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疯狂的电学实验 路易吉·伽伐尼 青蛙实验 生物电的发现
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2022.06.23 广东

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路易吉·阿洛伊西奥·伽伐尼,意大利内科医生、物理学家和哲学家他最著名的作品是他在生物电学方面的发现。特别是,他发现死青蛙腿的肌肉被火花击中时会抽搐。作为一种遗产,伽伐尼的名字保存在镀锌电池、伽伐尼电位、电偶腐蚀、镀锌计和镀锌作用中。此外,他的报告也严重影响了著名作家玛丽·雪莱写她的小说《弗兰肯斯坦》
“When Aloisio Galvani first stimulated the nervous fiber by the accidental contact of two heterogeneous metals, his contemporaries could never have anticipated that the action of the voltaic pile would discover to us, in the alkalies, metals of a silvery luster, so light as to swim on water, and eminently inflammable; or that it would become a powerful instrument of chemical analysis, and at the same time a thermoscope and a magnet.”
— Alexander von Humboldt, in 'Introduction’ Cosmos: A Sketch of a Physical Description of the Universe (1860), Vol. 1
“当阿洛伊西奥伽伐尼第一次意外两个异质金属刺激神经纤维的接触,他同时代人不可能预期伏打电堆的作用它让我们发现金属它们有银色光泽,光可以在水上游泳,非常易燃;更不会想到,它将成为一种强大的化学分析工具,同时是一个热和磁的工具。”—亚历山大·冯·洪堡,《宇宙导论:宇宙物理素描》(1860),第1卷
路易吉·伽伐尼Luigi Galvani (1737-1798)
早年
1737年9月9日,路易吉·伽伐尼(Luigi Galvani1737-1798出生在博洛尼亚,当时是教皇国的一部分他是多梅尼科·伽伐尼和芭芭拉·福斯基的儿子,后者是来自博洛尼亚一个好家庭的年轻女子。伽伐尼和他同父异母的哥哥弗朗西斯科度过了一个平静而相当富裕的童年,我们对此所知很少。在年轻的伽伐尼的教育中所发挥的基本作用应归因于圣菲利波·内里演讲院的菲律宾神父所接受的教育。最初,伽伐尼希望进入教堂,他在15岁时就这样做了。令人惊讶的是,他的父母很难说服他不要留在这个机构,去尝试一些不同的东西。1755年,他进入博洛尼亚大学学习,并获得了对医学的兴趣,并继续学习了几年。1759年,伽伐尼毕业,获得了医学和哲学学位。除了纯医学之外,他还提高了自己的外科手术能力,这帮助他在后来的几年里进行了实验。伽伐尼成为了该大学的讲师,甚至在1775年成为了教授。在此期间,他加深了他的解剖学知识,他也教他的学生。

从鸟类的解剖学到电

他1767年的论文《输尿管》(De renibus atque ureteribus volatilium)获得的荣誉使他决定研究鸟类的生理学;然而,他后来只检查它们的听觉器官。经过几年的研究,伽伐尼发现了他对医疗电的兴趣,并开始研究电对人体的影响。在实验室实验中,伽伐尼和他的助手正在剥一只青蛙的皮,而助手用一把金属手术刀触摸了一根静止的神经。两人都观察到了死青蛙腿上的火花和踢腿。这个偶然的实验对医学和解剖学领域有很大的影响。现在人们明白,肌肉运动是基于电能而不是空气或液体。当时,伽伐尼将这种激活肌肉运动的力的现象命名为动物电。今天,伽伐尼被认为发现了生物电。

进一步的实验
伽伐尼注意到,当蛙腿靠近高压的刀片是,刀片总是会闪出火花,而蛙腿总是会跟着发生抽搐。他确信——可能也是由于几十年前本杰明·富兰克林进行的著名的避雷针实验——雷暴原则上也是这样的火花,只是要大得多。例如,他把一根绝缘电线从房子的脊引到花园一只青蛙的腿。第二根铁丝从青蛙的腿上伸进了一口井里。在附近的雷雨中发出闪电,青蛙的腿在听到相应的雷声之前就开始移动。

蛙腿实验摘录自《动物肌肉的生物电》

路易吉·加尔瓦尼,插图来自《巴黎日报》,1880年


青蛙实验的表演
伽伐尼与伏特
帕维亚大学的实验物理学教授亚历山德罗·伏特是第一批重复和检查伽伐尼实验的科学家之一。一开始,他接受动物电的说法。然而,他开始怀疑这种电是由动物腿或其他物体的固有特引起的。最后,伏特认为,蛙腿伸是由于实验中伽伐尼用来连接神经和肌肉的金属电缆引起的,而不是青蛙本身伏特的调查很快导致了一种早期电池的发明。伽伐尼认为,动物体内的电力来自于其骨盆中的肌肉。伏特认为动物电是由实验中涉及的两种金属相互作用引起的金属电。于是,二人产生了争论。
后来的几年
在法国大革命的恐怖统治时期,伽伐尼拒绝向新政府宣誓。通过福利委员会,他失去了他的职位,但在1794年后恢复了复职。1798年12月4日,伽伐尼在父母的陪伴下,平静地死在他弟弟抑郁而贫穷的家里

进一步阅读

http://scihi.org/luigi-galvani/

https://neuroscientificallychallenged.com/posts/history-of-neuroscience-luigi-galvani

https://www.thoughtco.com/alessandro-volta-1992584

https://nationalmaglab.org/education/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/pioneers/luigi-galvani

https://www.britannica.com/biography/Luigi-Galvani

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