Победное шествие метафористов

Автор: Пользователь скрыл имя, 11 Января 2011 в 21:33, реферат

Описание работы

В 1801 году в Париже произошло яркое событие, неоднократно описанное историками науки: в присутствии Наполеона Бонапарта состоялось представление работы

Содержание

1.Загадочный триумф
2.Упрямый лягушатник
3.Опыты физика-профессионала
4.Второе искушение Вольты или подсмотренная загадка
5.Победное шествие метафористов
6.Литература

Работа содержит 1 файл

физика.doc

— 104.50 Кб (Скачать)

электрофорной машины. Он выделяет четыре стадии, по степени проявления эффекта,

при переходе от кажущейся смерти к полной. Далее он изучает зависимость

электрической жизнеспособности лягушек от способов их умерщвления: "Я уже 

исследовал множество  лягушек в силе и устойчивости каждой стадии остающейся

жизненности. Некоторых  из них я заставил погибнуть просто от усталости или

недостаточного  питания, других - в сосуде с более  или менее нагретой водой,

третьих - от тяжелых  ран, калечения и всевозможного  рода мучений, четвертых - от

повторных электрических  ударов и пятых - от одного только искрового  разряда. Все 

эти наблюдения я аккуратно записывал в дневник, который опубликую, когда

распространю  эти опыты, как я ставлю себе задачей, и на другие виды смерти этих

и других животных, подвергнув их в отдельных случаях  действию удушливого воздуха 

и паров, а также  различных ядов". Вот такие опыты ставит физик-профессионал

Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта… 

    Ревниво проверяет он на прочность каждый кирпичик здания, построенного Гальвани, и находит два крупных изъяна. Во-первых, доказывает, что электрический  ток в 

опытах Гальвани вызывает не непосредственно сокращение мышцы, а лишь возбуждение

нерва, который  далее неизвестным образом действует  на мышцу. Во-вторых, на

основании множества  опытов Вольта приходит к убеждению, что обкладки из двух

разных металлов являются не простыми проводниками, а "настоящими возбудителями и

двигателями электрического флюида".

    Из  этих двух выводов делается третий: животные органы, равно как и их части,

лишь пассивные  проводники электричества. То есть животного  электричества, помимо

проявляемого  в особым образом устроенных электрических  органах рыб, не

существует. От всего, сделанного Гальвани, остается лишь случайно обнаруженный

факт высокой  чувствительности плоти к электрическим  импульсам. И даже этот факт

должен излагаться в редакции Вольты: к электричеству чувствительны лишь нервы, а

мышцы приводятся в возбуждение косвенным, неэлектрическим  образом.

    Сегодня, через 200 с лишним лет после описываемых  событий, мы знаем, что в 

организме существует многое из того, что так рьяно  отрицал Вольта - и обственное электричество, и сходство не только электроцитов, но и обычных мышечных волокон с батареями лейденских банок, и возможность возбуждения тканей без применения разнородных металлов.  

ВТОРОЕ  ИСКУШЕНИЕ ВОЛЬТЫ, ИЛИ ПОДСМОТРЕННАЯ  РАЗГАДКА 

    Два разнородных металла могут быть источником электричества - для Вольты и 

других физиков  это переворот в физических представлениях, переворот шокирующий,

ибо достаточно прикосновения разнородных металлов, и начинает течь ток -

"бесконечная  циркуляция электрических истечений, вечное движение". Закон

сохранения энергии  еще не сформулирован - это сделает  через полвека, в 1847

году, другой врач, физиолог и физик Герман Людвиг Фердинанд  Гельмгольц, но этот

закон как бы предощущается. И тут такой соблазн в нем усомниться!

    Для Гальвани, который уверен, что источник энергии находится внутри организма,

существование металлического электричества - всего  лишь повод модификации 

физиологических опытов. Но Вольта остается глух к аргументам Гальвани, полагая,

что разнородные  материалы присутствуют всегда, что  источник электричества 

установлен и  заключается в контакте разнородных  проводников.

    Придя к отрицанию животного электричества, Вольта продолжал работать с широким  кругом живых организмов. Главные  объекты интереса - электрические органы угрей и скатов. Он анатомирует их восемь лет. При этом мысли все время заняты проблемой: почему два разнородных металла, например серебро и цинк, дают большой

физиологический эффект, а дуга из одного металла  действует слабо? Наконец,

Вольта, имея перед  глазами кукурузоподобную структуру  электрических органов,

начинает собирать в стопку кружки серебра и цинка, прокладывая их смоченным 

сукном, и получает Вольтов столб. Другой вариант конструкции  Вольтова столба -

чашечки с электролитом и проволоками разных металлов. Электроциты пресноводных

электрических угрей очень похожи на диски, а  морских электрических скатов - на

чашечки, отсюда два базовых варианта.

    Зачем для этого технического изобретения  физику Вольте понадобились

электрические рыбы? С точки зрения современной  физиологии электрический разряд в 

электрических органах и электрические явления  в мышцах и нервах качественно 

похожи. Более  того, специалисты сходятся во мнениях, что электрические органы -

это модифицированные нервно-мышечные структуры. Главное отличие в том, что в

обычных мышцах электровозбуждения отдельных клеток как бы гасят друг друга, а в 

электрических органах рыб - складываются, позволяя из отдельных электроцитов с 

напряжением несколько  десятков милливольт составить батарею, которая дает сотни

вольт (у электрического угря или сома).

    Эффект  суммации - решающий шаг к Вольтову столбу, шаг, который невозможно

сделать на основе явления контактной разности потенциалов  металлов. То, что 

позже будет названо правилом Вольты, гласит: "В цепи, состоящей из любого

количества металлов, электродвижущая сила равна нулю". Прекрасный

экспериментатор Вольта, давно выявивший в своих  опытах необходимость 

электролитов, так  описывает свое изобретение: "Я  кладу на стол или на

какую-нибудь опору  одну из металлических пластинок, например серебряную, и на

нее цинковую и  затем мокрый диск и т.д. в том  же порядке. Всегда цинк должен

следовать за серебром или наоборот, в зависимости от расположения их в первой

паре, и каждая пара перекладывается мокрым диском. Таким образом я складываю  из

этих этажей столб такой высоты, который может  держаться, не обрушиваясь".

    Из  какой доступной физической модели, из каких уравнений следует такая 

конструкция? Только из биологической метафоры - из аналогии с электрическими

органами угря и ската. И, надо сказать, Вольта отнюдь не скрывает этого, более 

того, он утверждает, что и электрические органы рыб  устроены и действуют по тому

же принципу.

   Представим  себе, что не физик Вольта, а физиолог Гальвани, доказав наличие

контактной разности потенциалов, утверждал бы существование  вечного источника 

тока за счет простого контакта разнородных металлов. Простилось бы ему то, что 

он не объяснил роли электролита и химических явлений на границах электродов и не

предугадал закона сохранения энергии?  

ПОБЕДНОЕ  ШЕСТВИЕ МЕТАФОРИСТОВ 

    С этого момента электрическая  теория в физике старается отгородиться от

физиологии: она  уверена, что "золотой ключик" уже в руках, и спешит открывать  им

дверки в своей  каморке.

    Отрезанный  от живой плоти и брошенный  на алтарь физической науки искусственный  электрический орган вызвал мощные движения огромных интеллектуальных сил. Повсеместно от Петербурга до Нового Света спешно создавались все  более мощные Вольтовы столбы. Основания для спешки были: те, кто первым изучал законы электрического тока, навсегда входили в историю науки. Кто более знаком

массовому сознанию: авторитетнейший аббат Нолле  и великий Машенбрук, изучавшие 

электричество до изобретения источника тока, или Ом, Кирхгофф, Эрстед и Ампер,

располагавшие гальваническими элементами?

    Но  в этом мощном движении вперед к  четырем уравнениям Максвелла с  семью 

неизвестны ми была крупная фигура, стоявшая явно особняком, - отец электрической 

теории Майкл Фарадей.

    Заслуги Майкла Фарадея перед физикой  настолько многочисленны, что отлучать его 

от физики было бы бесперспективно. Между тем Фарадей, как на грех, явно

игнорирует в  своих исследованиях ведущую  и определяющую роль математики. Сколько 

"крокодиловых слез" было пролито по поводу тяжелого детства подмастерья

сапожника, лишившего Фарадея возможности получить уважаемое математическое

образование и  понимать формулы, в изобилии употреблявшиеся  Пуассоном или 

Ампером.

    Между тем сам Фарадей не сильно комплектовал по этому поводу. И, конечно, он

игнорирует негласный  запрет на изучение электричества в  живом, а это, в 

частности, означает, что он экспериментирует с электрическими рыбами. Задача,

естественно, старая, гальваниевская - научиться искусственным образом

восстанавливать жизненные силы. Но модель уже иная: нервный флюид - субстанция

более тонкая, нежели электрический. А электрические  органы рыб - это 

преобразователи жизненной силы в электрический  ток. Задача, поставленная

Фарадеем перед самим собой, - обратное преобразование. И он проводит опыты по

внешней подзарядке разрядившихся батарей электрического угря с целью более 

скорого восстановления его жизненных сил. К сожалению, эти замечательные 

эксперименты  успехом не увенчались: природа не предусмотрела возможности

подзаряжать электрических  рыб извне. Увы, этот прокол прибавил аргументов тем,

кто считал моветоном  увлечение физиков физиологией.

    После экспериментальных работ Фарадея  контуры материка, на который некогда  в 

числе первых ступил Луиджи Гальвани, в целом определились - феноменология

классической  электромагнитной теории обрела практическую полноту. За это время 

десятки математиков  резво обжили новую территорию, придавая ей цивилизованный

вид, в котором ее можно было демонстрировать, воспитывая новых профессионалов.

Новая "церковь" , которой фактически стала физика, всерьез полагала, что боги

говорят языком дифференциальных уравнений. Да, конечно, Джеймс Клерк Максвелл

прямо указывал, что математика - всего лишь научная  метафора. Но переписанная

история физики должна была иллюстрировать мощь математических дедукций, которые 

как асфальтовый  каток прокладывали столбовую дорогу науки.

    Позволяли ли открытия сеньора Гальвани точно  гарантировать правильность

математических  дедукций? Ну конечно, нет. Стоит ли удивляться, что он не

Информация о работе Победное шествие метафористов