Спор, в котором все оказались правы

Для судеб науки и даже человечества этот спор очень важен. Все естественные науки испытали на себе его благотворное влияние, но больше других - физика и физиология. И хотя сто восемьдесят лет назад еще не могло возникнуть бионики, спор этот привел к открытию, которое сегодня можно по праву назвать бионным.

Когда спор начался, люди еще не только ничего не знали о природе электрического тока, но даже не умели его получать. Об электричестве думали, что это некая таинственная жидкость, а самым выдающимся изобретением в электротехнике были в то время громоотвод и электростатическая машина. Но именно тогда электричество становилось самой интересной областью исследований. Ученые старались постигнуть природу атмосферного электричества - природу молнии - и уже обратили внимание на то, что некоторые рыбы, в частности торпедо (теперь их называют электрические скаты), вызывают у прикоснувшихся к ним людей ощущение мгновенного болезненного удара, очень схожее с тем, какое вызывала электрическая искра.

Спор разгорелся между двумя итальянскими учеными. Один из них был физиологом, а другой - физиком. Первого звали Луиджи Гальвани (1737-1798), второго - Алессандро Вольта (1745-1827).

Гальвани был профессором анатомии Болонского университета. Исследования электричества в живом организме, "животного электричества", он начал в 1771 году. Пожалуй, никто точно не знает, при каких обстоятельствах удалось ему сделать открытие. В разных книгах об этом рассказывается по-разному, и все рассказы немножко похожи на легенды. Но в одном согласны все - честь открытия принадлежит Гальвани.

В то время Гальвани изучал нервную систему лягушек. Проводя опыты, он заметил, что прикосновение металла к обнаженному седалищному нерву препарированной лягушки вызывает энергичные сокращения мышц ее задних лапок. Гальвани предположил, что причиной этих сокращений является кратковременный электрический разряд, проходящий по нерву. Вначале он думал, что разряд возникает под действием атмосферного электричества. Исследователь втыкал медные крючки в позвоночный столб препарированной лягушки и подвешивал ее к железной изгороди своего дома. В грозу лягушачьи лапки вздрагивали, но не так сильно, как во время опытов в лаборатории, когда к нерву и мышце прикасались разнородными металлами.

Это навело Гальвани на мысль, что дело вовсе не в атмосферном электричестве, и он предположил, что в нервах и мышцах животных есть собственное "животное электричество". Именно оно вызывает кратковременный разряд, когда цепь замыкается металлическим проводником. Гальвани провел множество опытов, прежде чем счел работу законченной, и только в 1791 году опубликовал свой знаменитый "Трактат о силах электричества при мышечном движении". Этот небольшой по объему труд привлек к себе внимание ученых, и многие из них стали повторять опыты Гальвани.

Среди тех, кто с особым вниманием читал "Трактат", был Вольта, профессор университета в Павии, признанный авторитет в области электричества. Он сразу же приступил к опытам, и все они подтверждали факты, открытые Гальвани. Но постепенно у Вольта возникли сомнения в том, что Гальвани дал опытам правильное объяснение. И Вольта стал искать другое объяснение. После трех лет работы он пришел к выводу, что судороги лягушачьих лапок вызываются вовсе не электричеством, возникающим в тканях лягушки, а электричеством, которое создается, когда замыкается цепь из двух разнородных металлов и жидкости, содержащейся в тканях лягушки. В правильности данной точки зрения его убеждали собственные эксперименты.

Вольта бросил вызов Гальвани. Вряд ли Вольта и ответивший на вызов Гальвани предполагали, что начатое ими научное сражение разделит всю итальянскую и даже всю европейскую науку на два непримиримых лагеря - сторонников "животного электричества" и сторонников "металлического электричества". И тем более они не могли предвидеть, что их спору суждено сыграть важнейшую роль в развитии науки.

Спор разгорался. Гальванисты настойчиво доказывали, что все дело в тканях организма, а вольтаисты с не меньшим жаром объясняли сокращение мышц лягушки только наличием контакта разнородных металлов и жидкости тканей. Требовалось придумать и поставить решающий опыт, который ясно говорил бы в пользу какой-нибудь одной точки зрения. После долгих и напряженных поисков Гальвани наконец удалось найти нужную методику - она позволяла полностью отказаться от применения металла. Для замыкания цепи вместо металлического проводника исследователь воспользовался нервом. Но и в этом случае мышцы лягушки исправно сокращались. Казалось бы, Гальвани должен был восторжествовать.

Но, к счастью, не менее очевидные опыты ставил и Вольта. Он создал первый в мире источник длительно протекающего тока и проверял действие его не только на бессловесных лягушках, которые не могли рассказать о том, что чувствуют, но и на самом себе. Он пробовал ток на язык и ощущал сильный кислый привкус, пропускал ток через собственные глаза, и ему казалось, что вспыхивает яркий свет, а однажды вставил концы проводов в уши и получил такой удар, что больше не решался повторить столь опасный эксперимент. Все эти опыты убедили его в том, что суть дела только в "металлическом электричестве".

Казалось, спору пришел конец. Гальвани доказал свою правоту, Вольта - свою. Однако дискуссия продолжалась с прежним накалом, хотя сторонников у Гальвани оставалось все меньше. Великая научная битва прекратилась только со смертью Гальвани. В то время большинство считало, что одержал победу Вольта.

Но мы знаем, что правы были обе стороны - существует и "животное" и "металлическое" электричество. Почему же два великих ученых, которым не пристало спорить ради спора, не пожелали понять и признать правшу друг друга? Думается, это произошло оттого, что Гальвани был прежде всего физиологом. Он не придавал самому электрическому току столь большого значения, сколь открытию того, что ток существует в живом организме. Вольта же был физиком, для него сам по себе электрический ток был важнее всего.

Но почему большинство ученых, в том числе и физиологов, в конце концов примкнули к Вольта? Почему они отдали пальму первенства Вольта? Сейчас я назову одну лишь причину, а о другой мы поговорим позже.

Открытие "животного электричества" значительно опередило свою эпоху, оно было сделано слишком рано, почти за полтора века до того, как были предприняты первые, по-настоящему успешные попытки его детального изучения. Открытие Гальвани принадлежит эпохе электроники, кибернетики и бионики. Зато открытие "металлического электричества", электрического тока, подоспело кстати - именно на рубеже XVIII и XIX веков наука и техника ощутили острую потребность в новом виде энергии. Вот за то, что это открытие подоспело так вовремя, и надо благодарить судьбу. Ведь если бы решающий эксперимент Гальвани убедил Вольта, он прекратил бы исследования "металлического электричества" и не изобрел бы источника электрического тока. Кто-нибудь, конечно, сделал бы это вместо него. Но насколько позже? Практический успех Вольта - изобретение источника электрического тока - во многом определил признание Вольта.

К нему пришла мировая слава.

1800 год - год рождения нового века, рождения эры электричества. Прославленный Алессандро Вольта докладывает о своем изобретении в переполненном зале Французского национального института. Среди слушателей - Наполеон Бонапарт, первый консул Франции. Через несколько дней после доклада Вольта получает большую золотую медаль института. Ее присуждают итальянскому физику по настоянию самого Наполеона.

Вольта на вершине своей карьеры. Но, быть может, в глубине души ему грустно; быть может, он понимает, что лучшая пора в жизни уже позади. И хотя он считает себя победителем в споре с Гальвани, он лучше всех понимает, что именно этот спор, этот научный поединок будил в нем самые плодотворные мысли, подсказывал новые идеи, натолкнул на изобретение вольтова столба.

Всего два года прошло со дня смерти Гальвани, но уже никто не осмеливается возражать Вольта. Его детище с первых же дней становится непременным атрибутом всех физических лабораторий. Ученые уже не могут обойтись без вольтова столба, который, словно волшебная палочка, раскрывает самые сокровенные тайны природы. Физиков очень скоро перестало удивлять изобретение Вольта, они привыкли к нему; все новые и новые открытия привлекают их внимание, порождают горячие научные споры. Наука не стоит на месте, она развивается в борьбе, в спорах, ибо только они заставляют ученых искать неопровержимые аргументы, наталкивают на новые открытия.

Вольта больше не сделал крупных открытий. Он умер восьмидесяти двух лет, в 1827 году, в том самом году, когда Георг Ом открыл свой закон, когда опыты Гальвани почти никого не интересовали, а до расцвета электрофизиологии оставалось еще более ста лет.

Известно, что Колумб открыл Америку. Менее известно, что великий путешественник так и не узнал, что нашел новый континент. Но разве это уменьшает значение его открытия? То же самое можно сказать и о Гальвани. Даже если он и не обратил внимания на электрический ток, опубликовав "Трактат" и вступив в полемику с Вольта, он побудил своего оппонента изобрести вольтов столб - первый в мире источник длительно протекающего электрического тока.

История воздала должное Луиджи Гальвани: изобретение Вольта - электрические элементы - мы и по сей день называем гальваническими элементами. А сам Вольта называл электрическую батарею искусственным электрическим органом. Этим он тоже отдавал дань уважения своему ученому противнику и живой природе, изучение которой натолкнуло его на одно из величайших изобретений. Мы же добавим, что изобретение это по существу бионное, ибо было сделано в ходе изучения электричества в тканях организма.