Физика. Великие открытия: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Гальвани многократно повторяет опыт, сначала в первоначальном виде — вешая лягушек на ограду, — но увы: «Я стал наблюдать препараты в разные часы в течение нескольких дней подряд, но едва заметил несколько сокращений в мускулах».

Может быть, виноват плохой контакт между проволокой и забором и лягушки не заземлены? Ученый устал и явно торопит события: «Утомленный ожиданием, я изогнул и плотно прижал к решетке крючок, пропущенный через спинной мозг, чтобы видеть, не удастся ли теперь вызвать мышечные сокращения».

Результат несколько обескураживает ученого: «Теперь сокращения появлялись нередко, однако вне всякой связи с изменением состоянии атмосферы или электричества».

Но откуда же берется электричество — мышцы ведь сокращаются? После недолгих размышлений Гальвани приходит к выводу, что электричество все же атмосферного происхождения. Однако он ощущает недостаточность экспериментального материала и тут же намечает продолжение опытов. Методика простая, но эффективная; он проверяет на воздухе то, что подмечено в комнате, а в комнате — то, что подмечено на воздухе. С этой целью он возвращается в дом, к своему лабораторному столу.

В комнате все повторяется: «Когда я внес лягушку в комнату, положил ее на железную пластинку и приблизил к последней крючок, проткнутый через спинной мозг, то получились прежние движения, прежние сокращения».

Здесь уж вроде на электричество атмосферы не погрешишь — откуда оно берется?

Гальвани пробует варьировать этот опыт, меняет отдельные детали, настороженно бродит по дому целыми днями в поисках электрического призрака: «Мною было испробовано то же самое с различными металлами, в различных местах, в разные дни и часы, и всегда результат получался одинаковый; разница была лишь в том, что от различных средств получались различные сокращения, в одних случаях сильнее, в других слабее. Непроводящие тела вовсе не давали сокращений. Этот результат нас очень удивил…»

А нас может удивить невезение Гальвани, или, если хотите, его слепота, или — это не так жестоко и более справедливо — притупление интуиции. Его поиски похожи на известную игру «горячо — холодно». Он ощупью бредет в потемках, с каждым шагом все ближе к цели, все теплее и теплее становится, и, когда уж хочешь крикнуть ему «горячо» — так близко он находится к великому открытию, стоит только сделать последний шаг, — он неожиданно поворачивается и идет в другую сторону. И пишет в отчете: «Мы пришли к мысли о присущем животному электричестве».

И, как ни удивительно, делает этим тоже открытие. Не то, которое он должен был сделать и которое вскоре сделает, проверяя его опыты, Алессандро Вольта, не то, что вызвало переворот в физике, но то, что дало жизнь новой науке — электрофизиологии. Правда, когда Гальвани сделал эту знаменательную запись, он не помышлял о значимости своего предположения, он просто принял его, чтобы как-то выбраться из того лабиринта наблюдений, в который зашел в своих опытах. Животное электричество вроде бы все объясняло. Увлеченный своей гипотезой, Гальвани делает еще полшага к не замеченному и по-прежнему упорно не замечаемому открытию: «Когда я держал препарированную лягушку одной рукой за крючок, пропущенный через спинной мозг таким образом, что ноги лягушки касались серебряной чашки, а другой рукой прикасался при посредствии металлического тела к верхнему краю или к бокам серебряной чашки, на которой находились ноги лягушки, то животное, вопреки всякому ожиданию, приходило в сильнейшие сокращения, и это происходило неизменно каждый раз при повторении этого опыта».

Ну что вы скажете: в цепи два металла, серебро и железо, ток образуется «неизменно каждый раз», то есть работает не что иное, как гальванический элемент, — и «вопреки всякому ожиданию»! Значит: ничего не видит, не подозревает. Просто досада берет!

А когда Вольта увидит это, Гальвани не поверит и будет упорно бубнить о животном электричестве. И надо только удивляться великодушию Вольты, назвавшего, несмотря на это, открытое им электричество гальваническим.

Титульный лист амстердамского издания 1738 года книги Вольтера «Элементы физики Ньютона».

Странен, очень странен Гальвани. Все вокруг возопит: горячо! Он замечает, что если в цепь с лягушкой ввести два одинаковых металла, то сокращения получаются слабые или вовсе отсутствуют, а спаривая железо, медь и серебро, он наблюдает сильные движения; когда он обкладывает нерв лягушки оловянной фольгой (станиолем), судороги становятся особенно сильными. Луиджи усложняет опыт: он вводит в цепь несколько человек, держащихся за руки, наподобие опыта в Версале, — мышцы лягушки по-прежнему констатируют наличие электрического тока. Все это ученый видит, все тщательно фиксирует, но причины появления тока уловить не может. Ходит где-то совсем близко, а смотрит в другую сторону.

Любопытно, как сочетаются в характере ученого робость со смелостью. Он не боится предположить существование животного электричества и даже наметить пути применения своего открытия для лечебных целей, но он не решается ступить в сторону с уже нащупанного пути — дело это темное, как он сам говорит. Может быть, в этой умеренности сказывается дух Болоньи, а может, причина робости — недостаточность знаний в области физики; недаром же, добыв свое открытие на физиологическом препарате, он при первой же возможности стремится снова убежать в знакомые физиологические сферы, подальше от физики.

А впрочем, зачем судить человека за то, чего он не сделал, хоть и мог сделать, лучше воздадим ему хвалу за то, что он все-таки сделал, но чего мог и не делать. В конце концов, какая разница, кто открыл человечеству гальваническое электричество — Вольта или Гальвани. Оба они итальянцы, славы Италии от этого не убавится. Важно, что открытие все же состоялось и что в названии его увековечено имя ученого, наведшего Вольту на открытие. И если в этой книге мы говорим о случайных открытиях, то вот пример обратный — как открытие случайно не было сделано.

Правда, в одном надо отдать должное Гальвани. Изрядно намаявшись с доказательством того, что мышца представляет собой лейденскую банку, а нерв — кондуктор банки, он не обходит молчанием и противоречивые факты, но не знает, что с ними делать, и в конце концов выходит из положения следующим образом: «Итак, да позволено нам будет следовать этой не слишком невероятной гипотезе, которую, однако, мы тотчас же оставим, когда другие ученые выскажут более верное суждение о предмете или установят лучшую гипотезу на основании открытий и новых опытов».

Может показаться, что ученый не очень-то уверен в правильности своей гипотезы — он уже заранее готов от нее отказаться. Но не следует особо доверять его формулировкам, это не более чем дань изящной словесности; Гальвани не подумал оставить свою гипотезу, когда Вольта представил весь требуемый набор: и новые опыты, и новые открытия, и более верные суждения.

Но, впрочем, не будем забегать вперед, все перипетии борьбы еще впереди, пока что опыты Гальвани вызвали настоящую сенсацию. В Италии, а затем и в других странах Европы их повторяют, получают такие же эффектные результаты, _и слава болонского профессора растет как снежный ком. У него появляются ученики и последователи, и ему должно льстить, что среди них — его известный соотечественник, «один из первых авторитетов в области электричества, гений между физиками», как назвал его один из современников — Алессандро Вольта.

Глава 5. Изобретение гальванических элементов

Алессандро Вольта 1745–1827

Вольта был всего на восемь лет моложе Гальвани. Он родился в Ломбардии, в маленьком городке Комо, на берегу Комского озера, и прожил там безвыездно до тридцати двух лет. Нельзя сказать, чтобы он не стремился увидеть мир, но он не мог оставить свою работу, весьма почетную во все времена, но и во все времена трудную: работу школьного учителя физики. Правда, поначалу родители готовили его к деятельности священника, он и учился в школе ордена иезуитов. Может, кто другой и зачах бы в провинциальной глуши, вдали от культурных центров, где творилась новая физика, где каскад открытий рождал новые светила, новых кумиров. Но Вольте его уединенная жизнь не помешала основательно изучить физику, особенно новый ее раздел — электричество, следить за всеми публикациями и надеяться при первом же удобном случае вырваться из Комо, которому он отдал свои лучшие молодые годы. А впрочем, обязательно ли молодые годы лучшие? У Вольты расцвет его творчества пришелся на сорок пять — пятьдесят лет.

С 1774 года Вольту стали именовать профессором физики, однако это звание вряд ли могло заменить ему приборы, необходимые для изучения последних достижений науки.

Однако период особенно интенсивного творчества наступил для Вольты в 1779 году, когда ему была предложена уже настоящая кафедра физики, специально для него основанная в Павии, в Тессинском университете. Здесь в полной мере раскрылся один из талантов Вольты, известный еще в Комо, — талант лектора. Это качество, весьма редкое среди ученых, снискало Вольте такую популярность, что его лекции приезжали слушать студенты со всей Италии и даже из других европейских стран. И студент, кончавший Тессинский университет, получал не только диплом, но и право называться учеником Вольты, и второе свидетельство было даже ценнее первого. И не случайно итальянцы, говоря о Вольте, добавляли перед его именем слово «ностра» — наш. Ностра Вольта, наш Вольта, — это звучит скорее как эпитет, нежели простое местоимение.

По свидетельству современников, лекции Вольты привлекали к себе такое большое внимание потому, что строил он их не по шаблону; он не перечислял просто сумму сведений, содержащихся в учебниках, — это студенты могли бы узнать и без него, — он рассказывал об истории открытий, о путях физики, он знакомил слушателей с ходом размышлений, которые приводили выдающихся ученых к их достижениям. Словом, студенты Вольты узнавали и то, что из книг узнать не могли. Причем узнавали не просто от профессора, знающего о технологии научного творчества понаслышке, из вторых рук, а от ученого, прославившегося в своей области науки выдающимися открытиями.

Правда, это случилось позже, чем Вольта начал читать лекции. Но и до тех пор он вел, помимо лекционной, исследовательскую работу. Причем интересы его были весьма широки; он, например, разрабатывал теорию происхождения горючего газа и даже выезжал в Апеннины, чтобы на месте проверить ее справедливость. Обнаружив, что горючий газ из болот и угольных копей способен взрываться, Вольта даже придумал пистолет, работающий на газе. И любопытно, что в качестве запала Вольта использовал электрическую искру, и, поскольку ток можно было передавать по проводам на большие расстояния, Вольта предложил применить свой пистолет для передачи сообщений из Комо в Милан, столицу Ломбардии; это был прообраз телеграфа. Идея осуществлена не была, но показывает нам Вольту с новой стороны — не только как химика и физика, но и как инженера.

В 1782 году Вольта предпринял довольно серьезный по тем временам вояж, посетив столицы четырех европейских государств — Германии, Голландии, Англии и Франции. В наши дни такая поездка занимает немного времени, а в те годы это было нелегкое предприятие, требовавшее от путешественника не только времени, но и изрядной физической выносливости. Для Вольты же, человека вообще склонного к оседлому образу жизни, домоседа, покидавшего свой город всего несколько раз в жизни, эта поездка была целым событием.

Принимая Вольту, европейские знаменитости приветствовали итальянского профессора, известного своими интересными лекциями, но не более того. Им не могло прийти в голову, что спустя двадцать лет уже с ним будут добиваться знакомства физики всех стран, с ним, скромным профессором из маленького городка.