生物电的发现史:自由的争论是科学进步的动力
(2019-12-23 00:19:09)
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用实验方法研究生物电的第一位科学家是意大利内科医生和解剖学家——伽伐尼(Lugi Galvani)。
1780年左右,他用莱顿瓶和旋转静电发生器的电刺激青蛙的腿和其他小动物的肌肉时发现动物的肌肉会收缩。这时他想到了美国科学家,富兰克林(Beniamin
Franklin)在
1752年用风筝把雷雨天云中的自然电引导到自己手里的钥匙上发出火花的试验。他也想把自然电引导到青蛙的腿上看看会发生什么现象。于是他把青蛙的腿穿上钢钩子在雷雨来临时挂在户外,在电闪雷呜下他看到了青蛙腿的抽搐。在晴朗的天气他作同样的试验也观察到同样的结果。当他无意中把插着同钩子的青蛙腿放到铁盘子里发现青蛙的腿抽搐的更加强烈。伽代尼认为在他的实验中没有引人外来的电,青蛙的腿会抽搐是因为青蛙自身带电。当时他把这种电叫做“动物电”。后来他又多次用不同金属重复了他的实验,得出同样的结果。1791年伽伐尼发表文章公布了他的实验结果。他的结论是,动物本身内部存在着“动物电”,金属只起传导作用。
但是,伏打对伽伐尼的结论提出了不同看法。
伏打(Alessandro
Volta)是意大利的一位物理学家,也是伽代尼的朋友。他立即重复了伽伐尼的实验。对伽伐尼的发现大为赞赏,称这一发现“在物理学和化学史上,足以称得上是划时代的伟大发现之一”。但是在后来的一系列实验中,他对伽伐尼的结论提出质疑。他认为电的来源不是动物本身而是金属与潮湿的东西接触产生的。动物的肌肉只是传导电,肌肉的收缩就象是一个验电器,表明“金属”接触产生了电。因此伽伐尼发现的电不应叫“动物电”而应叫“金属电”或“接触电”。
伏打的新观点一提出,学术界立即分成两派,一派赞成枷伐尼的观点,另一派赞成伏打的观点。德国科学家洪堡等人支持伽伐尼,法国科学家库仑等人支持伏打。两派在学术会议上和学术刊物上展开争论。有时还相当激烈。为了证明自己的观点,伏打用盐水或酸浸湿的纸板接触两种不同的金属都发现有电,他还确定了金属接触的序列为:铝,锌,锡,钢,铅,锑,铅,汞,铁,铜,银,金,铂,钯;把前后两种金属搭配,一个带正电,一个带负电。
伽伐尼为了答复伏打的质疑,在1974年设计了一个不用任何金属的实验来证明生物电的存在。他把一条蛙肌与其神经直接相连,引起了肌肉的收缩。随后,瓦森、洪堡等科学家相继重复了他的实验,肯定了在一定条件下活组织可以产生生物电。伽伐尼的工作揭示了生物电的存在,开创了电生理学的新时代。
两位科学家的科学论战导致了科学认识的深入和科学的新发现。不同的观点并没有影响他们的友谊,反而促进了物理学和生物学的发展。
从关于生物电的争论,我们得到如下启示:质疑是生长新观点的温床,争论是证明新观点的动力,实验是新观点的公正裁判,一起促进自然科学的发展。
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