, внутри организма циркулируют еле заметные, но очень важные для жизни электрические токи, которые просто до поры до времени трудно было обнаружить?

Запись колебаний электрических токов, протекающих через сердце, мозг или мышцы человека, позволяет врачу установить причину заболевания.

Открытие Гальвани заставило именно в этом направлении работать мысль ученых. Усложнялась и улучшалась техника измерений, все более совершенными становились приборы, исследователи научились регистрировать как очень большие, так и еле заметные проявления электрической силы.

Прошел 121 год после опубликования статьи Гальвани, и в 1912 году было обнаружено, что внутри человеческого организма протекают очень небольшие электрические токи. Исследователи доказали, что любой процесс внутри человека - работа сердца и мозга, прохождение нервных сигналов, мышечные сокращения- сопровождается биологическими электрическими сигналами, имеющими для каждого органа характерную форму. Сравнивая форму сигналов определенного участка организма в здоровом и больном состоянии, легко установить причину заболевания.

Во время медицинского обследования в современной поликлинике и при жалобах пациентов на сердечные или головные боли врачи обязательно снимают электрокардиограмму или энцефалограмму - сигналы небольших биологических токов, протекающих в сердце или головном мозге.

Лежа с электродами, прикрепленными к разным частям нашего тела, мы не всегда вспоминаем о том, что человечество шло к этой процедуре больше 150 лет. И первое движение на этом пути сделал скальпель Гальвани…

Луиджи Гальвани – видный итальянский учёный, исследователь электричества.

Несмотря на то, что его выводы из поставленных экспериментов оказались в целом ошибочными, сами эксперименты послужили началом грандиозной работы над исследованием электрических явлений.

Имя Луиджи Гальвани носят электрические методы в медицине (например, гальванотерапия), а также ряд терминов в физике, которые, впрочем, считаются устаревшими:

• Гальванический ток – именуется сегодня током проводимости;
• Гальванический элемент – сегодня называется просто химическим источником тока;
• Гальванометр – амперметр.

Академическая физика не считается с именем итальянского исследователя, уже хотя бы потому, что по профессии он был врач. Но это не единственная причина отказывать ему в чести считаться великим физиком.

От богословия к медицине

Луиджи Гальвани (9.09.1737-4.12.1798)учился в Болонском университете и поначалу окончил богословский факультет. Однако впоследствии он пересмотрел свои взгляды на жизнь и будущую профессию и решил выбрать более современный и актуальный путь и стать врачом. Он снова поступил в Болонский университет и изучил там медицину.

Случайное открытие

В те времена медики всего мира были увлечены возможностью оживлять мертвецов или хотя бы восстанавливать угасшие жизненные силы. К тому моменту учёные получили первые знания об электричестве и даже исследовали особые органы электрических рыб – скатов и угрей. Всё это дало возможность предполагать наличие некоего «животного электричества».

Луиджи Гальвани, судя по всему, знал о существовании этой гипотезы, но целенаправленно работать над ней не стремился. В тот знаменательный день он просто препарировал лягушку, выполняя вполне привычную работу для анатома. Его кабинет был оснащён вполне современными для того времени электрическими приборами.

В работе ему помогали ассистент и собственная жена. И вдруг наблюдательная женщина увидела, что лапка лягушки сокращается, когда её ударяли током. Этот эффект удивил Гальвани. С того момента он провёл ещё серию опытов, изучая действие на лапку лягушки как искусственного электричества, полученного прикосновением дуги из двух разнородных металлов, так и естественного – разряда молнии.

Будучи сторонником учения о «животном электричестве», Гальвани и предположить не мог, что источником электричества являются разряд молнии и соединения металлов. Его эксперименты «подтвердили», что мышца является вместилищем электричества. К слову, само электричество в те времена учёные считали жидкостью; следовательно, заключил Гальвани, эта жидкость содержится в животных тканях.

Он надеялся, что его открытие найдёт применение именно в медицине: подобно тому, как кровопусканием принято было лечить болезни, он надеялся выпускать «испорченное» электричество из мышц и заменять его «свежим», омолаживая организм. Впоследствии такой метод лечения даже практиковался некоторое время: желающие за определённую плату прикасались к угрю и получали разряд тока.

Ответ Вольты

Но через некоторое время другой великий итальянец, Алессандро Вольта, повторил опыты Гальвани и доказал ошибочность его выводов. Он понял, что электричество вызывается как раз-таки соединением разнородных металлов и электролитов, а органы животных являются лишь пассивными проводниками.

Никакого «животного электричества» существовать не может, за исключением электрических органов скатов и угрей, строение которых было подробно исследовано. Вольта был профессиональным физиком, он же сконструировал электрофор и некоторые другие приборы, которыми пользовался Гальвани в своих опытах.

Удивительные факты

Позднейшие исследования, однако, вскрыли удивительные факты о строении нервной и мышечной системы. То, что отрицали физики со времён Вольты, подтвердилось: в организме всё-таки вырабатывается собственное электричество, а работа нервных клеток сходна с действием электрических цепей. Конечно, это электричество не имеет ничего общего с «животным электричеством» теоретиков XVIII века и препарированной лапкой лягушки двигали всё-таки внешние разряды, однако Гальвани чисто случайно оказался не так уж далёк от истины.