С давних времен человек пытался понять явления в приро­де. Много гениальных гипотез, объясняющих происходящее вокруг человека, появилось в разное время и в разных стра­нах. Мысли греческих и римских ученых и философов, жив­ших еще до нашей эры: Архимеда, Евклида, Лукреция, Аристотеля, Демокрита и других — и сейчас помогают раз­витию научных исследований.

Идут они из старинного торгового города на Средиземном море Милета, автор их — милетский философ Фалес (конец VII — начало VI вв. до н.э.). Он описал электрические явления на основе свойства натертого янтаря притягивать кусочки ткани, нити, бумагу. Описал и магнитные явления. Фалеса Милетского по праву считают основателем науки об элек­тричестве. Ученики Фалеса накапливали по крупицам сведе­ния об электризации, которая в той или иной степени связы­валась с живым организмом, с человеком. Так, в античные времена были известны электрические свойства некоторых видов рыб, и они даже использовались в качестве лечеб­ного средства. За 30 лет до нашей эры Диаскорд ударами от соприкосновения с электрическим угрем лечил подаг­ру и хроническую головную боль. В русских летописях XIV века имеется описание, из которого видно, что это удивительное исцеляющее средство было известно и рус­ским.  Рассказывается  о  диковинных  рыбах, помещаемых в бочку, и своим касанием человека вызывающих лечебное действие.

После первых наблюдений электрических и магнитных явлений Фалесом Милетским периодически возникал интерес к ним, определяемый задачами врачевания.

Рис. 1. Опыт с электрическим скатом

Следует отметить, что электрические свойства некоторых рыб, известные еще в далекие времена, до сих пор являются нераскрытой тайной природы. Так, например, в 1960 г. на выставке, организованной английским Научным королев­ским обществом в честь 300-летия со дня его основания, среди загадок природы, которые человеку предстоит рас­крыть, демонстрировался обычный стеклянный аквариум с находящейся в нем рыбой —электрическим скатом (рис.1). К аквариуму через металлические электроды был подключен вольтметр. Когда рыба была в покое, стрелка вольтметра стояла на нуле. При движении рыбы вольтметр показывал напряжение, достигавшее при активных движениях 400 В. Надпись гласила: "Природу этого электрического явления, наблюдавшегося задолго до организации английского королевского общества, человек разгадать до сих пор не может".

Чем мы обязаны Джильберту?

Лечебное действие электрических явлений на человека по существовавшим в далекие времена наблюдениям можно рассматривать как своеобразное стимулирующее и психоген­ное средство. Этим средством или пользовались, или о нем забывали. Долгое время серьезных исследований самих электрических и магнитных явлений, и особенно их действия в качестве лечебного средства, не проводилось.

Первое обстоятельное экспериментальное исследование электрических и магнитных явлений принадлежит англий­скому врачу-физику, впоследствии придворному лейб-ме­дику Вильяму Джильберту (Гильберту) (1544—1603 тт.). Джильберта заслуженно считали врачом-новатором. Успех его в значительной степени определялся добросовестным изуче­нием, а затем и применением древних медицинских средств, в том числе электричества и магнетизма. Джильберт понимал, что без обстоятельного изучения электрического и магнит­ного излучения трудно использовать "флюиды" при лечении.

Пренебрегая фантастическими, непроверенными домысла­ми и бездоказательными утверждениями, Джильберт провел разносторонние экспериментальные исследования электриче­ских и магнитных явлений. Результаты этого первого в исто­рии изучения электричества и магнетизма грандиозны.

Прежде всего Джильберт высказал впервые мысль, что магнитная стрелка компаса перемещается под влиянием магнетизма Земли, а не под действием одной из звезд, как полагали до него. Он впервые осуществил искусственное намагничивание, установил факт неотделимости магнитных полюсов. Изучая одновременно с магнитными явлениями и электрические, Джильберт на основе многочисленных наблюдений показал, что электроизлучение возникает не только при трении янтаря, но и при трении иных материалов. Отдавая должное янтарю — первому материалу, на котором наблюдалась электризация, он называет их электрическими, положив в основу греческое название янтаря — электрон. Следовательно, слово "электричество" введено в жизнь по предложению врача на основе ставшего историческим его исследования, которое положило начало развитию и электро­техники и электротерапии. В то же время Джильберт удачно сформулировал принципиальное различие электрических и магнитных явлений: "Магнетизм, так же как и тяжесть, есть некоторая изначальная сила, исходящая из тел, в то время как электризация обусловлена выжиманием из пор тела особых истечений в результате трения".

По существу, до работ Ампера и Фарадея, т. е. на протяже­нии двухсот с лишним лет после смерти Джильберта (резуль­таты его исследований были опубликованы в книге "О магни­те, магнитных телах и о большом магните — Земле", 1600 г.), электризация и магнетизм рассматривались изолированно.

П. С. Кудрявцев в "Истории физики" приводит слова вели­кого представителя эпохи Возрождения Галилея: "Воздаю хвалу, дивлюсь, завидуя Гильберту (Джильберту). Он развил достойные удивления идеи о предмете, о котором трактовало столько гениальных людей, но который ни одним из них не был изучен внимательно ... Я не сомневаюсь, что со време­нем эта отрасль науки (речь идет об электричестве и магне­тизме — В. М.) сделает успехи как вследствие новых наблюде­ний, так, особенно, вследствие строгой меры доказательств".

Джильберт умер 30 ноября 1603 г., завещав все созданные им приборы и труды Лондонскому обществу медиков, актив­ным председателем которого он был до самой смерти.

Премия, присужденная Марату

Канун французской буржуазной революции. Подытожим исследования в области электротехники этого периода. Установлено наличие положительного и отрицательного электричества, построены и усовершенствованы первые элек­тростатические машины, созданы лейденские банки (своеоб­разные накопители зарядов — конденсаторы), электроскопы, сформулированы качественные гипотезы электрических явле­ний, проведены смелые попытки исследовать электрическую природу молнии.

Электрическая природа молнии и действие ее на человека еще больше укрепляли мнение, что электричество может не только поражать, но и лечить людей. Приведем некоторые примеры. 8 апреля 1730 г. англичане Грей и Уилер провели ставший ныне классическим опыт с электризацией человека.

Во дворе дома, где жил Грей, были врыты в землю два сухих деревянных столба, на которых была укреплена деревянная балка- Через деревянную балку были перекинуты два воло­сяных каната. Нижние концы их были связаны. Канаты легко выдерживали вес мальчика, согласившегося принять участие в опыте. Расположившись, как на качелях, мальчик одной рукой держал наэлектризованный трением стержень или металлический прут, на который передавался электрический заряд от наэлектризованного тела. Другой рукой мальчик бросал одну за другой монеты в металлическую тарелку, находившуюся на сухой деревянной доске под ним (рис. 2). Монеты приобретали заряд через тело мальчика; падая, они заряжали металлическую тарелку, которая начинала притя­гивать кусочки сухой соломы, расположенные вблизи. Опыты проводились многократно и вызвали значительный интерес не только у ученых. Английский поэт Георг Бозе писал:

Безумный Грей, что знал ты в самом деле
О свойствах силы той, неведомой доселе?
Разрешено ль тебе, безумец, рисковать
И человека с электричеством связать?

Рис.   2.   Опыт с электри­зацией человека

Французы Дюфе, Нолле и наш соотечественник Георг Рихман почти одновременно, независимо друг от друга сконстру­ировали прибор для измерения степени электризации, что значительно расширило применение электрического разряда для лечения, появилась возможность его дозировки. Париж­ская академия наук посвятила несколько заседаний обсужде­нию действия разряда лейденских банок на человека. Заинте­ресовался этим и Людовик XV. По просьбе короля физик Нолле совместно с врачом Луи Лемонье провел в одной из больших зал Версальского дворца опыт, демонстрирующий укалывающее действие статического электричества. Польза от "придворных забав" была: многих они заинтересовали, многие начали заниматься изучением явлений электризации.

В 1787 г. английский врач и физик Адаме впервые создал специальную электростатическую машину для лечебных целей. Ею он широко пользовался в своей медицинской прак­тике (рис. 3) и получал положительные результаты, которые можно объяснить и стиму­лирующим действием тока, и психотерапевтическим эф­фектом, и специфическим действием разряда на чело­века.

Эпоха электростатики и магнитостатики, к которой относится все, о чем гово­рилось выше, завершается разработкой математиче­ских основ этих наук, вы­полненной Пуассоном, Остроградским, Гауссом.

Рис.    3.    Сеанс   электролечения (со старинной гравюры)

Использование электри­ческих разрядов в меди­цине и биологии получило полное признание. Сокращение мышц, вызванное касанием электрических скатов, угрей, сомов, свидетельствовало о действии электрического удара. Опыты англичанина Джона Уорлиша доказали электрическую природу удара ската, а анатом Гунтер дал точное описание электрического органа этой рыбы.

В 1752 г. немецкий врач Зульцер опубликовал сообщение о новом, обнаруженном им явлении. Касание языком одно­временно двух разнородных металлов вызывает своеобразное кислое вкусовое ощущение. Зульцер не предполагал, что это наблюдение представляет собой начало важнейших научных направлений — электрохимии и электрофизиологии.

Интерес к использованию электричества в медицине воз­растал. Руанская академия объявила конкурс на лучшую работу по теме: "Определить степень и условия, при которых можно рассчитывать на электричество в лечении болезней". Первая премия была присуждена Марату — врачу по профес­сии, чье имя вошло в историю французской революции. Появ­ление работы Марата было своевременным, так как применение электричества для лечения не обошлось без мистики и шарлатанства. Некий Месмер, используя модные научные теории об искрящих электрических машинах, начал утвер­ждать, что им в 1771 г. найдено универсальное медицинское средство — "животный" магнетизм, действующий на больного на расстоянии. Им были открыты специальные врачебные кабинеты, где находились электростатические машины достаточно высокого напряжения. Больной должен был касаться токоведущих частей машины, при этом он ощущал удар электрического тока. По-видимому, случаи положительного эффекта пребывания во "врачебных" кабинетах Месмера можно объяснить не только раздражающим действием элек­трического удара, но и действием озона, появляющегося в помещениях, где работали электростатические машины, и явлениями, о которых упоминалось ранее. Могло положи­тельно влиять на некоторых больных и изменение содержания бактерий в воздухе под действием ионизации воздуха. Но об этом Месмер и не подозревал. После сопровождавшихся тяжелым исходом неудач, о которых своевременно преду­преждал в своей работе Марат, Месмер исчез из Франции. Созданная с участием крупнейшего французского физика Лавуазье правительственная комиссия для расследования "врачебной" деятельности Месмера не сумела объяснить положительного действия электричества на человека. Лечение электричеством во Франции временно прекратилось.

Спор Гальвани и Вольта

А теперь расскажем об исследованиях, проведенных почти через двести лет после публикации работы Джильберта. Они связаны с именами итальянского профессора анатомии и ме­дицины Луиджи Гальвани и итальянского профессора физики Алессандро Вольта.

В лаборатории анатомии Булонского университета Луиджи Гальвани провел опыт, описание которого потрясло ученых всего мира. На лабораторном столе препарировались лягуш­ки. Задача опыта заключалась в демонстрации и наблюдении обнаженных, нервов их конечностей. На этом столе находилась электростатическая машина, с помощью которой создавалась и изучалась искра. Приведем высказывания самого Луиджи Гальвани из его работы "О силах электрических при мышеч­ных движениях": "... Один из моих помощников острием случайно очень легко коснулся внутренних бедренных нервов лягушки. Лапка лягушки резко дернулась". И далее: ". .. Это удается тогда, когда из конденсатора машины извлекается искра".

Это явление можно объяснить следующим образом. На атомы и молекулы воздуха в зоне возникновения искры действует меняющееся электрическое поле, в результате они приобретают электрический заряд, переставая быть нейтраль­ными. Возникшие ионы и электрически заряженные моле­кулы распространяются на некоторое, относительно неболь­шое расстояние от электростатической машины,  так как при движении, сталкиваясь с молекулами воздуха, теряют свой заряд. В то же время они могут накапливаться на метал­лических предметах, хорошо изолированных от поверхности земли, и разряжаются в случае, если возникнет проводящая электрическая цепь на землю. Пол в лаборатории был сухой, деревянный. Он хорошо изолировал помещение, где работал Гальвани, от земли. Предметом, на котором накапливались заряды, был металлический скальпель. Даже легкое касание скальпелем нерва лягушки приводило к "разряду" нако­пившегося на скальпеле статического электричества, вызывая отдергивание лапки без какого-либо механического разру­шения. Само по себе явление вторичного разряда, вызванное электростатической индукцией, уже в то время было известно.

Блестящий талант...
 
   Читать далее >>