Мы – электрические. Новая наука об электроме тела (страница 5)
Эксперимент Франклина имел последствия огромной важности и помог проложить путь новым знаниям, сформировавшим область науки, последователи которой стали называть себя электриками (тогда это слово имело гораздо более возвышенный оттенок, “электрики” XVIII века были сродни современным ракетостроителям). Кроме того, электричество стали воспринимать как невидимую жидкость, которую можно собрать в банку и которая может преодолевать большие расстояния и перемещаться по проводам – неважно, полым или нет.
Где еще было электричество? Люди начали задавать себе вопрос, не родственна ли эта “нематериальная жидкость” занимавшему умы общественности животному духу. В 1776 году эта идея нашла первое подтверждение благодаря экспериментам Джона Уолша с электрическими угрями.
Уолш был классическим натурфилософом: полковник, член палаты общин, состоятельный во всех отношениях человек. Он вращался в тех же кругах, что и Франклин, который тоже начал интересоваться электрическими рыбами. Когда были описаны электрические органы рыб, Франклин счел, что удар, который наносят эти существа, является еще одним проявлением электричества, и поэтому убедил Уолша “направить свою научную энергию” (читай: выделить часть своего огромного состояния) на проведение экспериментов, доказывающих реальность “рыбьего электричества”[20].
Для этого требовалось поместить электрическую рыбу в темную комнату и заставить произвести удар – в надежде, что при этом появится видимая вспышка. Это было бы прямым доказательством, “дымящимся пистолетом”. Невероятно, но, по-видимому, Уолшу это удалось. В нескольких исторических документах приводятся свидетельства людей, присутствовавших на демонстрации в 1776 году, которые подтверждают, что электрические угри и впрямь электрические. В газете British Evening Post писали о “ярких вспышках”.
Хотя данный эксперимент не является прямым доказательством связи между “рыбьим электричеством” и какими-либо процессами в человеческом организме, идея уже зародилась: возможно, нервы и мышцы тоже приводятся в действие какой-то формой электричества. Если угорь может производить искры, может быть, и мы создаем наши внутренние искры?
Именно так электричество настигло Луиджи Гальвани.
Человек, желавший узнать тайну Бога
Историкам немногое известно о семье Луиджи Гальвани и о его юности. Мы знаем, что он родился в 1737 году в папской Болонье, в благополучном и прогрессивном городе Италии. Как сообщает историк Марко Брезадола, Гальвани происходил из купеческой семьи; его отец Доменико Гальвани был золотых дел мастером, и к моменту появления на свет Луиджи у него была уже четвертая жена, Барбара, и дети начали появляться по второму кругу[21]. В семье Гальвани было достаточно денег, чтобы позволить нескольким детям получить университетское образование, которое стоило дорого. Заполучить ученого в купеческую семью означало повысить ее социальный статус и престиж, так что Доменико отправил детей учиться.
Поначалу Луиджи противился этому решению. Он был мечтательным ребенком, предпочитавшим домашнюю жизнь болонскому студенческому кутежу. Больше всего ему нравилось беседовать с монахами в монастыре вблизи Болоньи, в задачу которых входило посещение умирающих в последние часы жизни[22]. Гальвани восхищали мысли монахов, навещавших людей на грани между жизнью и смертью. От них он впитал ценности и идеи прогрессивного католического Просвещения, в том числе теории правящего папы о “всеобщем счастье”. Прогрессивный папа Бенедикт XIV уделял церемониям и роскоши меньше внимания, чем многие его предшественники, и пытался усилить набожность своих сограждан путем реального улучшения их жизни, что выражалось в реализации гражданских инженерных проектов, таких как строительство канализационных стоков, но также и в улучшении системы образования, включая снабжение университетов современными инструментами, в том числе электрическими[23]. Вера для него была проявлением милосердия, а не соревнованием в набожности.
Эта философия нравилась молодому Гальвани, и в ранней юности он попросился в монашеский орден. Однако семья убедила монахов отговорить его от этого шага, желая направить своего совершенно очевидно одаренного ребенка по пути с более широким кругом социальных возможностей. Так что в итоге Гальвани сдался и поступил в Университет Болоньи для изучения медицины и философии (он также изучал химию, физику и хирургию). Отец не ошибся относительно его способностей: Гальвани написал двадцать трактатов только о структуре, развитии и патологии костей. Получив докторскую степень, Гальвани начал изучать и преподавать анатомию в том же университете. По характеру он не был экстравертом, но стал популярным лектором[24]. Он был одним из первых профессоров, оживлявших лекции экспериментальными демонстрациями, и его энтузиазм оказался настолько заразительным, а объяснения настолько доходчивыми, что у него на занятиях часто собирались студенты из соседней академии искусств. В Университете Болоньи Гальвани быстро поднимался по академической лестнице и удостаивался почетных наград, а вскоре получил должность в Институте наук Болоньи – одном из первых современных экспериментальных институтов Европы.
Но Гальвани никогда не терял из виду дорогу, по которой так и не пошел; по всем свидетельствам, до конца дней он оставался истинным католиком. Не сумев посвятить свою жизнь Богу, уйдя в монастырь, он пытался сделать это в лаборатории. Он жил в соответствии со своими принципами, превратив работу в выражение веры. Кроме работы в университете, он стал практикующим врачом в местном госпитале и предпочитал оказывать помощь самым обездоленным, особенно женщинам. Акушерская деятельность подпитывала в нем глубокий и неизменный интерес к Творению. Больше всего ему хотелось понять научные основы того, как Бог смог разжечь в человеке искру жизни.
Гальвани оказался в идеальном месте и в идеальное время. Основанный в 1088 году Университет Болоньи был не только старейшим университетом Европы, но и самым прогрессивным и передовым. Например, там впервые в истории приняли на должность лектора по экспериментальной физике – женщину, Лауру Басси. Басси была чрезвычайно одаренной девушкой: она осваивала физику Ньютона в своей домашней лаборатории и установила контакт с электриками всего мира, включая Бенджамина Франклина и Джамбаттисту Беккариа, считавшихся ведущими теоретиками электричества той эпохи[25]. Эта связь означала, что университет находился в авангарде исследований важного нового явления. В отличие от некоторых современников, Гальвани никоим образом не был возмущен высоким положением женщины в университете и, вообще говоря, в науке в целом. Хотя никто в здравом уме и не повесил бы на него анахронистический ярлык феминиста, его все же раздражало мнение о том, что получать знания из уст женщины “смехотворно”. В частности, он невозмутимо сотрудничал со скульптором Анной Моранди и использовал изготовленные ею восковые анатомические модели на своих уроках анатомии[26], тогда как некоторых его коллег ужасала одна мысль о том, что женщина может их чему-то научить[27]. Эти предрассудки не волновали Гальвани, он часто посещал лекции Басси, и вскоре она и ее муж, профессор медицины Джузеппе Вератти, сделались его наставниками.
На пике своего влияния Джамбаттиста Беккариа послал им свой учебник, в котором он, подобно Франклину, начал выстраивать единую теорию электричества. Изучив потрясающую новую публикацию Джона Уолша с подробным изложением анатомии электрического угря, Беккариа стал тщательно прорабатывать идею о наличии природного электричества у животных. Басси и Вератти уговаривали своих учеников изучать влияние разряда лейденской банки на животных и предложили использовать лабораторию Басси для электрических опытов на сердцах, внутренностях и нервах лягушек.
В лаборатории Басси интерес Гальвани разгорался все больше и больше. В своих лекциях он сравнивал животный дух с электрической жидкостью. На одной лекции по анатомии, посвященной причинам смерти, Гальвани заявил, что они заключаются в исчезновении “самой благородной электрической жидкости, от которой, по-видимому, зависят движения, чувства, циркуляция крови и сама жизнь”[28].
Многие ученые уже начали склоняться к похожей интерпретации, однако они с осторожностью отнеслись к этому выводу, вызывавшему ненаучные ассоциации. Главная практическая проблема заключалась в отсутствии экспериментального метода для проверки этой гипотезы. Гальвани по-прежнему верил, что электричество (такое, как в молнии) может быть именно тем механизмом, с помощью которого Господь дает жизнь человеку и всем другим существам. И еще его волновало, что он может стать первым, кто откроет этот аспект Божьей милости.
В 1780 году он разработал программу изучения роли электричества в движении мышц и занялся строительством домашней лаборатории, что позволило бы ему уделять больше времени экспериментальной работе. В лаборатории была электростатическая машина, лейденская банка и другие новые версии электрических инструментов.
Вот тогда-то он и начал эксперименты с лягушками. Почему с лягушками? У лягушек очень легко найти нервы и легко наблюдать за сокращением мышц, которые продолжались вплоть до сорока четырех часов после того, как Гальвани расчленял их ужасающим способом в ходе препарирования. Все публикации Гальвани изобилуют жутковатыми изображениями экспериментов с земноводными. На одном рисунке представлена лягушка без головы, почти полностью лишенная передней части тела, но с тонкими нитями бедренных нервов, все еще соединяющих лапки с позвоночником[29]. На других изображены лягушки, разрезанные пополам ниже передних конечностей, без кожи и внутренностей. От них остались только лапки, соединенные куском позвоночника. Есть рисунок, на котором Гальвани и его помощники Джованни Альдини (его племянник) и Лючия (его жена) изображены в подвале лаборатории в окружении десятков таких освежеванных трупиков.
Этот весьма характерный способ препарирования лягушек (от которого Гальвани никогда не отходил) был позаимствован у Ладзаро Спалланцани – одного из ведущих натуралистов той эпохи, с которым Гальвани часто переписывался. Указания Спалланцани позволяли легко отделить причину от следствия. Если не оставалось ничего, кроме нерва, становилось понятно, что происходило при приложении электричества к нерву или мышцам.
Гальвани начал исследования с серии экспериментов, которые могли объяснить, почему электрический ток от искусственного источника вызывает мышечные сокращения. Было очевидно, что электрический разряд, приложенный к мышце, вызывает сокращение. Но каков механизм этого процесса? Для начала он просто повторил предыдущие эксперименты, прикладывая электрический контакт к разным частям тела лягушки. Электричество от генератора к конкретному участку тела он подводил с помощью проволоки и других металлических предметов, называемых арками, которые были присоединены к внешнему источнику электричества.
Обычно результаты соответствовали его ожиданиям, но в один прекрасный день вышло иначе. В тот день лягушка дернулась, хотя между ней и генератором не было никакого контакта. Гальвани дотронулся до оголенного бедренного нерва распластанной лягушки, а в это время в шести футах от него Лючия поднесла палец к генератору, от чего неожиданно возникла искра. И лягушка вздрогнула. Гальвани был поражен. Он не понимал, каким образом электричество могло быть передано мертвому животному при отсутствии привычного контакта между лягушкой и генератором электричества. Почему лягушка дернулась без воздействия электричества от какого-либо внешнего источника?