Теория «животного электричества»

Механистическая картина мира XVIII века оказалась не вполне полной, поскольку некоторые эмпирические факты не удавалось интерпретировать в терминах механики Ньютона. В оптике, например, сохранялась ситуация корпускулярно-волнового дуализма: дифракцию и интерференцию света не возможно объяснить динамикой «световых корпускул». Не меньшее проблематичной оказалась создание механистической теории электричества и магнетизма. В этой связи вполне объяснимо использование столь странных, с точки зрения современной науки, понятий как «мировой эфир» или «животное электричество».

В 1801 году в Париже в присутствии Наполеона Бонапарта состоялось представление работы Алессандро Вольта «Искусственный электрический орган, имитирующий натуральный электрический орган угря или ската». Вольтов столб предположительно давал напряжение 40-50 вольт и ток менее одного ампера.

Вольта поразил многочисленных зрителей «оживлением» отрезанных членов с помощью малых количеств электричества. Идея этих опытов принадлежала не ему, а итальянскому врачу и физиологу Луиджи Гальвани. Явление, получившее название «опыт Гальвани», он обнаружил случайно и не смог правильно объяснить, поскольку исходил из ложной гипотезы о существовании некоего «животного электричества».

Ко времени написания Л. Гальвани «Трактата о силах электричества при мышечном движении» существование животного электричества было уже не гипотезой, а научно установленным фактом (в 1773 г. Джон Уолш доказал электрическую природу разрядов электрических рыб). По мнению Гальвани, разряды электрических органов рыб отличаются от электрических сокращений мышц лягушек только количественно, но не качественно. Весь мир пронизан электричеством, в каждой лягушачьей лапке, в каждом живом органе текут слабые гальванические токи, вызывающие поразительные физиологические эффекты. Ему представлялась более чем очевидной гипотеза о том, что мозг экстрагирует электрический флюид из крови, а легкие всасывают электричество из атмосферы. Тонкая электрическая жидкость, неразличимая ни в какие микроскопы, распространяется по нервам, питает все члены и обеспечивает функционирование всех чувств. Казалось бы, опыты Гальвани убедительно подтверждали эту теорию. Проблематичным осталось лишь производство «искусственного электричества»

А. Вольта ввел термин «электрическая жизнеспособность» для обозначения способности организмов или их частей «оживать» при замыкании нервов дугой, И установил, что два разнородных металла могут быть источником электричества, что предполагало для него возможность «бесконечной циркуляции электрических истечений, вечного движения».¹ Для Гальвани, который был уверен, что источник энергии находится внутри организма, существование металлического электричества было лишь поводом для модификации физиологических опытов. Отрицая существование «животного электричества», Вольта, тем не менее, продолжил эксперименты с различными живыми организмами (главным образом с угрями и скатами), но более всего его интересовал вопрос, почему два разнородных металла, например серебро и цинк, дают большой физиологический эффект, а дуга из одного металла действует слабо?

Решающим шагом к изобретению «вольтова столба» явилось предположение «эффекта суммации», которое было невозможно сделать на основе явления контактной разности потенциалов металлов. Формулировка этой гипотезы, которая впоследствии будет названа «правилом Вольты», гласит: «В цепи, состоящей из любого количества металлов, электродвижущая сила равна нулю». Тем не менее, очевидно, что конструкция «вольтова столба», ныне широко используемая в аккумуляторных батареях, разрабатывалась не на основе физической теории, а по аналогии с «живым электричеством».