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关于“动物电”的争论 ―历史与启示

   1786年著名的意大利解剖学家伽伐尼偶然发现,挂在铁栅栏的铜钩上的新鲜蛙腿碰到铁栅栏时,蛙腿肌肉猛烈的收缩一次,他意识到他发现了新的的电源。因为在此之前,人们已经知道电可以刺激肌肉收缩。伽伐尼在仔细排除当时已知电源(如大气的雷电、摩擦起电)的作用后大胆设想,动物体内可以产生电,即“动物电”。他认为,青蛙的神经和肌肉带有不同的电荷,当蛙腿与铁栅栏相接触时,铁栅栏和铜钩充当导体将神经、肌肉接通,于是便有生物电流通过此回路而刺激蛙腿肌肉收缩。
  然而,与伽伐尼同时代的著名意大利物理学家伏打重复“动物电实验”时发现,如果把铜钩换成铁钩,使接触神经和肌肉的金属相同,肌肉就不再发生收缩。按照伽伐尼的解释,两种不同的金属无非起着导体的作用,那么为什么改用同一种金属作导体,动物电就消失了呢?伏打认为,问题的关键是“两种不同的金属”。所谓“动物电”现象,完全是由于实验所用的两种金属属性不同造成的。他提出,不同的金属带有不同的电荷。如果有导体将两者连接起来,就会产生电流而刺激标本,导致肌肉收缩。而蛙腿只不过是充当了导体和检测是否有电流通过的“仪器”而已。这就从根本上否定了“动物电”的存在。
  伽伐尼为了证明自己的观点,于1794年设计了新实验――“无金属收缩实验”。他将一个神经肌肉标本的损伤处(该神经的一部分与肌肉损伤处接触,另一部分与肌肉未受损处接触)就可引起该神经所支配的肌肉收缩一次。从而雄辩地证明了“动物电”的存在。目前认为,当细胞受损时受损伤部位的静息电位消失,就会在完整部位与受损部位之间出现电位差――损伤电位(在蛙骨骼肌约有50~80mV),并进而引起损伤电流。“无金属收缩实验”让神经分别与肌肉的完整部位与损伤部位接触,就是利用两者间所产生的损伤电流来刺激神经,最终引起肌肉收缩。
  尽管伽伐尼在“动物电”之争中取得了胜利,但伏打也同样赢得胜利。他在“动物电”的研究中发明了第一个人造电源――伏打电池。这也是科学史上的重大进步。实际上,引起“动物电实验”中肌肉收缩的电流的确来自于不同金属之间。
  “动物电”之争虽已结束,但它给我们以启示。在科学研究过程中,一定要仔细观察,一旦发现新的现象要问一个为什么?并进行探索,而不要轻易放弃。同时,我们也不应盲从于他人。伽伐尼在一次偶然的机会中发现了新现象,并大胆假设电来自于组织本身。而伏打从一个物理学家的立场上求证铜钩、铁栅栏是否就只起导体作用,结果否定了“动物电”而提出“金属电”的理论,为此他发明了伏打电池。尽管“金属电”的确是引起“动物电实验”蛙腿收缩的原因。这仅是事物本质的一个方面,而不能否认自然界确实存在“动物电”的现象。伽伐尼的“无金属收缩实验”出色地证实了“动物电”的存在。这一发现成为电生理学的开端。科学就是在不断地否定中得以发展。最后值得指出地是,伽伐尼也曾注意到不同的金属种类所引起的蛙肌收缩程度不同。可惜他没有认真对待这一现象,也没有意识到这一现象与他对“动物电实验”的解释相矛盾,这就使他失去了发现事物本质另一方面的机会。

 
 
 
 

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