在科學史上,有許多故事至今被人們傳為佳話,關于生物電的發(fā)現(xiàn)和伏打電池的發(fā)明,便是例子。
1786年,意大利布洛那大學解剖學教授伽爾伐尼在家中的小院里做實驗,偶然發(fā)現(xiàn)掛在窗前鐵柵欄的銅鉤上的蛙腿肌肉每當碰到鐵柵欄時,就猛烈地收縮一次。
伽爾伐尼認為上述現(xiàn)象是由于蛙腿帶有“動物電”所造成的。那么,這種“動物電”又是怎么產(chǎn)生的呢?他認為,青蛙的神經(jīng)和肌肉是兩種不同的組織,因為它們帶有相反的電荷,所以兩者之間就會存在著電位差,一旦用導電性能良好的物體把兩者接通,就會有電流通過。在此,鐵柵欄和銅鉤,恰恰在神經(jīng)與肌肉之間起著一個接通電路的導體的作用,于是便有生物電流通過。由于生物電流的刺激,蛙腿肌肉才會收縮。
這件事很快就傳到當時意大利帕維亞大學物理學教授伏打那里。伏打是當時很著名的物理學家,他在觀察和探討事物時,習慣于從物理學角度進行分析。他從觀察伽爾伐尼的動物電實驗中發(fā)現(xiàn):假如把勾著蛙腿神經(jīng)的小銅鉤換成鐵的,肌肉就不會發(fā)生收縮,實驗就會失敗。這是什么原因呢?他提出,不同的金屬帶有不同的電荷,它們之間必有電位差存在,如果有導體在它們中間聯(lián)接起來,就會有電流發(fā)生。伽爾伐尼實驗中的蛙腿,所以發(fā)生收縮,正是由于受到電流刺激的結(jié)果。
伏打和伽爾伐尼對“動物電”實驗中的肌肉收縮現(xiàn)象,作了完全不同的解釋。在爭論中,雙方各執(zhí)己見,莫衷一是。于是,各自殫思極慮、想方設法,力圖以新的實驗方法,拿出有力的科學論據(jù)來決一雌雄,擊敗對方。
若干年后,伽爾伐尼依然用一個從腰部剪斷了的青蛙作實驗。他撕去蛙的下肢的全部皮膚,把從腰部脊髓發(fā)出來的神經(jīng)分離出來,然后將一側(cè)膝關節(jié)下的肌肉切損。這時,如果把分離好的同側(cè)神經(jīng)與肌肉的切損處相接觸,就會立刻看到同側(cè)大腿的肌肉發(fā)生一次強烈地收縮。
伽爾伐尼這次新實驗的成功,自然是對伏打見解的有力回擊。因為它是在沒有任何金屬物體參加的情況下,同樣也引起了肌肉收縮,這就確鑿地證明了動物電的存在。既然如此,伏打的見解似乎該是錯誤的了。然而,事實并非如此。
伏打又反復鉆研和實驗,他用一塊銅板和一塊鋅板,分別浸在裝有硫酸的兩個杯子里。于是,銅板和鋅板各自同硫酸發(fā)生化學反應,如果用導電的鹽橋把兩個杯子里的不同金屬板連接起來,就有電流自銅板經(jīng)過鹽橋流向鋅板,從而發(fā)明了人類歷史上第一個人造光源——“伏打電池”。
伏打為了感謝伽爾伐尼對他的重要啟示,曾把自己發(fā)明的電池,取名為“伽爾伐尼電池”。伽爾伐尼自感受之有愧,竭力推讓,最后還是以發(fā)明者的名字——伏打命名了。
兩位科學家在進行學術爭論時,毫不含糊,互不謙讓,這種追求真理的治學精神誠然可貴,而當各自取得重大成就時,卻又互相謙遜恭讓起來,這種謙虛待人的態(tài)度,也是很值得后人效法和崇敬的。
(戰(zhàn)果根據(jù)《生物電之謎》摘編)